Учёные смоделировали создание идеальной пивной пены

Пивная пена, образование которой зависит от сложного взаимодействия крана, бокала и компонентов пива, привлекает большое внимание науки. Учёные Американского института физики создали модель, при помощи которой можно предопределить особенности образования пены, её высоту, стабильность и соотношение с объёмом пива.

В исследовании, опубликованном в журнале Physics of Fluids, был впервые использован вычислительный метод — многофазная решающая программа.

— Симуляция при помощи многофазного вычисления процесса наполнения бокала пивом снизу вверх — это сложная задача, предполагающая моделирование множества  взаимодействий: динамики жидкости, переноса тепла и массы, а также химических реакций, — говорит автор исследования Вэньцзин Лю. — При использовании многофазного вычисления можно точно предсказать поведение системы и оптимизировать конструкцию кранов и форму бокалов, чтобы обеспечить максимально быстрое наполнение бокала через дно при любой температуре, давлении и уровне карбонизации.

Учёные работали совместно со стартапом Einstein 1, который разрабатывает систему быстрого наполнения бокалов снизу вверх. Бокал ставят на разливочную головку, которая смещает вверх специальный магнит на его дне, создавая таким образом временное отверстие для наполнения. Когда бокал наполнен, магнит возвращается на место, и из бокала можно пить. Учёные разработали модель и проверили её в ходе экспериментов. Они установили, что пена образуется во время первых моментов наполнения бокала. При более высокой температуре и давлении образуется больше пены. Затем в бокал поступает жидкость. Стойкость пены определяется в основном размером пузырьков. Её оседание занимает примерно в 25 раз больше времени, чем формирование. В будущем учёные исследуют воздействие разных форм разливочных головок.

— Это поможет контролировать образование пены, сократит потери и время розлива, повысив эффективность работы. Точно симулируя процесс, наша модель может улучшить качество продукции, сократить расходы и повысить продуктивность индустрии напитков, химической и других отраслей, — говорит Вэньцзин Лю.

Это не первое исследование, в котором учёные всерьёз изучают образование пены в пиве. Ранее испанские физики изучили, почему, если постучать по горлышку бутылки друга донышком своей бутылки, пиво в руках товарища внезапно взорвётся пеной, а датские учёные проверили, может ли постукивание по банке предотвратить избыточное вспенивание пива при открытии. Их французские коллеги подсчитали, сколько пузырьков образуется в бокале пива, британцы нашли способ повысить стойкость пивной (и любой другой) пены, а немцы, наоборот, изучили влияние суперамфифобных поверхностей на пену с целью сократить вспенивание при розливе в бутылки.