世界首度以數學式呈現啤酒氣泡形成條件

 

刊登日期:2021/7/29
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日本大阪大學與KIRIN Holdings發表了一項世界首次將注入杯中的啤酒氣泡形成條件,實際利用數學式呈現的研究成果。此成果可望有助於促進與氣泡、粒子流動相關的理解或流體控制。研究團隊利用GUINNESS啤酒進行實驗。由於GUINNESS含有氮氣,相較於碳酸氣體,能產生大小僅10分之1的微細氣泡,且在過去的實驗中已確認,GUINNESS特有的氣泡「浪湧」樣貌與雨水下到傾斜地面形成的捲波現象一致。唯此現象僅在封入氮氣的飲料中出現。

研究團隊利用2D電腦模擬與數學模式從泡沫的數量多寡、容器大小、壁面角度等進行氣泡形成條件分析,進而發現氣泡流動的標度律(Scaling Law),並歸結「穩定與否的指標」與「氣泡疏密指標」為氣泡「浪湧」的形成要因,並得知容器形狀不會影響氣泡「浪湧」形成。實驗結果顯示,「浪湧」現象僅於氣泡密集存在的條件下發生,一般可樂或氣泡水等在杯中無法形成「浪湧」是因為相鄰氣泡之間的距離較大而未形成密集狀態。此項研究成果將可望應用於預測食品、飲料的釀造,或是排水處理之發酵槽內部的流動,進一步促進發酵食品的品質管理或水處理的高效率化。


資料來源: https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210622_3
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