Ученые разработали математическую модель, которая может определять и предсказывать структуру, объем и иные характеристики пивной пены. Эта разработка поможет пивоварам и барменам улучшить опыт потребителей популярного напитка. Исследование опубликовано в журнале Physics of Fluids.
Пена — один из главных элементов пива. Она образуется из-за пузырьков углекислого газа и придает разным сортам характерный внешний вид и даже влияет на аромат напитка. Впрочем, люди не любят, когда пены слишком много. Есть много способов уменьшить ее объем: наливать пиво под углом, охладить пиво и другие подходы.
Теперь ученые попытались с помощью численного моделирования объяснить, как пенится пиво. Для исследования ученые объединились с командой стартапа Einstein 1, который разрабатывает систему наливания пива снизу. Она работает следующим образом: на дне стакана есть небольшое отверстие, которое в обычных условиях герметично закрыто плоским магнитом (следовательно, жидкость не будет проливаться). Но когда стакан ставят в специальное устройство, магнит приподнимается, благодаря чему через дно наливается пиво. Сам стакан при этом остается сухим.
Авторы новой работы использовали вычислительный подход, называемый многофазным решателем. «Моделирование процесса заливки "снизу вверх" с использованием многофазного решателя — это сложная задача, которая включает моделирование физических и химических взаимодействий, происходящих в процессе, таких как гидродинамика, тепло- и массоперенос и химические реакции. Используя многофазный решатель, можно точно предсказать поведение системы и оптимизировать конструкцию выпускных отверстий сопла и геометрию стакана, чтобы обеспечить максимально быструю разливку снизу вверх при различных условиях, таких как давление, температура и карбонизация», — сказал Вэньцзин Люй, один из авторов исследования.
Авторы провели ряд исследований, чтобы определить стабильные условия заливки пива. Затем они собрали компьютерную модель и проверили ее экспериментально. Оказалось, что модель действительно корректно предсказывает, как образуется пена. Например, при наливании пива из крана Einstein 1 пена образуется только в первые моменты заливки. При этом более высокая температура пива увеличивала количество пены. Аналогично влияло и повышенное давление. А выдыхалась пена примерно в 25 раз медленнее, чем образовывалась.
Ученые надеются, что разработанная ими модель поможет пивоварам и барменам определять структуру пены, высоту, стабильность, соотношение пива и пены и объемные доли пены. «Это поможет контролировать образование пены, сократить время заливки, а также повысить общую эффективность этого процесса. Путем точного моделирования процесса вспенивания наша модель может помочь улучшить качество конечного продукта, снизить затраты и повысить производительность в таких отраслях, как производство продуктов питания и напитков, химической отрасли и других», — подытожил Вэньцзин Люй.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
