Size limits the formation of liquid jets during bubble bursting

A bubble reaching an air–liquid interface usually bursts and forms a liquid jet. Jetting is relevant to climate and health as it is a source of aerosol droplets from breaking waves. Jetting has been observed for large bubbles with radii of R≫100 μm. However, few studies have been devoted to small bubbles (R<100 μm) despite the entrainment of a large number of such bubbles in sea water. Here we show that jet formation is inhibited by bubble size; a jet is not formed during bursting for bubbles smaller than a critical size. Using ultrafast X-ray and optical imaging methods, we build a phase diagram for jetting and the absence of jetting. Our results demonstrate that jetting in bubble bursting is analogous to pinching-off in liquid coalescence. The coalescence mechanism for bubble bursting may be useful in preventing jet formation in industry and improving climate models concerning aerosol production

Slow and fast diffusion in a lead sulphate gravity separation process

A model for the growth of lead sulphate particles in a gravity separation system from the crystal glassware industry is presented. The lead sulphate particles are an undesirable byproduct, and thus the model is used to ascertain the optimal system temperature configuration such that particle extraction is maximised. The model describes the evolution of a single, spherical particle due to the mass flux of lead particles from a surrounding acid solution. We divide the concentration field into two separate regions. Specifically, a relatively small boundary layer region around the particle is characterised by fast diffusion, and is thus considered quasistatic. In contrast, diffusion in the far-field is slower, and hence assumed to be time-dependent. The final system consisting of two nonlinear, coupled ordinary differential equations for the particle radius and lead concentration, is integrated numerically

Effect of vessel wettability on the foamability of "ideal" surfactants and "real-world" beer heads

The ability to tailor the foaming properties of a solution by controlling its chemical composition is highly desirable and has been the subject of extensive research driven by a range of applications. However, the control of foams by varying the wettability of the foaming vessel has been less widely reported. This work investigates the effect of the wettability of the side walls of vessels used for the in situ generation of foam by shaking aqueous solutions of three different types of model surfactant systems (non-ionic, anionic and cationic surfactants) along with four different beers (Guinness Original, Banks’s Bitter, Bass No 1 and Harvest Pale). We found that hydrophilic vials increased the foamability only for the three model systems but increased foam stability for all foams except the model cationic system. We then compared stability of beer foams produced by shaking and pouring and demonstrated weak qualitative agreement between both foam methods. We also showed how wettability of the glass controls bubble nucleation for beers and champagne and used this effect to control exactly where bubbles form using simple wettability patterns

A Metabolomic Approach to the Study of Wine Micro-Oxygenation

Wine micro-oxygenation is a globally used treatment and its effects were studied here by analysing by untargeted LC-MS the wine metabolomic fingerprint. Eight different procedural variations, marked by the addition of oxygen (four levels) and iron (two levels) were applied to Sangiovese wine, before and after malolactic fermentation

La physique des bulles de champagne.

