Тепловизионная камера FLIR позволяет визуализировать процесс дисперсии CO2 при наливании шампанского
Шампанское во всем мире ассоциируется с праздником и роскошью. Это не просто символ достатка – каждый год в канун Нового Года миллионы людей открывают бутылки. Однако, до настоящего времени для многих оставалось загадкой, каким образом образуется вкус этого неповторимого напитка. Сегодня ученым удалось приблизиться к разгадке этой тайны. Как выяснилось, нам следует пересмотреть методы наливания игристого вина.
Настоящее шампанское производится исключительно в регионе Шампань во Франции, откуда оно и получило свое имя. Поблизости, в университете Реймса, проводится много исследований в области шампанского. Последние открытия показали, что наши методы наливания шампанского влияют на его аромат, а значит, и на его вкус. Ученые утверждают, что шампанское следует наливать так же, как пиво. Прийти к такому выводу помогли тепловизионные камеры.
Игристость шампанского вызвана ферментацией. «После первичной ферментации шампанское, в сущности, представляет собой белое вино», - объясняет Гийом Полидори, директор отдела термомеханики GRESPI – группы, ведущей исследования в области прикладных наук. Его отдел является одним из ведущих мировых институтов, изучающих влияние температуры на механические свойства материалов.
«При переливании шампанского в бутылки, - продолжает Гийом Полидори, - в него добавляются дрожжи и сахар для вторичной ферментации. При этом происходит выработка СО2, а так как газу некуда выйти, он растворяется в белом вине. Когда бутылка открыта, растворенный углекислый газ рассеивается, образуя пузырьки в шампанском».
Долгое время считалось, что пузырьки в шампанском только создают приятное жжение во рту, добавляют ему кисловатый холодок, но более на его вкус никак не влияют. Это предположение в корне неверно. Как показало более ранее исследование (опубликованное в 2009 г. в журнале «Proceedings of the National Academy of Science»), СО2 в большой степени определяет аромат шампанского. Как выяснилось, в его пузырьках содержится на тридцать усиливающих аромат химических веществ больше, чем в остальной части.
Это открытие заставило специалистов по-новому взглянуть на роль пузырьков в шампанском. Исследователи GRESPI решили глубже изучить этот феномен. Их интересовал вопрос, какое влияние способ наливания шампанского имеет на высвобождение СО2 – ведь, как выяснилось, чем меньше пузырьков, тем меньше вкуса.
Они измерили уровень СО2 в шампанском до и после наливания, используя разные техники наливания при разных температурах. Как выяснилось, чем ниже температура, тем меньше потеря СО2. Это доказывает, что шампанское следует подавать охлажденным, чтобы сохранить СО2, а следовательно, и аромат напитка.
Еще более неожиданные результаты дало сравнение разных способов наливания. Как выяснилось, классический способ – далеко не самый эффективный.
Исследователи сравнивали два способа наливания шампанского в бокал: традиционный и «пивной». Первый заключается в том, что бокал ставится вертикально, так что напиток льется прямо на дно. Именно так игристое вино наливают в барах, клубах и ресторанах.
При «пивном» способе бокал наклоняется так, чтобы шампанское стекало по его стенке, и постепенно ставится в вертикальное положение. Такой метод обычно используется при наливании пива.
Исследователи измеряли уровни СО2 в напитке до и после наливания обоими методами при трех разных температурах: 4°С, 12°С и 18°С. Как выяснилось, при «пивном» методе потеря СО2 значительно меньше, чем при традиционном.
«Пивной» метод обеспечивает меньшее завихрение жидкости.
«Пивной» метод наливания, когда шампанское стекает по стенке наклоненного бокала, обеспечивает менее интенсивное вихревое движение жидкости, чем традиционный метод. При вертикальном положении бокала, когда жидкость сразу достигает его дна, происходит образование пены, которая быстро поднимается, а затем постепенно опадает.
