Analyse des Bierschaumzerfalls. Physikalische und chemische Einflussfaktoren

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Theoretische Grundlage des Bierschaums
2.1. Der Bierschaum
2.2. Der Bierschaumzerfall

3. Experimente sowie deren Auswertung
3.1. Die Nullprobe: Bierschaumzerfall bei Raumtemperatur 19 °C
3.2. Möglicher Einflussfaktor: Die Temperatur
3.2.1. Versuch: Bierschaumzerfall bei 4 °C
3.2.2. Versuch: Bierschaumzerfall bei 17 °C
3.2.3. Versuch: Bierschaumzerfall bei 24 °C
3.2.4. Versuch: Bierschaumzerfall bei 42 °C
3.2.5. Diskussion der Ergebnisse der Versuchsreihe Temperatur
3.3. Möglicher Einflussfaktor: Der Alkoholgehalt des Bieres
3.4. Möglicher Einflussfaktor: Die Sauberkeit des Bierglases

4. Vorteile und Grenzen der durchgeführten Auswertung

5. Fehlerbetrachtung

6. Weitere Einflussfaktoren

7. Fazit

Anhang

1. Einleitung

Zweifelslos ist das Bier seit geraumer Zeit ein Kultgetränk in Deutschland. Es wird zum Essen, als Erfrischung, aber auch auf Feiern serviert und durch seine glorreichen, aber auch sehr vielfältigen Geschmackszüge erfreut es tagtäglich Konsumenten: Der Pro-Kopf- Konsum in Deutschland betrug im Jahr 2014 ganze 107 Liter.¹

Eine Besonderheit des Bieres ist: die Blume im Glas, die Krone auf dem Bier, klassisch der Bierschaum, der dem Bier eine „verlockende, [und; M.L.] appetitliche Frische“² verleiht.

Brauereien unterziehen ihren Bierschaum stets spezifischen Tests,³ da man von dessen Eigenschaften unter anderem auch auf die Beschaffenheit der Bierzutaten und den Brauprozess rückschließen kann.⁴ Ein wichtiges Kriterium für die Qualität des Bieres ist die Schaumstabilität.

Bereits vor hundert Jahren sollen einige Studenten gewusst haben, dass Fette die Erzfeinde des Bierschaumes darstellen. Sie kannten einen einfachen Trick, um die Wirte in der damaligen Zeit ein wenig zu ärgern. Wenn die Studenten das Gefühl hatten, dass der Wirt beim Einschenken an Bier sparen wollte und ihnen extra viel Schaum in ihr Gefäß einschenkte, rieben sie dieses kurz vor dem Nachschenken mit einer Speckschwarte ein. Die Blume sank schnell in sich zusammen. Die Studenten sollen sich durch diesen Trick das eine oder andere Glas Bier zusätzlich erschlichen haben.

Doch was ist Bierschaum unter chemisch, physikalischen Gesichtspunkten eigentlich? Welche Faktoren haben Einfluss auf den Bierschaumzerfall?

Ob diese Anekdote stimmt, ob das Einreiben mit einer Speckschwarte, die Temperatur des ausgeschenkten Bieres und der Alkoholgehalt Einfluss auf den Bierschaumzerfall haben, soll in dieser Facharbeit am Beispiel des Krombacher Pils experimentell überprüft und diskutiert werden.

2. Theoretische Grundlage des Bierschaums

2.1. Der Bierschaum

„Bier schäumt nicht vor Wut“⁵ dieses Phänomen kann man mit Hilfe naturwissenschaftlicher Erkenntnisse einordnen. Die Beobachtung einer Schaumbildung deutet zumeist auf eine Gasentwicklung hin. Doch welches Gas könnte beim Einschenken eines Bieres in ein Glas entstehen? Um diese Frage beantworten zu können, muss man sich zunächst den Brauprozess eines Bieres anschauen.

