Как оценить пену пива?

Анализатор пены DFA100 позволяет создать пену с помощью продувки газа или за счет перемешивания, а после оценить процесс распада пены. В России пиво производится отечественными и зарубежными компаниями. Пиво наливают из бутылок, бочек, банок с разной скоростью. Один из старых методов анализа пены пива был основан на деревянной подставке для бутылок, которая позволяла наклонить одновременно все бутылки на равный угол. Данный метод визуально оценивает высоту пены в момент формирования и разрушения. Пена не пропускает свет, в отличие от жидкости, что было положено в основу анализатора пены DFA100.

Анализатор пены DFA100 имеет фотодетекторы по высоте колонки, которые фиксируют интенсивность пропускания света через колонку. Пока в колонке мыльный раствор, интенсивность проходящего света высокая. Чем плотнее пена, тем ниже интенсивность прошедшего через колонку света. Момент формирования и разрушение пены фиксировался фотодетекторами прибора и передавался в программу. Программа строила графики в режиме реального времени.

Для анализа было взято 6 образцов разных производителей (одно из них было из жестяной банки). 50 мл образца аккуратно помещалось в стеклянную колонку прибора при комнатной температуре. Столб пены формировался за счет продувки воздуха в течение 30 секунд, после чего компрессор отключался. Но 4 из 6 образцов слишком активно образовывали пену, поэтому для них компрессор отключился раньше 30 секунд.

На диаграмме представлены графики формирования пены: образцы 3-6 настолько эффективно пенились (объем пива был у всех одинаков), что "выпрыгнули" из измерительной колонки раньше остановки компрессора. Особенно пенным оказался образец №6, который уже через 18 секунд достиг верхнего края колонки.

Для образцов 3-6 максимальная высота пены ограничена высотой колонки. Эти показатели нельзя сравнивать в данном эксперименте. В любом случае, они показывают очень высокую склонность к образованию пены. В то время, как образец №1 при аналогичных условиях эксперимента дает минимальный уровень пены.

Программа дает несколько параметров, характеризующих стойкость пены в краткосрочном и длительном периоде.

По мере разрушения пены она постепенно оседает и пропускает больше света. Момент времени, когда столб пены разрушится наполовину (от исходной высоты пены после выключения насоса), программа определяет как время полураспада. Чем больше время полураспада тем стабильнее пена.

Так как в ходе формирования пены для образцов 3-6 пены вышла за пределы колонки, то максимальной высотой для нее стал край колонки. Исходя из полученных данных, быстрее всех распадается пена у образцов №3 и №4. Пена образцов №6 и №1 наиболее стабильна.

Данный метод был разработан для шампуней, но в нашем случае он может дать интересные показатель: на какую высоту опустится столб пены за 5 мин.

Как видно из таблицы, в абсолютных единицах меньше всего пена оседает у образца №1, а сильнее всего пена осела у образцов №3 и 4. Следует также обратить внимание на образец №6, который осел на 43 мм, при этом у него остается самый высокий столб пены

Для характеристики пены в длительном периоде (более 5 мин) используется метод NIBEM. В этом методе определяется время, необходимое для снижения столба пены на 10 мм, 20 мм и 30 мм. Данный метод может быть показательным для стабильных пен. Мы рассчитали скорость распада по NIBEM - это скорость распада 20 мм пены.

Как видно из диаграммы ниже первые 10 мм пены распадаются довольно равномерно, больше всех выделяется образец №1 и №6. Следующие 20 мм пены распадаются с меньшей скоростью, т.е. больше времени необходимо для разрушения пены. Менее стабильна пена у образца №3. Это же подтверждается усредненным показателем, который мы рассчитали, скоростью распада 20 мм пены.

Во время формирования пены уровень жидкости уменьшался, т.к. жидкость переходила в межплёночное пространство. Как правило, минимальный уровень жидкости достигается после отключения компрессора. Из таблицы видно, что минимальный уровень жидкости у всех образцов примерно одинаковый. Но не стоит забывать, что у образцов №3-6 пены было слишком много и ее принудительно остановили раньше 30 секунд, возможно, что ином случае, больше бы жидкости перешло в пену.

Программа позволяет определить время возврата (дренажа) 25%, 50% и 75% жидкости из пены. Несмотря на то, что после образования пены уровень жидкости у всех образцов был одинаковый, т.е. одинаковое количество пены перешло в межплёночное пространство, но дренаж жидкости из пены происходит с разной скоростью.

Максимальное время дренажа необходимо образцу №1, в то время как минимальное - образцу №4. При этом образец №6, который имеет довольно стабильную пену, также показывает и высокую скорость истечения жидкости из пены. Структуру этой пены было бы интересно изучить с помощью модуля структуры пены, который позволяет снять 2D-изображение пузырьков, а после оценить их площадь и количество.

В завершение рассмотрим спектры светопропускания всех 6 образцов.

1	2	3
4	5	6

Чем круче наклон горки в правой половине графика, тем быстрее пена оседает. Следует обратить внимание на нижнюю область графика, которая характеризует жидкую часть. По мере истечения жидкости из пены область просветления увеличивается, т.к. жидкость, в отличие от пены хорошо пропускает свет. Но на графике 4 область жидкости затемнена, что свидетельствует о наличие в жидкой части взвешенных частиц, капель и т.п. На самом деле образец №4 - это нефильтрованное пиво, что и объясняет затемненную область. Затемнение в жидкой фазе есть также у образца №1, хотя это было светлое пиво.

Исходя из проведенного исследования, стоит обратить внимание на пиво №1 и №6. Образец №1 формирует самую стабильную пену по большинству показателей, но при этом склонность к формированию этой пены у него минимальная. В то время как образец №6 быстро дает очень хорошую пену, которая слегка уступает по стабильности пене образца №1. А вообще, выбор пива - это дело вкуса, а именно на вкус пиво мы не тестировали.

Мы готовы доработать статью с научной точки зрения, например, изучить влияние добавок на стабильность пены пива, совместно с пивоваренной компанией, заинтересованной в анализаторе пены DFA100. По всем вопросам Вы можете связаться с нами.