Omkeerproblematiek

Beetje halfhartig gekokkereld deze week. Er was een vaag verlangen om eens wat aan de klont en het klonteren te doen, omdat de klont, net als het vel trouwens, in het culinair-wetenschappelijke geweld van de laatste jaren zo onderbelicht is gebleven.

De klont is raadselachtig door het omkeer-effect: hij onstaat niet of nauwelijks als men behoedzaam water of melk toevoegt aan bloem, zetmeel of cacao maar subiet in het omgekeerde geval. Dus reden genoeg om het eens uit te zoeken. Maar op voorhand stond wel vast dat daartoe diep in de colloïdchemie zou moeten worden gedoken, met alle elektrostatische effecten, dipolen en dubbellagen vandien. Soms staat het hoofd niet naar colloïdchemie.

Daarom kwam het goed uit dat een onderzoeker van het aardappelzetmeelconcern Avebe verklaarde dat hij, voor wat betreft aardappelzetmeelklonten (die hij kluiten noemde) helemaal geen boodschap had aan elektrische verschijnselen. Avebe kent de klont van alle kanten en beschrijft de vorming (bij overmaat water) als het gevolg van een snelle hydratatie waardoor rond een hoeveelheid meel een goed samenhangende laag opzwelt die de verder migratie van water blokkeert. Is er, zoals de bedoeling is, bij de bereiding van een zetmeelpapje juist ondermaat water, dan is er te weinig vloeistof om grote hoeveelheden meel volledig in te kapselen. Bovendien is dankzij de hoge viscositeit van het startpapje steeds voldoende schuifkracht op een klont uit te oefenen om die volledig te vernietigen. Veel meer woorden wilde de onderzoeker niet aan de klont vuil maken.

Zo doen we dat. De omkeerproblematiek was op de agenda geraakt door een brief van een lezer die schreef te menen dat het voor de kleur van het eindproduct uitmaakt of je een scheutje melk doet bij al eerder ingeschonken koffie, of dat je koffie schenkt op een bodempje melk dat al in het kopje zit. De lezer vreesde dat de vermenging van de ingrediënten, om het zo eens te zeggen, niet commutatief zou zijn.

De brief in kwestie was op het moment suprême niet retrievable, zodat een paar essentiële gegevens ontbraken, maar het probleem leek helder genoeg om er een paar proefjes aan te wagen. En er was op voorhand geen reden om aan te nemen dat het jereinste onzin was wat de lezer had bedacht of gezien of gedacht te zien. Er is niet alleen het voorbeeld van olie en azijn of dat van de vermenging van geconcentreerd zwavelzuur en water, een fysisch-chemische interactie tussen melk en plantaardige extracten is niet onbekend: de binding tussen thee-tannine en melk-eiwitten is wèl beschreven. Het kon best zijn dat het bruin uit de koffie zich in het ene geval op het wit van de melk afzette en in het andere geval niet of juist andersom.

Met eenvoudige doseermiddelen werden uit zwarte koffie en melk of koffiemelk op voor de hand liggen wijze in volstrekt identieke (maar op de bodem gemerkte) Duralex-glazen een aantal koffie-melk-mengsels bereid. Nadat ze met een eetlepel waren omgeroerd werden ze op kleur onderzocht. In geen enkel geval werd een verschil zichtbaar. Voor de securiteit is nog de AW-bordproef genomen die ook de alleenstaande onderzoeker tot blind onderzoek in staat stelt. De onderzoeker plaatst daartoe de twee te vergelijken glazen op een bord, draait dat met gesloten ogen voldoende lang rond en wijst dan zonder aarzelen de lichtste oplossing aan. Is dat steeds dezelfde dan is er een significant verschil. Maar het werd niets.

Zo bleef er tijd over voor een intrigerende e-mail van een lezer uit Houten. Ook in Houten was onderzoek gedaan aan koffie en melk. Men had er van beduidende hoogte koffiemelk gedruppeld in een beker zwarte koffie en waargenomen dat de druppels, na een kort verblijf onder het vloeistofoppervlak ruwweg langs dezelfde lijn terugkeerden naar boven: weer de koffie uit. De vorming van dit soort terugkerende druppels werd al lang geleden met high-speed camera's vastgelegd en onlangs is het fenomeen ook voor reclamedoeleinden gebruikt. Het tijdschrift Science heeft tussen 1967 en 1969 veel aandacht aan geschonken aan de zogenoemde 'Rayleigh jets' omdat men meende dat dit voor belang was voor de studie van regendruppels die in regenplassen vallen.

Ik dacht altijd, emailt Houten, dat de druppel die omhoog komt gevormd werd uit de instortende wand van de krater die de vallende druppel eerder in de vloeistof had geslagen. De omhoogschietende vloeistof zou dus uit de ontvangende vloeistof worden gevormd, zoals immers ook onmiskenbaar het geval is als men een steentje in het water gooit. Maar tot mijn verbazing zag ik dat de uit de koffie omhoogschietende druppel wit was. Het was de vallende druppel zelf die terugkeerde. Nu verlangt Houten van de AW-redactie een verklaring. Hoe zit dat vloeistof-dynamisch? Wat doet de oppervlaktespanning? Speelt adhesie een rol, gedragen lipofiele en lipofobe vloeistoffen zich verschillend?

Lezer! Dat is niet de volgorde waarin hier gewerkt wordt. Gewoonlijk worden proeven van vreemden eerst herhaald en veel verder is het deze week niet gekomen. Maar gezegd moet worden: de waarneming laat zich niet weg-verifiëren, er kòmt wit materiaal omhoog. Sterker nog, toen de proef volledigheidshalve eens werd omgedraaid en koffie kwam te vallen in overmaat melk rees een bruine massa uit het wit. Maar het lot daarvan was anders dan dat van de melkdruppel die in de eerste proeven in koffie viel. Raakt die laatste binnen de kortse keren volkomen uit beeld (omdat de melk naar de diepte zakt), koffie die op melk valt verzamelt zich boven op de melk. De dichtheid van melk is hoger dan die van koffie!

En dat is natuurlijk ook de verklaring voor de moeilijkheden die hier wat verder terug zijn beschreven. In een koffie en melkmengsel kan een dichtheidsgradiënt ontstaan die met alledaags roeren niet zomaar wordt opgeheven. Daaruit komen kleurverschillen voort die tot de grootste misverstanden aanleiding geven.