Nachdem man durch die Würzekühlung die sogenannte Anstellwürze erhalten hat, geht diese in den Gärprozess über. Nun geht unter dem Einfluss eines Biokatalysators, der Zymase, eine chemische Reaktion vonstatten, die alkoholische Gärung. Der Malzzucker (Maltose) wird in Alkohol (Ethanol) und Kohlenstoffdioxid zerlegt. Dabei entstehen ebenfalls Gärungsnebenprodukte (Diacetyl),⁶ welche aber bei weiterer Betrachtung zu vernachlässigen sind. Das als Produkt entstandene Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasser zu Kohlensäure. Diese Reaktion läuft auch rückwärts ab, d.h. aus der Kohlensäure entsteht wieder Wasser und Kohlenstoffdioxid. Ab einem gewissen Zeitpunkt stellt sich in einem geschlossenen System, welches in diesem Falle später meistens eine Flasche oder auch ein Fass darstellt, ein chemisches Gleichgewicht ein. Die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser ist bei Überdruck besser als beim normalen Atmosphärendruck.⁷ Wenn nun aber dieses geschlossene System aufgehoben wird, zum Beispiel durch das Öffnen der Bierflasche, dann ist damit eine Volumenvergrößerung verbunden, die dazu führt, dass es eine Druckminderung gibt. Dadurch verschiebt sich dann auch das chemische Gleichgewicht wieder, so dass dann die Produkte Wasser und Kohlenstoffdioxid in größerer Anzahl entstehen, sowie die Löslichkeit des CO2 in dem Medium herabgesetzt ist.

Die Folge: Man kann in großer Anzahl kleine CO2 - Bläschen beobachten, die sich in einer Aufwärtsbewegung befinden. Diesen Vorgang bezeichnet man als Nukleation, da sich das in Wasser gelöste Kohlenstoffdioxid in einem Übergang von der flüssigen zur gasförmigen Phase befindet.⁸

Des Weiteren gibt es im Bier Proteine und Eiweißabbauprodukte. Diese Moleküle haben einen besonderen strukturellen Aufbau und ähneln in ihren Eigenschaften den Tensiden, denn sie besitzen eine hydrophile und eine hydrophobe Gruppe. Dadurch haben sie eine ganz besondere Eigenschaft, sie sind oberflächenaktiv.⁹ Sie richten sich also immer so aus, dass ihre hydrophile Gruppe mit Wasser in Kontakt und ihre hydrophobe eben nicht mit Wasser in Kontakt kommt. Dadurch ordnen sie sich an der Grenzfläche zwischen dem Bier und der Luft, also der Oberfläche des Bieres an. Die Oberflächenspannung des Bieres sinkt, welches die Oberflächenvergrößerung begünstigt. Wenn nun die CO2- Bläschen die Oberfläche erreichen, lagern sich die Proteine kreisförmig um die Bläschen an. Dann zeigt ihre hydrophile Gruppe nach außen und ihre hydrophobe Gruppe nach innen und es entstehen sogenannte Mizellen. Diese reißen daraufhin noch einen Teil der Flüssigkeit mit nach oben. Man kann sich Letzteres dann wie eine kleine Kugel vorstellen, die wie folgt aufgebaut ist: Es gibt einen Innenraum, der durch eine Proteinschicht begrenzt ist, um diese sammelt sich dann die mitgerissene Flüssigkeit, diese bildet die Wand der Schaumblase. Letztere ist ebenfalls durch eine Proteinschicht begrenzt. Die CO2- Moleküle werden im Innenraum dieser Kugel eingeschlossen und können nicht entweichen.

