De magie van bubbels
Champagne wordt geconsumeerd op de meest speciale momenten in het leven waar feest in het middelpunt staat. Achter de bubbels zit er een hele boel fysica. Liger Belair heeft dit onderzocht in champagne en zijn bevindingen gepubliceerd in zijn boek Uncorked. Zijn onderzoek leidde tot een aantal belangrijke zaken voor het productieproces van champagne.
Wanneer je een glas champagne uitgiet, zie je direct dat er bubbelvorming is. De bubbels komen van op de bodem tot op 1 cm van de rand van het glas naar boven. De bubbels stijgen met een snelheid van 3.04 m/s en brengen aromatische moleculen naar onze neus en smaakpapillen. Bubbels stijgen naar het oppervlak vanuit bubbelvormplaatsen op de bodem van het glas. Per bubbelvormplaats ontstaan er ongeveer 30 bubbels per seconde, bij bier zijn dit maar 10 bubbels per seconde. Dit fenomeen noemt men bubbelvorming (effervescence).
Als je de fles ontkurkt en de champagne uitgiet gaan de bubbels aan het oppervlak ontploffen en hierbij gaan ze kleine druppeltjes vol aroma’s in de lucht stuwen. Bubbels ontploffen in een bloemvormig patroon voor dat ze verdwijnen of veranderen in kleine druppeltjes in de lucht.
De bubbels ontploffen aan het vloeistofoppervlak in een aantal microseconden waarna ze genoeg energie creëren om schokgolf met verschillende kleine druppels in de lucht te stuwen. Wanneer de champagne in het glas stil is en dus geen CO2 meer bevat, zijn er in totaal 2 miljoen bubbels ontsnapt.
In een normale fles champagne zit er in totaal 10 gram per liter opgeloste CO2 onder een druk van 5 tot 6 bar. Vergeleken met het aantal C02 in de lucht is dit 0.97% meer (in lucht zit er 0.03%%. De 10 gram per liter CO2 komt overeen met 5 liter. 80 % van de CO2 ontsnapt uit de fles door directe diffusie met de lucht. De andere 20% gaat uit de fles ontsnappen in de vorm van bubbels.
Bubbels vormen zich niet in een glas zonder enige oneffenheden. Deze oneffenheden zijn miniscuul maar zorgen wel voor bubbelvorming. Er bestaan 2 manieren waarop bubbels geboren worden. De eerste manier is de aanwezigheid van cellulose vezels. Deze vezels kunnen uit de lucht of van handdoeken komen
Deze cellulosevezels hechten zich aan de binnenkant van het glas als gevolg van statische elektriciteit (dit door het wrijven van de handdoek op het glas). Deze vezels bestaan uit lange polymeer kettingen van glucose en andere. Iedere vezel heeft ongeveer een lengte van 100 km lang. Deze vezels vormen een intern gaszakje en wordt door de capillaire kracht uit het microkanaaltje van de vezel getrokken.
Champagne heeft een oppervlakte spanning die 30% lager is dan die van water en een viscositeit van 50% hoger. De microvezels fungeren als een nucleatie punt voor de vorming van bubbels. CO2 moet doorheen de vloeistof moleculen gaan die samen worden gehouden door de Van der Waals krachten. Deze hebben de energie niet om dit zelf te doen. De gaszakjes verlagen de energie om bubbels te vormen. Wanneer de bubbels groeien tot een grootte van 10 tot 50 micrometer zijn de bubbels groot genoeg om zich los te maken van de vezel waarna zich nieuwe bubbels vormen. Dit gebeurt met een gemiddelde van 30 bubbels per seconde. De bubbels groeien als gevolg van diffusie van CO2 naar de bubbels. Hun opwaartse snelheid vergoot. Bubbels groeien tot 1 mm over de afstand gedurende 1-5 seconden. Deze tijdsperiode hangt echter af van de lengte van het glas.
Omdat het moeilijk is natuurlijke nucleatie sites te verkrijgen en te controleren worden de bubbels meestal mechanisch gegenereerd. Glasmakers gebruiken een laser om op de bodem van ieder glas een artificiële nucleatie site te creëren. Dit zijn ongeveer 20 plaatsen die in een ringvorm aangebracht worden. Door deze glazen verkrijgt de champagne een extra mooie bubbelvorming.
Bronnen:
http://charmingwinegeeks.com/champagne.htm
http://www.americanscientist.org/issues/feature/2009/4/bubbles-and-flow-patterns-in-champagne
http://cucina.corriere.it/methode_image/2014/12/22/Cucina/Foto Gallery/5 anello_MGzoom.jpg
Uncorked ( Gérard Liger-Belair )
