Dlaczego piwo pieni się nadmiernie w trakcie nalewania?
Czy nadmierne pienienie się w trakcie nalewania to wina samego piwa, instalacji czy nieumujętnej obsługi? Przyczyna często bywa złożona, niemniej jednak zdecydowanie więcej w niej fizyki niż alchemii. Choć nalewanie piwa wydaje się proste, kryje w sobie wiele fascynujących aspektów fizycznych, które są dobrze zbadane i wyjaśnione naukowo. Dla zrozumienia procesu tworzenia się piany w trakcie nalewania kluczowa jest zależność, opisana już w 1803 roku przez angielskiego chemika, zwana Prawem Henry’ego.
Prawo Henry’ego – rozpuszczanie się gazu w cieczy a bąbelki
Prawo Henry’ego mówi, że ilość gazu rozpuszczonego w cieczy jest proporcjonalna do ciśnienia tego gazu nad cieczą przy stałej temperaturze. W kontekście nalewania piwa oznacza to, że stężenie dwutlenku węgla (CO₂) w piwie zależy od ciśnienia dostarczanego gazu oraz temperatury piwa.
Wyobraźmy sobie butelkę z napojem gazowanym – dopóki jest zamknięta, gaz pozostaje rozpuszczony. Gdy ją otworzymy, gaz zaczyna się uwalniać, ponieważ ciśnienie atmosferyczne otoczenia jest niższe niż ciśnienie w butelce. Układ dąży do nowej równowagi. Podobne zjawisko zachodzi po otwarciu kranu z piwem.
Zbyt dużo gazu
Utrzymanie odpowiedniego ciśnienia CO₂ w instalacji jest kluczowe dla efektywnego nalewania piwa. Wysokie ciśnienie powoduje stopniowe rozpuszczanie się dwutlenku węgla w piwie, co prowadzi do nadmiernego nasycania się piwa gazem. Różnica pomiędzy nasyceniem napoju a ciśnieniem atmosferycznym w trakcie nalewania wpływa na intensywność pienienia. Istnieje granica poziomu wysycenia, powyżej której dochodzi do gwałtownego wpieniania. Dzieję się tak pod wpływem turbulencji związanej z nalewaniem i konwekcji wywołanej przesuwaniem się bąbelków w kierunku powierzchni. Przypomina to próbę nalania do szklanki napoju ze zbyt mocno potrząśniętej butelki. Analogiczną sytuację mamy również w klasycznym żarcie z uderzeniem dnem własnej butelki w szyjkę butelki z napojem kolegi (Physics of Beer Tapping – Javier Rodriguez Rodriguez).
Za mało gazu
Uwalnianie dwutlenku z piwa rozpoczyna się w przewodach jeszcze przed otworzeniem kranu. Zbyt niskie ciśnienie, podawane do kega podczas wyszynku, prowadzi do spadku ciśnienia w przewodach za głowicą poniżej poziomu nasycenia piwa. Powstają bąbelki, które zbierają się w najwyższym punkcie instalacji, co daje efekt określany przez barmanów jako „strzelanie z kranu”. Poza problemami z wyszynkiem, taki napój będzie w szklance mniej nasycony. W efekcie otrzymujemy źle lejące się piwo, które sprawia wrażenie rozgazowanego.
Nie lej ciepłego piwa!
Temperatura to kolejny kluczowy czynnik dla właściwego wyszynku. Ciepłe piwo ma mniejszą zdolność do utrzymania rozpuszczonego gazu, co skutkuje pienieniem przy nalewaniu. Istotna przy nalewaniu jest temperatura kega, temperatura utrzymywana w przewodach i kolumnie oraz założony poziom schłodzenia serwowanego napoju. Wszystkie te wartości to wypadkowa działania wielu czynników, na które możemy częściowo wpływać poprzez określone rozwiązania techniczne.
Ciepły napój ma mniejszą możliwość nasycenia gazem, co prowadzi do jego gwałtownego uwalniania w momencie nalewania lub powstawania bąbelków w ogrzanych przewodach, co również generuje nadmiar piany. W ostatnich latach pojawiły się badania Antonio Delgado i Wenjing Lyu, którzy opracowali modele matematyczne powstawania piany. W dużym skrócie modele te prowadzą do konkluzji – im cieplejsze piwo nalane do szklanki, tym więcej piany i paradoksalnie niższe nagazowanie napoju. Uzyskujemy spienione, ciepłe piwo, które smakuje jak rozgazowane. Przykładowo, po nalaniu piwa o temperaturze 15 st C, dochodziło do intensywnego powstawania piany, nawet do 83% pojemności szklanki. Piana ta była mniej trwała niż przy niższej temperaturze, a napój szybciej się rozgazowywał.
Czyste i chłodne szkło – mniej niechcianych bąbelków
Często nawet w dobrze ustawionej instalacji pojawiają się problemy z pienieniem, których przyczyna leży w użytkowanym szkle, a dokładnie w jego temperaturze. Jeśli naczynie jest cieplejsze od nalewanego piwa, następuje spadek maksymalnego nasycenia napoju, który w połączeniu z turbulencjami powoduje gwałtowne wypienianie się zawartości. Z kolei schłodzone szkło ogranicza pienienie się. Pomocne może być również zwilżenie szklanki, które zmniejsza turbulencje w trakcie wyszynku.
Niechciane nadmiarowe bąbelki tworzą się również w miejscach mikro zabrudzeń. Naturalnie pęcherze powstają na mikroskopijnych organicznych wiązkach ze zbóż lub chmieli. Znajdujące się na szklance okruchy kurzu, resztki chemii, osady z twardej wody lub ze szmatek do polerki; powodują tworzenie się dodatkowych bąbelków, zwykle znacznie większych niż te naturalne. Przyśpiesza to proces formowania się piany, ale też rozgazowywania się napoju.
Balans ciśnienia i temperatury – pienienie kontrolowane
Efektywne nalewanie piwa wymaga precyzyjnego balansu pomiędzy ciśnieniem gazu a temperaturą. W idealnej sytuacji ustawienie odpowiedniego ciśnienia w instalacji równoważy nasycenie piwa dwutlenkiem rozpuszczonym w piwie, co zapewnia gładkie nalewanie i doskonałą jakość napoju.
W praktyce osiągnięcie idealnego balansu nie jest proste. Ciśnienie, któremu poddawane jest piwo, ma jeszcze jedną funkcję – ma wypchnąć płyn przez instalację do kranu. Zwykle oznacza to pokonanie grawitacji oraz siły tarcia w przewodach. Ciśnienie nie może być więc zbyt niskie. Z drugiej strony, nie należy przekraczać bezpiecznych poziomów ciśnienia dla kegów, połączeń, przewodów, itd. Technicy serwisu dbają na co dzień o zapewnienie bezpiecznego, efektywnego i bezproblemowego wyszynku. Serwisanci często muszą dostosowywać instalacje, używając różnych mieszanek gazów czy instalując pompy, aby zapewnić idealne warunki nalewania.
Zrozumienie prawa Henry’ego i fizyki nalewania piwa pozwala na lepsze zarządzanie instalacjami i poprawę jakości piwa. Dbałość o właściwe ciśnienie i temperaturę przekłada się bezpośrednio na zadowolenie konsumentów. Kto nie chciałby cieszyć się idealnie nalanym piwem z perfekcyjną pianą? Dlatego nasi serwisanci łączą na co dzień wiedzę z dziedziny fizyki i chemii, umiejętności techniczne oraz doświadczenie, dążąc do zapewnienia jak najlepszych warunków bazowych i możliwej redukcji wpływu niesprzyjających czynników.