Die Haltbarkeiten, die Wandstärken und die Größen der einzelnen Schaumblasen werden durch die strukturellen und elektrostatischen Besonderheiten der einzelnen oberflächenaktiven Moleküle bestimmt.¹⁰ Da die Anzahl der aufsteigenden CO2- Bläschen im Moment des Einschenkens groß ist, kommen sich die entstehenden Schaumblasen äußerst nahe, sodass sie zusammen eine nahezu ebene Fläche in horizontaler sowie vertikaler Komponente bilden.¹¹ Es hat sich so also ein dreidimensionales Netzwerk der Schaumblasen gebildet, welches schließlich äußerlich wie ein oder mehrere Polyeder aussieht.¹² Diese Struktur fungiert wie eine Art „Gaspolster“¹³, sodass das Kohlenstoffdioxid nicht aus dem Bier in die Luft diffundieren kann und die Frische des Bieres, die dem Konsumenten durch einen ausreichenden CO2- Gehalt im Bier suggeriert wird, auf diese Art auch über einen längeren Zeitraum gewahrt ist.¹⁴

2.2. Der Bierschaumzerfall

Leider ist der Bierschaum nicht von Dauer. Meistens kann man im Alltag, wenn man ein Bier trinkt, beobachten, dass die effektive Bierschaumhöhe schon wieder zurückgeht, obwohl dieser noch nicht einmal seine höchstmögliche Höhe erreicht hat.

Diese Wahrnehmung kann man durch folgenden Zusammenhang erklären: „ Entsprechend des Gesetzes der Entropiezunahme natürlich ablaufender Prozesse soll die Oberfläche, welche durch das Aufschäumen des Bieres stark vergr öß ert ist, wieder ein Minimum annehmen. Die Oberfläche strebt nach diesem Zustand. Ein glatter Flüssigkeitsspiegel soll gebildet werden. “ ¹⁵. Des Weiteren lässt sich beobachten, dass der Schaum bereits nach kurzer Zeit nicht mehr der volumenintensiven Schaummasse, oben durch den Polyederschaum charakterisiert, entspricht. Er zerfällt unstrukturiert, sodass der Schaum äußerlich wie eine Art Kugel- bzw. Bläschenschaum mit verminderten Polyederanteilen aussieht.

Der Zerfallsprozess hat drei Ursachen: Zum einen, der wohl bedeutendste Grund, ist die Entwässerung des Schaums oder auch der als Drainage bezeichnete Effekt.¹⁶ Aufgrund der Gravitation werden die Schaumblasen, denen durch den Aufstieg eine gewisse Menge an potentieller Energie zugeführt wurde, wieder in Richtung Erde beschleunigt. Dieses macht sich vor allem dadurch bemerkbar, dass sich die mit nach oben gerissene Flüssigkeit, die sich in dem Kugelmodell zwischen den beiden Proteinschichten befindet, wieder zurück in das Bier fließt. Die Wandstärke nimmt also wieder ab; durch Untersuchungen ist dieses bereits wissenschaftlich bewiesen.¹⁷ Daraus resultiert auch der durch den Konsumenten wahrzunehmende Flüssigkeitsanstieg nach dem Einschenken des Bieres.

Es entstehen durch das Abnehmen der Wandstärken der Schaumblasen und durch die physikalischen Eigenschaften der oberflächenaktiven Proteine unterschiedlich große Schaumblasen (vgl. 2.1.). Nun sorgt der Gibbs-Thomson-Effekt dafür, dass kleinere Schaumblasen einen höheren Innendruck aufweisen, als größere. Dieses ist durch die starke Oberflächenkrümmung der kleineren Schaumblase, also dem ungünstigen Verhältnis zwischen dem Volumen der Blase und der Oberfläche, bedingt.¹⁸ Da nun kleinere sowie auch größere Schaumblasen vorhanden sind, entsteht ein inhomogenes System, in dem größere sowie auch kleinere Schaumblasen in Kontakt treten.

