Jesteś tutaj

Jak znika piwna piana?

Jak to jak? spytacie pewnie zaskoczeni. Zwyczajnie... A co na to fizycy? Fizycy już tak mają, że we wszystkim doszukują się jakiś zależności i praw, którymi da się to opisać, najlepiej przy pomocy matematyki1,2.

Czy jest jakieś prawo, które rządzi zanikiem piwnej piany? Okazuje się, że tak! Jest to prawo rozpadu naturalnego (zwane też prawem zaniku), które mówi nam, jak ubywa substancji, której cząsteczki ulegają spontanicznym rozpadom. Nie byle jakie to prawo, bo jego matematyczną postać stosuje się do opisu wielu procesów fizycznych, związanych m. in. z rozładowywaniem kondensatorów w lampkach rowerowych, rozpadami promieniotwórczymi czy stygnięciem herbaty.  

Po raz pierwszy możliwość takiego podejścia do opisu piwnej piany zaproponował niemiecki fizyk Arnd Leike z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium, który chciał w ten niekonwencjonalny sposób, nauczyć swoich studentów stosowania w praktyce prawa zaniku. W tym celu przeprowadził stosowne pomiary na trzech rodzajach piw. Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie European Physical Journal w 2002 roku3, a ich autor został uhonorowany nagrodą IgNobla za swoje przełomowe odkrycie4.

Nagrody Ig Nobla – humorystyczne odpowiedniki Nagród Nobla za prace naukowe, które najpierw śmieszą, a potem skłaniają do myślenia oraz odkrycia, które nie mogą lub nie powinny być powtarzane. Ideą tych nagród jest popularyzowanie nauki i pokazanie zabawnych aspektów pracy naukowca. Nagradzane prace mają najczęściej faktyczną wartość naukową i ich zabawność jest jedynie dodatkowym atutem.

Cytat za Wikipiedią

Zastosowania badań nad zanikiem piany

Zatem w piwie zachodzą procesy interesujące fizyków, a ich badania mają walory edukacyjne i mogą nawet przynieść sławę i nagrody autorom. Tyle? Okazuje się jednak, że to nie wszystko. Badania nad piwną pianą są też interesujące dla browarników, ponieważ stabilość piany może być podstawą do określenia jakości trunku. W prestiżowych czasopismach piwnych również znajdziemy przykłady systematycznych studiów nad piwną pianą. Wiedząc jakie prawa nią rządzą, możemy dopasować wyniki pomiarów do prawa zaniku, a z parametrów dopasowania wyciągać przydatne informacje. Jednym z takich parametrów jest średni czas życia, którego wartość odpowiada czasowi, po którym wysokość piany na piwie zmniejsza się o 63%. Porównując owe czasy, możemy porównywać jakość różnych gatunków piwa. Z pewnym uproszczeniem można założyć, że im dłużej utrzymuje się piana, tym piwo świeższe i lepszej jakości.

Aparatura używana przez James J. Hackbartha do wyznaczania zaniku piwnej piany. Wyniki opisane pracy J. Inst. Brew. 112(1), 17–24, 2006 Multivariate Analyses of Beer Foam Stand.5

 

Eksperyment w Fiztasz Research Center

Nasza ekipa fiztaszkowa ma w większości skłonności eksperymentalne, przynajmniej jeśli chodzi o piwo. Nie mogliśmy się zatem powstrzymać, aby nie sprawdzić czy rzeczywiście zaniki spienionej czapy na piwie da się opisać odpowiednią funkcją matemtyczną. Poza tym, w literaturze opisane są badania nad niemieckimi piwami, a kto wie czy na wschód od Odry i Nysy Łużyckiej piwem rządzi ta sama fizyka? Musieliśmy to sprawdzić! Za laboratorium posłużyła nam jak zwykle kuchnia, w której zasiedliśmy z Michałem nad kilkoma butelczynami, uzbrojeni w kartkę, długopis, linijkę i stoper. Nasz wybór obiektów badawczych został zdeterminowany przez zaopatrzeniowca magazynu osiedlowego sklepu z okolicy. Zaznaczam, że nie jesteśmy wspierani przez żadnego producenta z badanych piw, a fiztaszek nie zawiera lokowania produktu. Nie mamy jednak nic przeciwko, gdyby znalazł się ktoś taki, kto zafunduje nam kolejny zestaw do badań ;-)

