Al in 1959, brouwers van Guinness ontwikkelden een systeem dat de textuur van hun tapbier fundamenteel veranderde. Nutsvoorzieningen, onderzoekers uit Japan hebben de fysica van Guinness' trapsgewijze stroom opgelost, die wijdverbreide toepassingen zullen hebben voor technologie in de levens- en milieuwetenschappen.

In een recent gepubliceerd onderzoek in Fysieke beoordeling E , Onderzoekers van de Universiteit van Osaka hebben onthuld waarom de stikstofbellen van Guinness-tapbier op dezelfde manier stromen als een vloeistof.

De bubbels van veel net geopende koolzuurhoudende dranken gaan gewoon omhoog, volgens het principe van Archimedes. Een groot deel van de aantrekkingskracht van de tap van Guinness-bier is dat de bubbels samen zinken en stromen, bekend als "bubbelcascade". Brouwers en onderzoekers denken dat dit collectieve stroomgedrag iets te maken moet hebben met hoe Guinness-bier van de tap wordt geschonken. Momenteel, de fysica van de collectieve stroom blijft onopgelost, iets wat de onderzoekers van de Osaka University wilden aanpakken.

"Een breed scala aan laboratoriumwerk en computersimulaties is nuttig geweest voor het schatten van individuele en collectieve bellenbewegingen, maar pas nadat de stroom heeft plaatsgevonden, " zegt hoofdauteur en senior auteur van de studie Tomoaki Watamura, Universiteit van Osaka. "We zijn geïnteresseerd in het voorspellen van trapsgewijze stroming via wiskundige modellering, in plaats van resultaten van experimenten of simulaties achteraf."

Om dit te doen, de onderzoekers gebruikten numerieke simulaties om de vloeistof- en bubbeldeeltjes van trapsgewijze tapbier te benaderen. Werkbankexperimenten bestonden uit het testen van een transparante "pseudo-Guinness-vloeistof, " wat een mengsel is van ultrakleine holle deeltjes in leidingwater, en echt Guinness-bier.

"De simulatieresultaten kwamen overeen met experimentele gegevens, over een breed scala aan glasformaten en andere omstandigheden, " legt Watamura uit. "We hebben de meest succesvolle simulatie van trapsgewijze stroming in Guinness-bier tot nu toe ontwikkeld."

Intrigerend, trapsgewijze bubbels hebben misschien toch geen stikstofhoudend stoutbier nodig.

"De bellendiameter en bellenvolumefractie in koolzuurhoudend water, gegoten in de geschatte afmetingen van een gewone 200 liter vat met hellingshoek, vergemakkelijken trapsgewijze bellen, " zegt Hideyuki Wakabayashi, Kirin HD. "Verder, de bijbehorende vloeistofbeweging bij een schuine containerwand heeft betrekking op het behoud van de productkwaliteit tijdens het brouwen, wat een onmiddellijke toepassing van onze bevindingen suggereert."

Naast het aantonen van inzicht in het optimaliseren van brouwomstandigheden, dit onderzoek heeft duidelijke toepassingen voor elk werk waarbij fermentoren of celincubatie betrokken zijn. Als zodanig, de bevindingen van de Osaka University en Kirin ZvH-onderzoekers kunnen worden gebruikt om aan verschillende behoeften te voldoen, zoals farmaceutische productie uit celculturen op industriële schaal, en stadswaterzuivering.