An diesem Punkt kommt die Ostwald- Reifung in das Spiel.¹⁹ Letztere besagt, dass die Schaumblasen danach streben, einen Druckausgleich durchzuführen, folglich diffundieren die CO2- Moleküle von der kleineren Schaumblase in die größere. Die kleinere Schaumblase löst sich in Folge dessen auf, die größere Schaumblase hat nun durch die kürzlich erst hinein diffundierten neuen CO2- Moleküle eine Drucksteigerung erfahren. Da das Volumen der Schaumblase aber als Folge der Ostwald’schen Reifung konstant bleibt, ist nun mehr Masse in diesem Volumen vorhanden. Wiederholt sich dieser Vorgang stetig, steigt der Druck in der größeren Schaumblase solange an, bis sie selbst platzt. Zum anderen sorgt auch noch ein Verdunstungseffekt an der Oberfläche für das Zusammenbrechen des Schaumes. Dabei gehen unter anderem Wassermoleküle, aber auch flüchtigere Verbindungen, wie z.B. Alkohole, in die Umgebung über.²⁰ All diese Effekte bewirken schließlich gemeinsam den Bierschaumzerfall.

3. Experimente sowie deren Auswertung

In der folgenden Versuchsreihe wird der Einfluss unterschiedlicher Temperaturen, 4 °C, 17 °C, 24 °C und 42 °C, der Alkoholgehalt und die Sauberkeit des Bierglases auf die Schaumstabilität eines Krombacher Pilseners untersucht, die Ergebnisse werden ausgewertet und diskutiert. Anhand der berechneten Halbwertszeiten werden die Zerfallsprozesse miteinander verglichen. Die Durchführung sowie die Versuchsprotokolle sind im Anhang zu finden.

3.1. Die Nullprobe: Bierschaumzerfall bei Raumtemperatur 19 °C

In diesem Versuch wird der Bierschaumzerfall in Abhängigkeit von der Zeit untersucht. Der Parameter der Temperatur des Mediums wird auf 19 °C (Raumtemperatur) festgelegt. In Abbildung [1] ist die Differenz der Schaumkanten h(t) in der Einheit cm in Abhängigkeit von der Zeit t sec Sekunden dargestellt.

Mithilfe einer exponentiellen Regression lässt sich nun eine Kurvenanpassung der Messwerte durchführen. Dafür wird die Zeit t in der Liste L1 und die Differenz h(t) in der Liste L2 eines GTR eingetragen. Es folgt durch den Befehl einer exponentiellen Regression eine Funktion der Form [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] wobei a der Anfangsbestand und b der Wachstumsfaktor ist. Die quadratische Abweichung beträgt hierbei: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Das Ergebnis lautet: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Eine exponentielle Abnahme lässt sich auch zur Basis der Euler’schen Zahl schreiben, da allgemein für [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] gilt, dass [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Im obigen Beispiel wäre also [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Es folgt: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung[1]: Der Bierschaumzerfall eines 19 °C warmen Krombacher Pilseners in Abhängigkeit von der Zeit t in sec, sowie die exponentielle Regression [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Letztere Regression ist ebenfalls in Abbildung[1] abgetragen. Anhand der Funktion f(t) lässt sich nun die Halbwertszeit des Bierschaumes bestimmen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Folglich beträgt die Halbwertszeit dieses Versuches [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

3.2. Möglicher Einflussfaktor: Die Temperatur

3.2.1. Versuch: Bierschaumzerfall bei 4 °C

In Abbildung[2] ist die Differenz h(t) der Bierschaumober- sowie -unterkante in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Die Differenz h(t) ist dabei in der Einheit cm und die Zeit t in sec abgetragen. Nun wird wie bei der Nullprobe mithilfe eines GTR eine exponentielle Regression durchgeführt. Hierfür wird die Zeit, als x-Werte, in die Liste L1 und die Schaumdifferenz, als y-Werte, in die Liste L2 eingetragen. Es folgt eine Funktion der Form [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Die Variable a stellt wieder den Anfangsbestand und die Variable b den Wachstumsfaktor dar. Die quadratische Abweichung beträgt: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Folglich ergibt sich: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung[2]: Der Bierschaumzerfall eines 4°C kalten Krombacher Pilsener in Abhängigkeit von der Zeit t in sec, sowie die exponentielle Regression [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Zur Basis der Euler’schen Zahl sieht die Funktion nach den Gesetzmäßigkeiten aus 3.1. wie folgt aus: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Letztere Regression ist in Abbildung[2] abgebildet. Die Halbwertszeit dieses Zerfalles beträgt nach analoger Berechnung zu 3.1. [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

