In dieser wissenschaftlichen Arbeit wird der Bierschaumzerfall eines Pilsener Bieres mithilfe physikalischer und chemischer Prinzipien analysiert. Im Weiteren wird der Einfluss verschiedener Faktoren (Temperatur, Sauberkeit des Glases, Alkoholgehalt) auf den Bierschaumzerfall untersucht.
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. Eine Besonderheit des Bieres ist, dass die Blume im Glas, die Krone auf dem Bier, klassisch der Bierschaum, der dem Bier eine „verlockende, appetitliche Frische“ verleiht. Brauereien unterziehen ihren Bierschaum stets spezifischen Tests, da man von dessen Eigenschaften unter anderem auch auf die Beschaffenheit der Bierzutaten und den Brauprozess rückschließen kann. 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?
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
Zielsetzung & Themen
Die Facharbeit untersucht unter physikalischen und chemischen Gesichtspunkten, welche Faktoren den Zerfallsprozess von Bierschaum beeinflussen. Ziel ist es, anhand experimenteller Versuche mit Krombacher Pils zu prüfen, ob Faktoren wie Temperatur, Alkoholgehalt und Glasreinheit die Schaumstabilität messbar verändern.
- Physikalische Grundlagen des Bierschaumzerfalls (Drainage, Ostwald-Reifung)
- Experimentelle Untersuchung des Temperatureinflusses auf die Schaumstabilität
- Analyse des Einflusses des Alkoholgehalts auf die Bierschaumhaltbarkeit
- Untersuchung der Schaumstabilität bei verunreinigten (fettigen) Gefäßen
- Mathematische Modellierung der Zerfallsprozesse durch exponentielle Regression
Auszug aus dem Buch
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 vergrößert 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.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Einführung in die Bedeutung des Biers als Kultgetränk und die wissenschaftliche Fragestellung zur Stabilität des Bierschaums.
2. Theoretische Grundlage des Bierschaums: Erläuterung der chemischen Vorgänge bei der Gärung, Nukleation sowie der physikalischen Struktur und der Zerfallsprozesse des Schaums.
3. Experimente sowie deren Auswertung: Detaillierte Darstellung der durchgeführten Versuchsreihen mit variierenden Parametern und deren mathematische Modellierung mittels exponentieller Regression.
4. Vorteile und Grenzen der durchgeführten Auswertung: Reflexion über die gewählte Methodik, insbesondere die Kombination von Videoanalyse und manueller Messung, sowie die Grenzen der mathematischen Modellierung.
5. Fehlerbetrachtung: Analyse der potenziellen Fehlerquellen bei der Messwerterhebung und der Definition der Schaumgrenzen.
6. Weitere Einflussfaktoren: Überblick über weitere Faktoren, die theoretisch die Schaumstabilität beeinflussen, wie Luftfeuchtigkeit oder Umgebungsluftdruck.
7. Fazit: Zusammenfassende Bewertung der Ergebnisse, bei der sich Alkoholgehalt und Sauberkeit als signifikante Faktoren bestätigen, während die Temperatur keinen eindeutigen Einfluss zeigt.
Schlüsselwörter
Bierschaum, Bierschaumzerfall, Schaumstabilität, Krombacher Pils, Drainage, Ostwald-Reifung, Exponentielle Regression, Halbwertszeit, Oberflächenspannung, Lipide, Ethanol, Nukleation, Schaumbildung, Versuchsreihe, Polyederschaum
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Faktoren, die den Zerfall von Bierschaum chemisch und physikalisch beeinflussen, und prüft diese experimentell an der Marke Krombacher Pils.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die physikalischen Zerfallsprozesse wie Drainage und Ostwald-Reifung sowie die empirische Untersuchung von Einflussfaktoren wie Temperatur, Alkoholgehalt und Glasreinheit.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, die Stabilität von Bierschaum durch Messungen zu quantifizieren und zu belegen, ob die untersuchten Parameter (Temperatur, Alkohol, Fettspuren) tatsächlich einen messbaren Einfluss auf die Haltbarkeit haben.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine experimentelle Methode angewandt, bei der durch Videoaufzeichnungen und manuelle Messungen Daten zur Schaumhöhe gesammelt werden, die anschließend mittels exponentieller Regression mathematisch ausgewertet werden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit der theoretischen Herleitung der Schaumstabilität, der detaillierten Beschreibung der verschiedenen Versuchsreihen und der anschließenden mathematischen Modellierung der Zerfallskurven.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Bierschaumzerfall, Schaumstabilität, Halbwertszeit, exponentielle Regression und physikalische Einflussfaktoren charakterisieren.
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf den Schaum?
Entgegen der Erwartung zeigte sich in der Versuchsreihe, dass die Temperatur bei der untersuchten Biersorte keinen signifikanten Einfluss auf den Zerfallsprozess hat, da das Schaumvolumen zwar variiert, aber relativ gleichmäßig zerfällt.
Was bewirkt ein fettiges Glas?
Ein fettiges Glas wirkt stark schaumnegativ. Die Lipide der Speckschwarte destabilisieren die Schaumstruktur, was zu einem deutlich schnelleren Zerfall führt, wie die extrem verkürzte Halbwertszeit belegt.
Warum ist der Alkoholgehalt relevant?
Ethanol wirkt als schaumnegativer Faktor, indem es schaumstabilisierende Proteine verdrängt und die hydrophoben Wechselwirkungen hemmt, die für eine stabile Schaumblasenbildung essenziell sind.
- Quote paper
- Matthias Lukosch (Author), 2016, Analyse des Bierschaumzerfalls. Physikalische und chemische Einflussfaktoren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/370887
