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Guinness黑啤叶栅流的物理学原理被发现 可用于水进化和药品生产

互推小编
 

近日来自大阪大学（Osaka University）和麒麟控股（Kirin HD）的科研团队在深入研究后，终于找到了氮化黑啤酒叶栅流（cascade flow）的物理学原理，并将其应用于水的进化和药品的生产。

早在 1959 年， Guinness 的酿酒师就开发了一个系统，从根本上改变了他们的蒸馏啤酒的口感。现在，来自日本的研究人员已经解决了 Guinness 叶栅流的物理学问题，这将对生命和环境科学的技术有广泛的应用。

Guinness 黑啤酒还推出一款灌装充氮啤酒，酒罐里放有一个白色充氮小球，并在封罐前注入黑啤酒以及 70% 氮气+ 30% 二氧化碳的混合气体。拉开罐环时，罐外空气注入罐内，氮气小球受到瞬间挤压，氮气从小球的孔中喷出，在罐中使黑啤酒形成绵密微小的气泡。此时如果把罐中酒倒入杯中，即可看到酒中的气泡不断涌上杯口，在杯口形成独特的气泡浪涌现象，最后在杯口处形成一层绵密柔滑的白色泡沫层。

最近发表在《Physical Review E》上的一项研究中，来自大阪大学的研究人员揭示了为什么 Guinness 黑啤的氮气气泡会像流体一样流动。

很多刚开封的碳酸饮料气泡只是按照阿基米德（Archimedes）的原理向上移动，而 Guinness 黑啤大部分吸力都在气泡下沉并集体流动，被称为“气泡浪涌”（bubble cascade）。

酿酒师和研究人员认为，这种“气泡浪涌”行为一定与 Guinness 啤酒的配制方式有关。于是，大阪大学的研究人员旨在解决这个问题。

该研究的主要和高级作者、大阪大学的 Tomoaki Watamura 说：“广泛的实验室工作和计算模拟对估计单个和集体的气泡运动很有帮助，但只是在流动发生之后。我们感兴趣的是通过数学建模来预测级叶栅流，而不是事后的实验或模拟结果”。

为了做到这一点，研究人员使用了数值模拟来近似地模拟层叠式啤酒泡沫的流体和气泡颗粒。台架实验包括测试透明的“伪 Guinness 流体”，它是自来水中超小空心颗粒的混合物，以及实际的 Guinness 啤酒。

Watamura 解释说：“在广泛的玻璃尺寸和其他条件下模拟结果与实验数据相匹配。我们开发了迄今为止最成功的 Guinness 啤酒中的叶栅流模拟”。耐人寻味的是，模拟的气泡可能不需要氮化的黑啤酒。

除了证明对优化酿造条件的洞察力外，这项研究对任何涉及发酵罐或细胞培养的工作都有明确的应用。因此，大阪大学和麒麟控股的研究人员的发现可能会被用来满足不同的需求，例如从工业规模的细胞培养中进行制药，以及城市水净化。

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