3.2.2. Versuch: Bierschaumzerfall bei 17 °C

Durch die Kombination der bei diesem Versuch aufgezeichneten Messwerte erhält man die in Abbildung[3] dargestellten Punkte, wobei deren y-Koordinate die Schaumdifferenz h(t) in cm und deren x-Koordinate die Zeit t in sec wieder spiegelt. Ebenfalls wird nun eine exponentielle Regression mithilfe des GTR durchgeführt, indem die Zeit t in die Liste L1 und die Schaumdifferenz h(t) in Liste L2 eingetragen wird. Es folgt eine Funktion der Form: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], die durch den Parameter a als Anfangsbestand und b als Wachstumsfaktor definiert ist. Folglich ist die Funktion: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Durch Umformen dieser Funktion analog zu der Auswertung in 3.1 ergibt sich folgende exponentielle Abnahme zur Basis der Euler’schen Zahl: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Das Ergebnis dieser Regression ist in Abbildung[3] veranschaulicht. Die quadratische Abweichung liegt hierbei bei [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Die Berechnung der Halbwertszeit erfolgt wie in 3.1 durch den Term [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] ergibt sich für [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung[3]: Der Bierschaumzerfall eines 17°C kalten Krombacher Pilseners in Abhängigkeit von der Zeit t in sec, sowie die exponentielle Regression [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

3.2.3. Versuch: Bierschaumzerfall bei 24 °C

Die Messwerte, die sich bei diesem Versuch ergaben, sind in der Abbildung[4] abgetragen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.[4]: Der Bierschaumzerfall eines 24°C warmen Krombacher Pilseners in Abhängigkeit von der Zeit t in sec und die exp. Regression [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Auf der y-Achse befindet sich die Schaumdifferenz h(t) in cm und auf der x-Achse die Zeit t in sec. Die Durchführung einer exponentiellen Regression hat das Ergebnis der Form [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], nachdem man die entsprechenden Werte in die Liste L1 und die Liste L2 eingesetzt hat, und ist [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Die quadratische Abweichung beträgt hierbei: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Zur Basis der Euler’schen Zahl ergibt sich nach den Gesetzmäßigkeiten aus 3.1. folgende Funktion: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Letztere Regression ist in Abbildung[4] ebenfalls dargestellt. Die Halbwertszeit dieses Zerfalls beträgt bei Berechnung analog zur Auswertung aus 3.1. t0,5 = 156,2885 s.

3.2.4. Versuch: Bierschaumzerfall bei 42 °C

Abbildung[5] zeigt die Differenz h(t) der Schaumober- sowie -unterkante des Bierschaumes in cm in Abhängigkeit von der Zeit t in sec. Man kann auch hier eine exponentielle Regression zur Modellierung der Messwerte heranziehen, indem man die entsprechenden Werte in die Liste L1 und in die Liste L2 einträgt und erhält demnach mithilfe des GTR eine Funktion der Form [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Die Regression ist demnach: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Zur Basis der Euler’schen Zahl erhält manz

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung[5]: Der Bierschaumzerfall eines 42 °C warmen Krombacher Pilseners in Abhängigkeit der Zeit t in s, sowie die exponentielle Regression [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

entsprechend der bereits in 3.1. erwähnten Gesetzmäßigkeiten die Funktion [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] . Die quadratische Abweichung dieser Regression hat den Wert: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Graphisch ist letztere Regression ebenfalls in Abbildung[5] abgetragen. Nun kann man mit der Berechnung der Halbwertszeit in analoger Weise zu 3.1. fortfahren. Es ergibt sich der Wert t0,5 = 245,8150 s.

