VIEW ARTICLE DOI: 10.1094/ASBCJ-60-0001
Dynamic Behavior of Carbon Dioxide Gas Related to Formation and Diminution of Beer Foam. Yutaka Mitani (1), Brewing Research Laboratories, Sapporo Breweries, Ltd., Yaizu, Shizuoka, 425-0013 Japan; Masaki Joh, Graduate School of Engineering Science, Osaka University, Toyonaka, Osaka, 560-0043 Japan; Shuichi Segawa and Ken Shinotsuka, Brewing Research Laboratories, Sapporo Breweries, Ltd., Yaizu, Shizuoka, 425-0013 Japan; and Kazunari Ohgaki, Graduate School of Engineering Science, Osaka University, Toyonaka, Osaka, 560-0043, Japan. (1) Corresponding author. Phone: +81-54-629-7980; fax: +81-54-629-3144; E-mail: <Yutaka.Mitani@sapporobeer.co.jp> J. Am. Soc. Brew. Chem. 60(1):1-9, 2002. Accepted June 21, 2001.
A method for observing the liquid microstructure of beer has been developed to ascertain whether bubble nucleation is initiated from the beer itself. Observations were conducted under an electron microscope using specimens prepared by forming a thin-film replica of beer. Immediately after opening the bottle, microbubbles with a uniform size of around 100 nm were observed in the beer. These microbubbles are presumed to appear by a concentration fluctuation of carbon dioxide in the beer. During the bubble formation period, carbon dioxide migrates to foam bubble nuclei according to Fick’s diffusion law. Upon forming a foam layer, the carbon dioxide should diffuse into the atmosphere, where the carbon dioxide concentration is further reduced. It is speculated that the most significant cause of the reduction of foam volume is the diffusion of carbon dioxide. Computations of the diffusion rate of the dissolved gas supported this theory. The diffusion of carbon dioxide contributed to the rupture of the foam liquid films. The carbon dioxide in the foam vigorously migrates into the atmosphere. A significant molecular movement disturbance then occurs within the films. Keywords: Bubble nucleation, Diffusion, Foam rupture, Transport phenomena
Comportamiento
dinámico del
gas dióxido
de carbono en
relación con
la formación
y la disminución
de la espuma
de la cerveza
Se ha desarrollado un método para observar la microestructura de la cerveza como líquido, con el objeto de establecer si la formación de núcleos de burbujas se inicia desde la propia cerveza. Las observaciones se realizaron mediante un microscopio electrónico y empleando muestras preparadas al formar una réplica de la cerveza en una fina película. Inmediatamente después de abrir la botella, se observaron en la cerveza burbujas microscópicas con un tamaño uniforme en torno a 100 nm. Se supuso que estas burbujas microscópicas aparecen por fluctuaciones en la concentración del dióxido de carbono en la cerveza. Durante el periodo de formación de la burbuja, el dióxido de carbono se desplaza hacia el núcleo de la burbuja de espuma de acuerdo con la ley de difusión de Fick. Tras la formación de una capa de espuma, el dióxido de carbono difundiría a la atmósfera donde su concentración disminuiría aún más. Se especula con que la causa más significativa de la reducción del volumen de la espuma es la difusión del dióxido de carbono. Los cálculos de la velocidad de difusión del gas disuelto apoyaron esta teoría. La difusión del dióxido de carbono contribuyó a la ruptura de la película líquida de espuma. El dióxido de carbono de la espuma se desplaza enérgicamente hacia la atmósfera. Entonces, en el interior de las películas se producen perturbaciones significativas de los movimientos moleculares. Palabras clave: Formación de núcleos de burbujas, Difusión, Ruptura de la espuma, Fenómenos de transporte.