Fluiddynamik: Warum der Bügelverschluss einer Bierflasche »Plopp« macht

Es ist ein unverwechselbares Geräusch, das in Bars, Kneipen und Restaurants immer wieder zu hören ist: Das Ploppen einer Bierflasche, wenn der Bügelverschluss geöffnet wird. Es ist inzwischen sogar so etabliert, dass die Flensburger Brauerei in den 2010er Jahren die Verschlüsse ihres Biers extra anpasste, weil einige Kunden enttäuscht waren, wenn der Plopp ausblieb. Doch was passiert während des Öffnens mit der Flüssigkeit, der Luft und der Flasche?
Der Physiker Max Koch von der Georg-August-Universität Göttingen war neugierig und wollte es genau wissen. Deshalb zeichnete er zunächst den Vorgang mit einer High-Speed-Kamera in dem Labor der Universität auf. Doch als seine Kollegen davon erfuhren, schlugen sie vor, das Ganze größer aufzuziehen und als Forschungsarbeit aufzubereiten. Im Fachjournal »Physics of Fluids« berichten sie von ihren erstaunlichen Ergebnissen.
Anders als erwartet, geht das Plopp-Geräusch nicht auf eine einzige Stoßwelle zurück. Stattdessen konnten die Forschenden beobachten, wie sich die kondensierte Flüssigkeit am Flaschenhals in einer stehenden Welle auf- und abbewegte – und damit einen Ton mit niedriger Frequenz bildete; ein sehr kurzes »Ah«.
Die Physikerinnen und Physiker haben die Aufnahmen der High-Speed-Kamera mit fluiddynamischen Modellen verglichen, um die Vorgänge auf elementarer Ebene besser zu verstehen. So konnten sie ableiten, welche dramatischen Vorgänge sich im Flaschenhals abspielen: Das darin befindliche Kohlendioxid-Luft-Gemisch dehnt sich beim Öffnen schlagartig aus, wodurch die Temperatur kurzzeitig auf minus 50 Grad Celsius fällt. »Die Dezibel, welche die Flasche ausstößt, sind hoch – innerhalb des Flaschenhalses ist es so laut wie oder sogar lauter als die Turbine eines Flugzeugs im Umkreis von einem Meter«, erklärt Koch. »Aber das hält nicht lange an.«
Die Fachleute konnten auch erklären, warum Bügelverschlussflaschen oftmals überlaufen, wenn man sie öffnet. Durch den abnehmenden Druck bildet die im Bier gelöste Kohlensäure Bläschen und sprudelt nach oben. Zudem kann auch die Bewegung beim Öffnen der Flasche sowie der Aufprall des Deckels gegen den Flaschenhals dazu führen, dass das Bier weiter aufschäumt und im schlimmsten Fall überschwappt.
Die fluiddynamischen Modelle ermöglichten es den Forschenden nachzuweisen, dass die stehende Welle innerhalb des Flaschenhalses tatsächlich das charakteristische Ploppen erzeugt. »Es war eine Herausforderung, die niedrige Frequenz zu erklären«, sagt Koch. Doch es seien noch nicht alle Fragen geklärt: Die theoretischen Modelle sagen einen weiteren Ton voraus, der dem Ploppen vorausgehen sollte – in den Experimenten gab es aber keine Spur davon.
Neben den Schwierigkeiten mit den Modellen habe die größte Herausforderung jedoch darin bestanden, die selbst gebrauten Biere zu trinken und dabei einen klaren Kopf für die Experimente zu bewahren, scherzt der Hobby-Braumeister Koch.
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