3.2.5. Diskussion der Ergebnisse der Versuchsreihe Temperatur

Durch die Betrachtung der verschiedenen Halbwertszeiten, die sich aus den Auswertungen der vorhergehenden Versuchen ergeben, lässt sich ableiten, dass die Temperatur einen Einfluss auf den Bierschaumzerfall eines Krombacher Pilseners haben könnte: Die Halbwertszeiten haben alle einen unterschiedlichen Wert und deren Differenz weist einen zu großen Wert dafür auf, dass man diese Abweichungen auf Messfehler zurückführen könnte. Außerdem kann man aus Abbildung [6] entnehmen, dass, wenn man die Halbwertszeiten der Versuche miteinander vergleicht, ein leichter Trend erkennbar ist, der sich bei höheren Temperaturen in einer steigenden Halbwertszeit zeigt. Folglich ließe sich schlussfolgern, dass der Bierschaum eines warmen Krombacher Pilseners grundsätzlich stabiler ist als der eines kalten Pilseners. Diese Hypothese steht aber im Widerspruch zu weiteren im Folgenden genannten wissenschaftlichen Erkenntnissen und lässt sich deshalb nicht bestätigen.

Die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit bietet den ersten Erklärungsansatz. Teilchen einer Flüssigkeit bilden aufgrund der Kohäsion Bindungen zu ihren Nachbarteilchen aus, diese Bindungen erfolgen in alle Himmelsrichtungen. Nun können die Teilchen in der Flüssigkeit auch wandern, indem sie ihre Bindung durch aufgebrachte Energie, in diesem Falle Wärmeenergie, trennen. Aber an Ihrem neuen Ort bilden sie wieder eine Bindung zu ihrem neuen Nachbarn aus, Energie wird freigesetzt. Energetisch betrachtet also ein völlig neutraler Vorgang. Teilchen an der Oberfläche gelegen, können in Richtung des Phasenübergangs keine Bindung ausbilden, da ihnen schlichtweg der Nachbar fehlt. Im Falle einer Oberflächenvergrößerung müssen mehr Teilchen an der Oberfläche vorhanden sein. Dafür werden Bindungen der Teilchen, die sich in der Flüssigkeit befinden, gespalten, damit diese sich zur Oberfläche bewegen können. Letztendlich werden an der Oberfläche aber keine neuen Bindungen ausgebildet, ein energetisch betrachtet negativer Prozess. Folglich muss für eine Oberflächenvergrößerung Arbeit aufgewendet, bzw. Energie ins System hineingesteckt werden. Definiert ist die Oberflächenspannung als Quotient der verrichteten Arbeit und der infolge dessen entstehenden Vergrößerung der Oberfläche.²¹ Weiterhin ist in der Thermodynamik bekannt, dass Oberflächenspannung mit steigender Temperatur abnimmt, da dem System mehr Wärmenergie zum Spalten der Bindungen zur Verfügung steht.²² Folglich wird bei gleichem Betrag der aufgewandten Arbeit eine höhere Oberflächenvergrößerung erzielt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung[6]: Vergleich der markantesten Eigenschaften der untersuchten Versuche.

Dies erklärt auch das Phänomen der stets mit der Temperatur steigenden Anfangsbestände des Bierschaumes (s. Abbildung[9]). Da nun die Oberfläche vergrößert ist, können sich hier mehr oberflächenaktive Stoffe ansammeln. Dies begünstigt ebenfalls die Strukturbildung einer Schaumblase (s. 2.1.).