Но СО2 покидает шампанское не только в виде пузырьков, а также в процессе рассеивания, при контакте поверхности напитка с воздухом. Эксперименты по высвобождению углекислого газа при наливании шампанского, проведенные несколько лет назад, и опубликованные в 2002 г. в «Annales de Physique», показали, что на каждую молекулу газа, покидающую шампанское в виде пузырьков, четыре молекулы теряются за счет диффузии при открытом контакте поверхности напитка с воздухом. Вероятней всего, потеря СО2 происходит преимущественно этим путем.
При переливании жидкости из бутылки в стакан образуется струя. Именно этим объясняет разницу в потере СО2 Гийом Поллидори. При «традиционном способе» струя оказывается значительно длинней, чем при «пивном». Таким образом, поверхность шампанского, контактирующая с воздухом, значительно меньше, когда его наливают, как пиво. В этом и состоит разница между двумя способами наливания».
Поскольку процесс диффузии невидим для человеческого глаза, исследователям было трудно проанализировать его. Решение подсказала тепловизионная камера. «Мы использовали FLIR SX 7000, чтобы заснять процесс диффузии СО2 при наливании шампанского. Так мы получили визуальные доказательства полученных ранее результатов», - рассказывает Гийом Полидори.
FLIR SC 7000 – крайне гибкая открытая система, которая может применяться в самых разных ситуациях. Она обеспечивает максимальную чувствительность, точность, пространственное разрешение и скорость. Эта серия новейших тепловизионных камер разработана специально для академических и промышленных исследований, требующих высокой точности и производительности. В ней использован охлаждаемый детектор из антимонида индия. При чувствительности около 20 мК (0,02 °С) и разрешении 640х512 пикселей, камера может сделать видимыми даже незначительные температурные перепады.
Визуальное подтверждение своей теории о влиянии разных техник наливания на процесс диффузии дало исследователям еще одно важное преимущество, утверждает Гийом Полидори. «Без него нам не удалось бы привлечь такого внимания прессы. Это работает так: чтобы тебя опубликовали, нужно провести солидное и интересное исследование, но, чтобы заинтересовать прессу, нужны визуальные данные». По мнению Гийома Полидори, тепловизор отлично справился с задачей. «С нами связались даже журналисты из «Нью-Йорк Таймс». Таким успехом ученые во многом обязаны тепловизору. «Сухие научные факты не могут произвести такого впечатления, и даже не кажутся такими же убедительными – как то, что ты видишь собственными глазами. Термография сыграла огромную роль в исследовании, подтвердив и визуализировав полученные результаты».
Однако чтобы сделать процесс рассеивания СО2 видимым, недостаточно просто направить камеру на бокал шампанского. За работу с камерой FLIR отвечал специалист GRESPI Эрве Прон. Он рассказывает о возникших сложностях: «Молекула СО2 имеет пик поглощения в диапазоне детектора при 4,245 мкм, поэтому камере сложно зафиксировать процесс поглощения. Мы должны были работать в этом конкретном диапазоне». Для этого группа использовала внешний полосовой фильтр. «Камера работает в диапазоне от трех до пяти мкм. Чтобы увидеть ИК-изображение рассеивания СО2, мы применили внешний полосовой фильтр, настроенный на пик поглощения СО2 и пропускающий инфракрасные лучи только в установленном диапазоне».
Эвре Прон доволен работой камеры. «Нам была нужна камера, которую нетрудно настроить, очень точная, легкая, простая в использовании с высоким разрешением. Камера FLIR обладает всеми этими качествами. Мы могли увидеть достаточно деталей без существенных фоновых помех, или «шума».
В последние годы производители предлагают покупателям новое поколение бокалов для шампанского, разработанных специально, чтобы минимизировать потерю СО2 при наливании напитка. Разумеется, они заинтересованы в как можно более точном понимании всех аспектов, связанных с освобождением газообразного СО2 из бокалов с шампанским или игристым вином.
Следующим шагом может стать разработка чисто математической модели рассеивания СО2 при наливании шампанского, принимающей во внимание все известные пути высвобождения газа. Мы работаем над ее созданием, говорит Гийом Полидори. «Не буду забегать вперед, но модель находится в работе, и станет нужной новинкой. С ее помощью может быть создан идеальный бокал для шампанского».
Никто пока не комментировал эту страницу.