| Il concetto di raggio critico e il modello di Casey
Per creare bolle in una fase liquida, dobbiamo vincere le forze di coesione (Van der Waals) che legano le molecole di liquido tra di loro.
Sappiamo che i vini spumanti sono liquidi sovrasaturi con biossido di carbonio. Essi devono quindi eliminare eccesso disciolto di
CO2.
Il degasaggio può essere effettuato con la formazione di bolle: immaginiamo che esiste nel liquido un embrione di bolla che crescerà se il suo raggio è maggiore di un raggio minimo chiamato
raggio critico.
Immaginiamo una bolla di CO2 in una flûte.

Al suo interno esiste una pressione
PB (somma della pressione atmosferica PO, la pressione idrostatica e la pressione di
Laplace).

dove:
r
= massa volumica ;
g = accelerazione di
gravità ;
g
= tensione superficiale.
Sotto una diecina di centimetri (la profondità approssimativa di un
flûte), il contributo della pressione idrostatica è trascurabile.
Infatti:
rgh
= 103 x 10 x 10-1 = 103 N/m2 = 1%
PO
.
In ultima analisi:

Applicando la legge di Henry, la pressione di
CO2 nella bolla richiede una concentrazione di CO2 disciolta nello strato sottile di liquido intorno alla bolla pari a:

Lontano dalla bolla, la concentrazione di
CO2 disciolta è cL. Si può intuire che la presenza della bolla nel liquido crea una differenza di concentrazione di gas disciolto tra le immediate vicinanze della bolla, e nel liquido ad una distanza
l. Questa differenza di concentrazione
crea un fenomeno di diffusione. Tuttavia, se la bolla deve cresce, è necessario che le molecole del gas disciolti migrano verso la bolla. Ciò implica la concentrazione gas disciolto nel cuore del liquido,
cL deve essere maggiore della concentrazione di gas disciolto nel liquido nelle vicinanze della bolla
cB.
Scriviamo quindi la condizione di ingrossamento della bolla, ricavando il suo raggio R:

Riscrivendo l’ineguaglianza precedente introducendo
cO = kHPO , la concentrazione di gas disciolto in condizioni di equilibrio di Henry sotto una pressione equivalente alla pressione atmosferica
PO essa diventa:

Il
rapporto (CL - CO) / CO non è altro che il coefficiente di sovrasaturazione
S. Possiamo quindi riscrivere la condizione di ingrandimento di una bolla di
CO2 nel vino come segue:

L'espressione di cui sopra ci dice che, una bolla di
CO2 per crescere deve avere un raggio maggiore del raggio critico
RCR definito come segue:

Una bolla di raggio R inferiore a questo raggio critico non può crescere e si dissolverà spontaneamente nel liquido per
retrodiffusione. Immediatamente dopo l'apertura della bottiglia, si può valutare il raggio critico. Infatti:

E' necessario
quindi che gli embrioni di bolle di raggio maggiore del raggio critico preesistono nel vino in modo che queste bolle crescono e causano l'effervescenza così familiare ...
Una domanda nasce spontanea: da dove vengono questi germi che fungono da catalizzatori gassosi per la produzione di bolle nella
flûte?
Una delle risposte si basa sul fenomeno della nucleazione eterogenea indotta secondo Casey
detto anche modello di formazione ripetitivo di una bolla, che spiega il perché del punto perlage nella
flûte e anche il fenomeno del gerbage ovvero della effervescenza eccessiva quando facciamo cadere nello spumante alcuni granelli di zucchero o di sale.

L'origine dell'effervescenza
nel punto perlage della
flûte o
lo sviluppo troppo rapido di bolle (gerbage) nelle particlle
sospese nel vino è rappresentata in figura.
La presenza di microcavità sulla superficie del vetro o nelle particelle solide in sospensione nel
vino inducono il fenomeno della nucleazione eterogenea indotta. Tuttavia, il fenomeno di nucleazione indotta non è possibile e la microcavità non è efficace se non nei casi in cui essa possiede un raggio di curvatura
R1 superiore al raggio critico RCR. In effetti, sotto questo valore, la sovrapressione nella bolla è tale che la diffusione dell'anidride carbonica avviene dalla fase gassosa verso la fase liquida e di conseguenza la bolla scompare. Al contrario, se
R1 è maggiore di RCR, la diffusione dell'anidride carbonica va nel senso inverso, la bolla si ingrossa e il suo raggio cresce per raggiungere successivamente i valori
R2, R3, R4. A quest'ultimo stadio, la bolla è sottoposta alla legge di gravità e la sua salita inizia quando il suo raggio raggiunge il valore
Ro, lasciando dietro di sé una nuova bolla in formazione. Così si innesca il fenomeno di effervescenza continua.
Il
gerbage (effervescenza eccessiva) si verifica anche all'atto del
dégorgement o alla stappatura della bottiglia da parte del consumatore, con perdite importanti di vino, se sono presenti in sospensione nel vino microcristalli di bitartrato di potassio a causa di una insufficiente stabilità tartarica.
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