Des Weiteren gilt, dass die Viskosität einer Flüssigkeit mit ansteigender Temperatur abnimmt, womit die in 2.2. beschriebene Drainage unterstützt würde.²³ Ebenfalls gilt, dass die Viskosität Wenn man sich nun noch den Wachstumsfaktor b der Versuche anschaut (s. Abbildung[6]), stellt man fest, dass diese alle um irgendeinen Wert streuen und kein Trend erkennbar ist. Die Abweichungen von dem Mittelwert der Wachstumsfaktoren lassen sich mit den in 6. benannten Fehlerquellen begründen. Die unterschiedlichen Halbwertszeiten sind dementsprechend die Folge der unterschiedlichen Anfangsbestände der Schäume, da ein größeres Schaumvolumen eben länger braucht, um zu zerfallen als ein kleineres Schaumvolumen. Folglich würden die unterschiedlich warmen Pilsener in gleichem Maße zerfallen und die Temperatur hat daher keinen Einfluss auf den Bierschaumzerfall.

Dieses Ergebnis wird durch eine Untersuchung von Charles Bamforth et al. ebenfalls unterstützt, allerdings wird von diesen eine andere Biersorte verwendet.²⁵ Jedoch bedarf es weiterer Versuche mit unterschiedlichen Temperaturen, um das Ergebnis dieser Untersuchung zu verifizieren.

3.3. Möglicher Einflussfaktor: Der Alkoholgehalt des Bieres

Im folgenden Versuch wird überprüft, ob der Bierschaum eines alkoholfreien Krombacher Pilseners schneller zerfällt, als der eines Pilseners mit Alkohol. Die Differenz im Alkoholgehalt beträgt hierbei knapp 4,8 %. Für das alkoholfreie Pilsener ergeben sich im zeitlichen Verlauf nachstehende Messwerte, die in Abbildung[10] abgetragen sind. Mithilfe des GTR lässt sich anhand einer exponentiellen Regression auch wieder eine Funktion der Form [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] generieren. Das Ergebnis ist

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung[10]: Der Bierschaumzerfall eines 19 °C warmen, alkoholfreien Krombacher Pilseners in

Abhängigkeit der Zeit t in sec sowie die exponentielle Regression [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]

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¹ Steingart, G. et al., Deutsche trinken 107 Liter Bier pro Kopf.

² Deutscher Brauer Bund e.V., Wie kommt der Schaum aufs Bier?.

³ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.1f.

⁴ vgl. Evans, D. Evan/ Sheehan, Marian C., Don’t be Fobbed Off: The Substance of Beer Foam - A Review, S.47.

⁵ Brant, Peter, Bier und Brauhaus; Bier schäumt nicht vor Wut, S. 38/39.

⁶ vgl. Meußdoerffer, Franz/ Zarnkow, Martin, Das Bier - Eine Geschichte von Hopfen und Malz, S.15.

⁷ vgl . Bieker, H., Bierstreich: Wie entsteht die Schaumfontäne?.

⁸ Chemie.de, Lexikon: Definition Nukleation.

⁹ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S. 12.

¹⁰ Chemie.de, Lexikon: Definition Schaum.

¹¹ ebenda.

¹² ebenda.

¹³ Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.8.

¹⁴ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.8.

¹⁵ ebenda.

¹⁶ vgl. Wilhelm, Thomas/ Ossau, Wolfgang, Bierschaumzerfall - Modelle und Realität im Vergleich, S. 2.

¹⁷ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.9.

¹⁸ Chemie.de, Lexikon: Gibbs-Thomson-Effekt.

¹⁹ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.9.

²⁰ vgl . ebenda.

²¹ Chemie.de, Lexikon: Oberflächenspannung.

²² ebenda.

²³ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.14 f. von Gasen mit ansteigender Temperatur zunimmt, da den Gasmolekülen Bewegungsenergie zugeführt wird,[24] somit würde theoretisch auch die Ostwald’sche Reifung unterstützt. Aus beiden Veränderungen der Viskositätseigenschaften müsste dann ein deutlich schneller zerfallender Bierschaum resultieren, welches sich experimentell in dieser Arbeit nicht beweisen lässt.

²⁴ vgl. Potreck, Marco, Optimierte Messung der Bierschaumstabilität in Abhängigkeit von Milieubedingungen und fluiddynamischen Kennwerten, S.14 f.

²⁵ vgl. Bamforth, Charles et al., Some Factors Impacting Beer Foam, S. 335.