走进任何一家酒吧，点一品脱健力士啤酒，你都会见证一个令人着迷的仪式。调酒师拧开龙头，将酒杯倒满三分之二，然后静置一旁，最后在酒杯上淋上标志性的奶油状泡沫。但在家里打开一罐健力士啤酒，无需任何戏剧性的等待，神奇的事情就会发生。倒出来，你就能感受到这款啤酒名声大噪的泡沫瀑布般的效果。
但这是如何做到的呢？这一切都要归功于一个被亲切地称为“Widget”的小装置。
啤酒工程
一品脱吉尼斯啤酒，照片中可见标志性的泡沫。图片来源： Sami Keinänen ，CC BY SA 2.0
1959年，生啤吉尼斯啤酒（Ginness）与其他啤酒有所不同。酒吧龙头供应的生啤中，注入了氮气和二氧化碳的混合物，而不是单纯的二氧化碳。氮气在啤酒中的溶解度比二氧化碳低，需要低温高压才能使其保持在液体中。以这种方式注入啤酒，然后将其压入带有许多细孔的限流板的龙头，倒出的啤酒带有细小而细腻的气泡。这正是吉尼斯啤酒拥有其标志性的顺滑、奶油般的口感和浓密泡沫的原因。较低的二氧化碳含量也有助于提升啤酒的风味，去除了普通碳酸啤酒中常见的一些辛辣味道。
当 Guinness 开始使用氮化法时，它迅速流行起来并成为盛放生啤的默认方式。问题是，最初对瓶装 Guinness 也采用同样的方法并不现实。如果不在压力下将啤酒从特制龙头的细孔中倒出，就不可能产生相同的泡沫。因此，瓶装 Guinness 仍以传统方式保持碳酸化，与酒吧供应的生啤大不相同。人们经常将“瓶装生啤 Guinness”称为“瓶装生啤”，希望生产出更好的版本。该公司尝试了各种从瓶装或罐装中盛放氮化 Guinness 啤酒的方法。它甚至在特定市场出售带有特殊“引发剂”注射器以产生泡沫的瓶子，但这一切都太笨拙，无法吸引啤酒饮用者。需要更好的解决方案。
现代吉尼斯啤酒漂浮装置，图片中是一个切开的罐子。图片来源： Duk ，CC BY SA 3.0
现代小部件的出现是为了解决饮料物理学中这一根本问题。吉尼斯啤酒公司（Guinness）解决了这一难题，其原理是将一个微型压力容器放入罐体本身更大的压力容器中。这个小部件是一个小塑料球，内部中空，表面有一个小孔。在生产线上，将小部件和啤酒放入罐体内部。然后，在密封罐盖之前，加入液氮。之后，将罐体倒置，液氮会迅速蒸发成气体。这实际上会将带压的气态氮填充到小部件中，通常还会注入少量啤酒。它就像一个潜伏在罐体内部的充气压力容器。
神奇的事情发生在饮料端上桌的时候。当你打开罐子时，罐内的压力会迅速降至大气压。因此，小部件内受压的氮气会试图与外部低压环境保持平衡。于是，氮气以巨大的力量从小孔喷出，形成无数微小的气泡，这些气泡成为溶解在周围啤酒中剩余氮气的成核点。当啤酒倒入杯中时，会形成一层泡沫，就像当地酒吧里刚从龙头流出的啤酒一样。
如今的啤酒瓶盖于1997年首次上市，采用的是浮动球型设计，但最初的版本略有不同。1989年推出的原始啤酒瓶盖是一个扁平的圆盘，安装在罐底，但工作原理基本相同。然而，如果啤酒在温热状态下打开，它容易导致啤酒快速溢出。浮动球型啤酒瓶盖减少了这种现象，尽管该公司并未公开解释其确切的工程原理。由于新冠疫情（COVID-19）带来的供应链问题，固定式啤酒瓶盖在2020年意外回归，这表明在啤酒厂看来，它仍然基本符合预期用途。
酒瓶部件性能的关键在于填充和构造。确保酒瓶部件充满加压气体至关重要，因此在填充过程中采用了倒置步骤。如果让加压氮气简单地停留在罐顶的空隙中，打开罐子时氮气就会自然排出，而不会形成任何头部。酒瓶部件上的孔径也至关重要。孔径过大，压力平衡速度过快，无法形成必要的湍流。孔径过小，则流过的气体和啤酒量不足，无法产生足够的成核。如今的酒瓶部件是经过大量研发以优化其性能的成果。
吉尼斯啤酒瓶中使用的带翅片的“火箭”形装饰物。图片来源： Joeinwap ，CC0
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多年来，各种不同的小部件设计层出不穷。该公司已掌握了罐装生啤吉尼斯啤酒的酿造技术，但需要将其倒入玻璃杯中才能正常饮用。后来，该公司开始尝试酿造可以直接从瓶中饮用的生啤吉尼斯啤酒。这催生了“火箭小部件”的设计。它的工作原理大致相同，但设计成漂浮在瓶颈内，并保持正确的方向。翼片确保它在饮用过程中不会从瓶中掉落。首次打开时，它会给啤酒注入气泡，并且每次倾斜瓶子啜饮时，它都会继续将啤酒的泡沫顶起，但幅度会有所减小。
吉尼斯本可以不解决这个问题。它本可以继续生产口感醇厚的桶装啤酒，同时将低碳酸含量的瓶装和罐装啤酒出售给家庭消费。然而，它却进行了创新，找到了一种直接从罐装啤酒中创造出同样顺滑顺口的体验的方法。
下次你打开一个装有小部件的罐子，欣赏那令人着迷的泡沫瀑布时，你正在见证一项历经多年才臻于完美的饮料工程杰作。这提醒我们，有时最优雅的工程解决方案就隐藏在最普通的地方，等待着某个足够聪明的人意识到，一个小小的塑料球可能会彻底改变我们在酒吧外的啤酒体验。
原文： https://hackaday.com/2025/08/14/how-the-widget-revolutionized-canned-beer/