Qu’il s’agisse de créer des boissons au look distinctif ou de fournir des arômes aux connaisseurs, la mousse de bière est un gros business. L’interaction complexe entre les composants d’une bière, le récipient à partir duquel elle est versée et le verre dans lequel elle est versée a suscité beaucoup d’attention de la part des chercheurs, des brasseurs et des buveurs. Une nouvelle étude cherche à fournir les prédictions les plus précises sur la façon dont une bière va mousser.
Les chercheurs ont analysé le brassage avec des simulations numériques pour prédire un éventail de caractéristiques de mousse de bière. Publier leur travail dans Physique des Fluides, Lyu et al. démontrent que leur modèle peut déterminer les modèles de mousse, les hauteurs, la stabilité, le rapport bière/mousse et les fractions volumiques de mousse.
L’étude présente la première utilisation d’une approche informatique appelée solveur multiphase pour s’attaquer aux têtes de bière.
« La simulation d’un processus de coulée ascendante à l’aide d’un solveur multiphase est une tâche complexe qui implique la modélisation des interactions physiques et chimiques qui se produisent au cours du processus, telles que la dynamique des fluides, le transfert de chaleur et de masse et les réactions chimiques », a déclaré l’auteur Wenjing Lyu. .
« En utilisant un solveur multiphase, il est possible de prédire avec précision le comportement du système et d’optimiser la conception des sorties de buse et la géométrie de la coupelle pour assurer le versement ascendant le plus rapide possible dans diverses conditions telles que la pression, la température et la carbonatation. . »
Pour s’attaquer à cette tâche, le groupe s’est associé à Einstein 1, une startup développant un nouveau système de taraudage ascendant dans lequel la buse pousse vers le haut un aimant mobile au fond d’un verre pour créer une entrée temporaire. Au fur et à mesure que le verre se remplit, l’aimant se remet en place et la boisson est prête à boire. Après des études de répétabilité pour établir des conditions de coulée stables, ils ont assemblé un modèle qui a ensuite été validé par des expériences.
Le groupe a découvert que la mousse du système de tapotement d’Einstein 1 n’est générée que dans les premiers instants du versement. Des températures et des pressions plus élevées ont produit plus de mousse.
Après cela, la phase liquide de la bière est entrée en jeu. Déterminée en grande partie par la taille des bulles, la phase de mousse de la bière s’est lentement décomposée, prenant environ 25 fois plus de temps pour s’éteindre complètement qu’il n’en a fallu pour que la mousse se forme.
Parallèlement à l’optimisation de leurs approches informatiques, le groupe cherche ensuite à étudier les effets des formes de buses.
« Cela aidera à contrôler la formation de mousse, à réduire la consommation et le temps de coulée, et à améliorer l’efficacité globale du processus de coulée », a déclaré Lyu. « En simulant avec précision le processus de moussage, notre modèle peut aider à améliorer la qualité du produit final, à réduire les coûts et à augmenter la productivité dans des industries telles que l’alimentation et les boissons, la chimie et autres. »
Plus d’information:
Wenjing Lyu et al, Enquête expérimentale et numérique sur la mousse de bière, Physique des Fluides (2022). DOI : 10.1063/5.0132657