 

Nie stosowaliśmy tak rygorystycznego sposobu wytwarzania piany jak James J. Hackbarth, po prostu laliśmy z butelek, starając się za każdym razem zachować podobne warunki. Prawdopodobnie w miarę postępowania naszych badań, słupki błędów mogły znacznie wzrosnąć, ale nie uwzględniamy tego na wykresach. Uzyskane wyniki pozwalają nam stwierdzić, że polska piana na piwach różnych gatunków również podlega prawu rozpadu naturalnego.

Poniżej kilka wybranych wyników pomiarów przedstawionych na wykresach. Mierzyliśmy wysokość słupa piwa (złote punkty) oraz grubość piany (czarne punkty). Czerwona linia jest wynikiem dopasowania odpowiedniej funkcji, która opisuje prawo rozpadu naturalnego. Legenda każdego wykresu zawiera wartość średniego czasu życia piany t uzyskaną z dopasowania.

 

 

Wnioski

W sumie przebadaliśmy 8 gatunków różnych piw, a wszystkie wyniki zestawia poniższy histogram.

Jak widać najlepiej wypada Łomża Export Niepasteryzowana, a piana najszybciej znika z piwa Śląskie Mocne. Potwierdzałoby to naszą tezę, że im dłużej utrzymuje się piana, tym lepsze piwo. Zgodnie z otrzymanym wynikiem, piwo Śląskie odstawało jakością od pozostałych, oj odstawało... 

Wyniki naszych pomiarów zdecydowanie jednak różnią się od wyników zaprezentowanych w pracach wspomnianych wcześniej. Autorzy tamtych publikacji otrzymywali średnie czasy życia piany około 200 sekund, a czasem nawet dłuższe niż 300 sekund. Czy oznacza to, że wybraliśmy gorsze jakościowo piwa? Myślę, że tak, ale sprawa może być bardziej złożona. Na piwną pianę wpływa o wiele więcej czynników, których nie braliśmy pod uwagę m. in. temperatura, sposób wytwarzania piany, czystość i kształt szklanki, ciśnienie atmosferyczne. Nie traktujemy zatem naszych wyników, jako wyrocznię, które piwa kupować, ale widać jasno, że pewna korelacja z jakością występuje. 

Na koniec dziękuję Michałowi za wspólne, owocne pomiary, podczas których zrodziło się wiele pomysłów na kolejne fiztaszki.

 

Linki

  1. Michał Heller. Co to znaczy, że przyroda jest matematyczna?
  2. Józef Życiński. Jak rozumieć matematyczność przyrody?
  3. Arnd Leike. Demonstration of the exponential decay law using beer froth
  4. List of Ig Nobel Prize winners
  5. James J. Hackbarth, Multivariate Analyses of Beer Foam Stand
  6. Więcej fiztaszkowej fizyki piwa.
  7. Zdjęcie z Oktoberfest pochodzi z bloga: Beyond The Black Gate
Tagi: 
piwo
  • Obrazek użytkownika piotrowski
    O autorze:

    Marcin Piotrowski

    Wydawca portalu fiztaszki.pl, webmaster, redaktor działu fresh science.
    Fiztaszki popija zawsze yerba mate. Mimo tego, że w pracy w laboratorium ma do czynienia z ekstremalnie niskimi temperaturami, nie przepada za terrere. Oprócz kuchennego eksperymentowania, zajmuje się fiztaszkowym webmasteringiem. Aktualnie bada czy fiztaszkowa fizyka działa tak samo w Australii.

Dodaj komentarz