Je schudt een blikje cola hard, en stuitert het zelfs op de grond. Vervolgens draai je het blikje heel 360 graden om de breedte-as. Als je het vervolgens opent, spuit de cola er niet uit. Waarom is dat?
Koen Zeilstra
Naarmate natuurkundigen steeds dichter het absolute nulpunt naderen, gedraagt materie zich grilliger. De nieuwe quantumkoelkast legt een werkelijkheid ...
Een frisdrank als Cola is in feite een waterige oplossing met daarin zo’n beetje 8 gram koolzuur per liter erin opgelost. De oplosbaarheid is afhankelijk van de druk, temperatuur en andere verstoringen. Het vallen van een blik of het stoten tegen een glas of het toevoegen van zand aan de oplossing zorgt voor een tijdelijke verstoring van de oplosbaarheid met als gevolg dat dit gas er uit wil met veel schuimvorming tot gevolg. Als een blikje valt vindt er zo’n tijdelijke verstoring plaats met rampzalige gevolgen als het blikje open gemaakt wordt. Door een blikje liggend rustig maar snel om haar as rond te draaien ontstaat er toch een stabilisatie op vanwege de centrifugale kracht op de vloeistof. Deze (tijdelijke) drukverhoging vooral bij het deksel en bodem zorgt ervoor dat het evenwicht weer hersteld wordt. Frisdranken vulmachines werken met hetzelfde principe. Er wordt eerst koolzuur onder druk in de verpakking gebracht waarna de koolzuurhoudende frisdrank rustig erin kan lopen.
Dankjewel IJsbrand, dat gaat richting een antwoord, maar wat is de aard van de verstoring waardoor de oplosbaarheid plotseling afneemt. Is het een lokale drukverlaging door de schokgolven?
En werken frisdrankvulmachines ook met rotatie, of begrijp ik dat nu verkeerd?
Beste Bruno,
De verstoring van een evenwicht van opgelost gas in een vloeistof is puur natuurkundig. Daar komen allerlei oplosbaarheidstabellen aan te pas. Het zijn evenwichtsreacties die zich altijd na een verstoring herstellen. De een sneller dan de andere. De verstoringen kunnen zijn: drukgolven (= drukverschillen), vreemde deeltjes (zand) of plotselinge temperatuurverschillen. Vulmachines voor koolzuurhoudende frisdranken werken statisch. Dat wil zeggen dat de fles stil onder het vulventiel geplaatst wordt, weliswaar op een roterend plateau. Door drukverschil te minimaliseren bij het afvullen, wordt het gas/vloeistof evenwicht ook minimaal verstoord.
Deze vraag is in het septembernummer 2013 beantwoord:
Voedingstechnoloog IJsbrand Velzeboer weet hoe het zit. ‘Een frisdrank als cola is in feite en waterige oplossing met daarin zo’n beetje 8 gram koolzuur per liter opgelost’, zegt Velzeboer. ‘De oplosbaarheid is af hankelijk van onder andere druk en temperatuur. Als het blik nog dicht is, en de druk hoger dan de buitenlucht, is het koolzuurgas stabiel opgelost.’
Maar het vallen van het blik, legt Velzeboer uit, veroorzaakt een tijdelijke verstoring van de oplosbaarheid. Het koolzuurgas verlaat de oplossing, waardoor de druk in de vloeistof en het gas erboven oploopt. Als het blik dan wordt opengemaakt, valt de druk opnieuw plotseling terug doordat het gas wegspuit. De oplosbaarheid wordt opnieuw verstoord, nog meer gas verlaat de vloeistof, deze keer met rampzalige schuimvorming tot gevolg.
‘Door een liggend blikje rustig, maar snel, om de as rond te draaien, ontstaat een stabilisatie vanwege de centrifugale kracht op de vloeistof. De tijdelijkelokaledrukverhogingzorgt ervoor dat het koolzuurgas weer stabiel in oplossing raakt’, aldus Velzeboer. Daardoor blijft de schuimfontein uit. Koen Zeilstra
hallo,,,is het mogelijk om de kracht of koolzuur in de colafles te bewaren,na uitschenken,door de fles meteen wat onder druk te zetten na het sluiten?
Hallo Ad,
Als je een glas cola hebt gevuld, blijft er minder cola over in de fles. Hierdoor is er een grotere vrije ruimte over in de fles, waarin zich dus naar verhouding meer koolzuurgas kan verzamelen dan bij een nog niet geopende fles. Hierdoor is het laatste glas cola minder lekker dan het eerste glas cola.
Als je inderdaad na het schenken van een glas, de fles weer onder druk zet met een gasfles, zal er minder koolzuurgas uit de cola vertrekken naar de loze ruimte van de fles. Je hebt die loze ruimte namelijk al voorzien van het nodige koolzuurgas.
Als je de hoeveelheid koolzuurgas dat je toevoegt na het uitschenken van een glas, afstemt op de temperatuur en de hoeveelheid resterende cola (en dus hoeveelheid loze ruimte), kun je in principe het laatste glas cola net zo lekker krijgen als het eerste glas cola!
Hallo Ad,
Als je een glas cola hebt gevuld, blijft er minder cola over in de fles. Hierdoor is er een grotere vrije ruimte over in de fles, waarin zich dus naar verhouding meer koolzuurgas kan verzamelen dan bij een nog niet geopende fles. Hierdoor is het laatste glas cola minder lekker dan het eerste glas cola.
Als je inderdaad na het schenken van een glas, de fles weer onder druk zet met een gasfles, zal er minder koolzuurgas uit de cola vertrekken naar de loze ruimte van de fles. Je hebt die loze ruimte namelijk al voorzien van het nodige koolzuurgas.
Als je de hoeveelheid koolzuurgas dat je toevoegt na het uitschenken van een glas, afstemt op de temperatuur en de hoeveelheid resterende cola (en dus hoeveelheid loze ruimte), kun je in principe het laatste glas cola net zo lekker krijgen als het eerste glas cola!
Tsja, dat lokt direct een vervolgvraag uit voor het beste idee van Nederland: “Is er een dop te maken met daarin een koolzuurgasreservoir die met een druk op het reservoir de druk in de fles weer naar de correcte druk te brengen? En….hoe groot moet die dan zijn, wat moet de druk zijn in de ampul (die bestaan al) en hoeveel keer kan je die gebruiken? Ik vermoed dat die meermalen hergebruikt kan worden. Dus dat de kostprijs nog wel eens mee kan vallen…hop, bij de Blokker in het schap.
