Hou ’m vooral koud!

Voor de wetenschap is de champagnefles geen onontgonnen terrein // Zo weten we dat vanavond de kurk met 35 tot 55 kilometer per uur door de kamer knalt // En hoe ontstaat dat mistwolkje kort na opening?

foto thinkstock

medewerker wetenschap

De snelheid van een champagnekurk die van de champagnefles plopt ligt tussen de 10 en 15 meter per seconde. In verkeerstermen: 35 tot 55 km/u. Een toeschouwer die het openen van zo’n fles op 1 meter afstand gade slaat kan de kurk binnen 0,1 seconde in zijn oog hebben. Die tijdspanne is te kort om veel van de knipperreflex te verwachten.

Zo komt het dat op Oudejaarsavond nogal wat oogletsel ontstaat dat niet met vuurwerk te maken heeft. Zolang er geen glassplinters mee komen valt de schade meestal mee, bleek eerder uit een inventarisatie in de British Journal of Ophtalmology.

De kinetische energie van een 10 grams-champagnekurk met een snelheid van 15 m/s is dan ook maar een bescheiden 1,1 joule. Een klassiek rotje met twee gram kruit kan 6.000 joule vrijmaken. (En er is tegenwoordig knalvuurwerk met 50 gram kruit.)

De mondingssnelheid van de champagnekurk, en zijn relatie tot de champagnetemperatuur, is gemeten door Gérard Liger-Belair van de universiteit van Reims. Er was weinig meer voor nodig dan een snelle videocamera met een opnamesnelheid van 100 frames per seconde, laat de Journal of Food Engineering zien.

Hoe warmer de champagne, hoe hoger de kurksnelheid, want hoe hoger de druk in de fles. Tussen 2 en 20 graden Celsius kan die oplopen van 4 tot 8 bar, dat laatste is vergelijkbaar met de druk in een LPG-tank.

Liger-Belair, hoogleraar fysica, doet al vijftien jaar onderzoek aan de fysisch-chemische eigenschappen van champagne die vooral bijzonder is door de enorme hoeveelheid CO2 die er bij de befaamde tweede gisting (prise de mousse) in ontstaat. Het afgelopen jaar bundelde hij zijn inzichten in een artikel in de European Physical Journal - Special Topics.

Voor een deel is het elementaire thermodynamische rekenarij. Als de champagnekurk van de fles springt expandeert het CO2-gas in de ruimte onder de kurk (de ‘head space’) zó snel dat geen warmte met de omgeving wordt uitgewisseld – dat heet ‘adiabatisch’. Met de klassieke formule van Poisson valt te berekenen dat het gas daarbij wel 90 graden Celsius kan afkoelen, waardoor niet alleen waterdamp maar zelfs alcoholdamp condenseert. Zo ontstaat het mooie mistwolkje bij de flessenmond. Paradoxaal genoeg is de afkoeling heviger naarmate de champagne warmer was.

Met dezelfde Poisson-formule, en informatie over de begindruk van de CO2 in de ‘head space’, berekent men hoeveel energie er vrij komt als de CO2 expandeert. Liger-Belair vond dat maar 5 procent voor de versnelling van de kurk wordt gebruikt. Maar hij bracht niet in rekening dat al veel energie wordt opgenomen als de klemmende kurk bij het openen langzaam naar het eind van de flessenhals glijdt. Daarbij neemt de ‘head space’ makkelijk met 30 procent toe.

Een wijdverbreid misverstand is dat de druk in de champagnefles oploopt als daarmee wordt geschud. Dat is niet zo. Wel brengt het schudden minibelletjes in oplossing die als kiem dienen voor verdere belvorming en aldus de nalevering van CO2 uit de vloeistof enorm versnellen. Geschudde champagne houdt de druk onder de kurk beter op peil als die naar buiten glijdt.

Champagne is geen champagne zonder de stromen fijne CO2 belletjes die opstijgen van de bodem en wanden van het champagneglas, de smalle flute of de wijde coupe. De belletjes wekken stromingen op en brengen, als ze uit de vloeistof springen, geurstoffen in de lucht. Ze zijn dus essentieel voor het bouquet.

In heel schone nieuwe glazen ontbreken soms de krasjes, pluisjes of kristalletjes waarvan de bellen voor hun ontstaan afhankelijk zijn. Dat is een ramp. Daarom worden de bodems van champagneglazen steeds vaker vooraf met een lasertechniek geëtst.

Essentieel is de CO2 zo lang mogelijk in het glas te houden. Dat lukt het best, demonstreerde Liger-Belair, als die flink koud is en voorzichtig langs de wand van het schuin gehouden glas wordt ingeschonken. Lauwe champagne laat de CO2-belletjes te snel ontsnappen.

    • Karel Knip