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¿Cuáles son los principios de la formación de espuma?

Sabemos que al verter agua en un vaso, no hay casi espuma, pero si se vierte cerveza, hay mucha espuma (a menos que se vierta "lentamente"). Entonces, ¿se pueden enumerar y explicar los factores más destacados que contribuyen a la formación de espuma?

He encontrado un artículo que explica algunos conceptos sobre las espumas y tiene algunas imágenes curiosas. También dice que las espumas en general no se entienden bien. Pero me gustaría escuchar un cualitativo Explicación de por qué determinadas propiedades de los líquidos, como la viscosidad y el flujo volumétrico, hacen que se espume o impiden que se espume.

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Ivan Chau Puntos 284

Como tenía una tesis de maestría que tenía que ver con este problema dentro de ella, hizo mirar en este extensivamente. Para la formación de la cerveza sería bueno que leyeras http://edepot.wur.nl/202245 Aunque se trata de una tesis doctoral antigua, fue comprobada y respaldada por datos experimentales. Se explicaba mucho sobre la formación y descomposición de la espuma. Encontré también que muchos trabajos más recientes también utilizaron gran parte de su trabajo, por supuesto actualizándolo y encontrando cosas nuevas, principalmente sobre el borde de Plaetu y las superficies que forman geometrías específicas para ahorrar energía, principalmente esas investigaciones fueron sobre las películas de jabón.

Hay cuatro procesos físicos que determinan la formación y la descomposición de la espuma:

  1. Formación y crecimiento de la burbuja
  2. Cremación y drenaje
  3. Coalescencia
  4. Desproporción

En general, las burbujas pueden producirse en un líquido por:

  1. Agitar o azotar
  2. Por aspersión o difusión de gas a través de un material poroso
  3. Al disminuir la presión de un con líquido saturado de gas

El cremado de burbujas es el ascenso de las mismas a la parte superior del sistema. Drenaje es el flujo de líquido desde la espuma hacia el líquido que hay debajo. También se podría argumentar que el cremado se convierte en drenaje en cuanto las burbujas empiezan a interferir e influir entre sí en su movimiento. El proceso de cremado puede describirse con la ley de Stokes. Sin embargo, esta ley sólo puede aplicarse si la superficie de la burbuja es inmóvil y el número de Reynolds es bajo.

El drenaje se produce si las burbujas se vuelven más densas. La espuma se vuelve más seca y las burbujas se deforman. Durante el drenaje, la espuma evoluciona gradualmente de una espuma con burbujas esféricas a una espuma con burbujas poliédricas. En una espuma poliédrica espuma poliédrica, la succión del borde de la meseta contribuye como fuerza motriz para el drenaje además de la gravedad. Como consecuencia de la curvatura de un borde de meseta, la presión en el interior del borde de la meseta es menor que en el interior de la burbuja y en el plano de la película. Por lo tanto, el líquido fluirá desde la película hacia el borde de la meseta. A través de los A través de los bordes de la meseta, este líquido saldrá de la espuma por efecto de la gravedad.

La coalescencia en las espumas es la fusión de dos burbujas causada por la ruptura de la película entre las burbujas. Dos burbujas más pequeñas se convierten en una burbuja más grande. La coalescencia está suele estar relacionada con el drenaje. Las películas pueden drenar hasta un determinado espesor de equilibrio. Cuando se alcanza este espesor de equilibrio, la película puede persistir durante un período muy largo de tiempo. Las películas de equilibrio sólo se rompen cuando el líquido de la película se evapora, o cuando se producen perturbaciones.

La desproporción es un proceso de engrosamiento, que es el resultado de la difusión de gas entre las burbujas entre las burbujas, causada por una diferencia de presión de gas entre las burbujas. Si hay un solo gas presente, la diferencia de presión corresponde a una diferencia de presión de Laplace. Este diferencia de presión puede ser el resultado de una diferencia de tamaño. Según la ley de Laplace la presión en una burbuja más pequeña es mayor que la presión en una burbuja más grande, suponiendo que las tensiones superficiales $(\sigma)$ de ambas burbujas son iguales.

Taken from Ronteltap 1989.

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