L'objectif général de cet ouvrage consacré à l'étude des processus physico- chimiques de l'effervescence des vins de Champagne était de décortiquer les différentes étapes de la vie d'une bulle de champagne en conditions réelles de consommation, dans une flûte. Nous résumons ci-après les principaux résultats obtenus pour chacune des étapes de la vie de la bulle, depuis sa naissance sur les parois d'une flûte, jusqu'à son éclatement en surface.
 Naissance de la bulle
 À l'aide d'une caméra munie d'un objectif de microscope, nous avons pu mettre en évidence les particules qui jouent le rôle de sites de nucléation des bulles sur les parois d'une flûte à champagne. Dans la très grande majorité des cas, ce sont des fibres creuses et allongées, de quelques dizaines à quelques centaines de microns, qui assurent la production répétitive de bulles par nucléation hétérogène non classique (de type IV). Cette production répétitive de bulles au niveau des sites de nucléation est caractérisée par une gamme de fréquences de bullage assez large. Au sein d'une même flûte, immédiatement après le versement, nous avons mesuré des fréquences qui varient de moins de 1 Hz à presque 30 Hz. C'est donc jusqu'à 30 bulles qui sont émises chaque seconde par les sites de nucléation les plus actifs.
 Vitesse ascensionnelle d'une bulle
 Pour mesurer la vitesse d'une bulle tout au long de son trajet vers la surface libre du champagne, nous avons tiré profit de la production répétitive de bulles au niveau des sites de nucléation. Par la mise en place d'un dispositif expérimental simple qui associe une lumière stroboscopique et un appareil photographique muni de bagues macros, nous avons pu accéder à l'observation fine des trains de bulles ainsi qu'à la détermination de la vitesse ascensionnelle des bulles. Les mesures expérimentales du rayon et de la vitesse d'une bulle nous ont permis de déterminer le coefficient de traînée d'une bulle montante qui constitue une mesure indirecte de son état de surface en terme de mobilité interfaciale. Ces mesures nous ont montré que l'interface d'une bulle de champagne conserve une grande mobilité pendant sa phase ascensionnelle. C'est la faible dilution du champagne en macromolécules tensioactives et le grossissement continu des bulles pendant l'ascension qui assurent aux bulles une faible contamination de leur interface en molécules tensioactives. Pour comparaison, nous avons réalisé le même type de mesures sur des bulles de bière. Le contenu en macromolécules tensioactives étant beaucoup plus important dans une bière, l'effet de dilution du matériel tensioactif à la surface des bulles lié à l'accroissement de la surface des bulles ne compense plus l'adsorption massive des tensioactifs à la surface des bulles. Contrairement aux bulles du champagne, les bulles de bière adoptent vite un comportement de type sphère rigide.
 Éclatement d'une bulle en surface
 Nous avons obtenu des images de la situation qui suit immédiatement la rupture du mince film liquide qui constitue la partie émergée d'une bulle en surface. Nous avons ainsi pu mettre en évidence l'existence des jets de liquide engendrés par les éclatements de bulle. En faisant un parallèle légitime entre le pétillement des bulles à la surface du champagne et le "pétillement de l'océan", nous avons émis l'idée que les gouttelettes de jet étaient beaucoup plus concentrées en matériel tensioactif (et potentiellement aromatique) que le cœur de phase du liquide. Il semble donc que les éclatements de bulles jouent un rôle essentiel dans l'effet exhausteur d'arôme au cours de la dégustation d'un champagne.
Pendant les quelques secondes qui suivent le versement du champagne dans la flûte, nous avons également réalisé des clichés d'éclatement de bulles en monocouche. Les premiers résultats de ces observations font apparaître des déformations spectaculaires dans le film liquide des bulles premières voisines. Ces premières images suggèrent des contraintes, dans le mince film des bulles déformées, très supérieures à celles qui existent dans le sillage d'une bulle isolée qui éclate

La physique des bulles de Champagne.

A I'instar de ia couleur ou du goüt, l'effervescence est un facteur primordial dans l'appréciation de ia quaiité d'un champagne, tant sur le plan visuei qu'olfactif. La finesse des builes, i'aspect de ia collerette qui se forme à Ia périphérie de la flCite et le pétillement en bouche sont des critères três importants dans un jury de dégustation. En outre, un consommateur déçu par l'etfervescence d'un champagne dans une flúte risque de déprécier, à tort ou à raison, I'ensemble de ses qualités organoleptiques. Lors du versement d'un champagne dans une flôte, H se forme tout d'abord une mousse abondante, dont le volume est três supérieur au volume de vin versé. Cette mousse três éphémêre s'effondre en quelques secondes pour iaisser appara?tre un cordon de builes à la périphérie du verre - la collerette - alimenté par des bulies nucléées dans Ia flüte. C'est ia définition que nous ferons de l'effervescence (du latin fervere qui signifie bouillir).Série Documentos, 5