Кофейный Дайджест
Недавние исследования показали, что увеличение давления при экстракции эспрессо не всегда приводит к более быстрой и качественной экстракции. Когда давление достигает уровней, которые мы используем в кофейнях, поведение кофейной порции меняется: её структура становится менее предсказуемой, и скорость потока не увеличивается с ростом давления. Это подтверждается работой команды ученых из Польши и Германии, которая систематически изучала этот эффект.
Зачем тебе это знать? Теперь, когда у тебя есть эта информация, ты сможешь лучше понять, почему экстракция может время от времени давать неожиданные результаты, даже при строгом контроле параметров. Это поможет повысить качество твоих шотов и избежать проблем с каналингом, делая каждую чашку кофе более сбалансированной и насыщенной. Пора расширить свой арсенал знаний! ☕️🔍 #эспрессо #каналинг #кофейныеинсайты
Исследование показывает влияние давления на экстракцию эспрессо
Лучшее о кофе — каждый день
Новости мировой кофейной индустрии в Telegram. Без спама, по делу.
Подписаться
Полный текст статьи
Высокое давление не всегда означает более быстрый эспрессо. Это основная идея нового физического исследования, посвященного канализации и регулированию потока в процессе приготовления эспрессо.
Согласно исследованию, кофе в кофейных таблетках ведет себя как обычный пористый материал при низком давлении воды, но когда давление при варке достигает значений, которые используются в кафе, таблетка перестаёт подчиняться простым физическим законам, и скорость потока больше не растёт с увеличением давления.
Этот эффект помогает объяснить закономерность, которую бариста давно подозревали, но которая не была систематически измерена до настоящего времени, согласно команде исследователей с связями в Польше и Германии.
Исследование, опубликованное 23 июня в журнале Physics of Fluids, предоставляет техническое объяснение некоторым странным явлениям, которые бариста могут наблюдать в повседневной практике, помогая понять, почему готовые шоты могут варьироваться, даже если бариста строго контролируют кофе, настройки помола, процесс темперовки, температуру и давление.
Работа была частично инициирована практическим вопросом от бариста на кофейной торговой выставке, которые хотели узнать, как уменьшить канализацию. Канализация происходит, когда вода находит более лёгкие пути через таблетку, извлекая одни участки больше, чем другие, и производя несоответствующий или несбалансированный эспрессо.
Чтобы исследовать эту проблему, исследователи создали контролируемую установку вокруг эспрессо-машины уровня кафе.
Они использовали эспрессо-машину Sanremo Zoe Competition с 2 группами, модифицированную с помощью датчика давления, цифровых весов и системы сбора данных на основе Arduino, что позволяло им записывать давление и массу потока во время варки. В кофе был использован моносорт спешелти кофе из региона Игарапэ, обжаренный CoffeeLab Warsaw.
Каждый шот использовал 18,50 граммов кофе, помолотого на кофемолке Fiorenzato F64 EVO, при этом подготовка таблетки стандартизировалась через встряхивание, распределение с помощью игл по методу WDT и автоматическую темперовку с силой 20 кг.
Команда варила кофе при давлении в корзине, варьирующемся от примерно 1 до 12 бар, включая 60 длинных экстракций на 11 настройках давления. Длинные экстракции, обычно около 120 секунд, не предназначались для получения питательного эспрессо. Они использовались для изучения поведения таблетки после того, как большинство растворимых веществ были вымыты, и поток приблизился к стабильному состоянию.
При низких давлениях кофе вел себя больше как обычный пористый материал, с повышением давления, соответствующим увеличению скорости потока. Но в диапазоне от 6 до 9 бар, более характерном для приготовления эспрессо, зависимость изменилась: поток стабилизировался, а не продолжал расти. Авторы моделировали это поведение, рассматривая таблетку кофе как пороэластичный материал — как влажное пористое тело, которое может деформироваться под давлением, сужая пространства, по которым движется вода.
«Эта пороэластичная компакция уже упоминалась в кофейном сообществе, но без систематических доказательств», — сказал Лисицкий в объявлении о публикации. «Я думаю, что мы охарактеризовали этот эффект впервые, и это побудило нас сформулировать теоретическое описание».
Исследование также изучило, как растворимые вещества покидают таблетку с течением времени. В одном из экспериментов исследователи разделили эспрессо на 5-секундные фракции и измерили общее количество растворённых твердых веществ (TDS) с помощью рефрактометра.
Самая ранняя жидкость содержала наибольшую концентрацию растворимого кофейного материала, около 25% TDS, в то время как концентрация резко падала позже в процессе варки, приближаясь к нулю примерно через 60 секунд. Авторы пришли к выводу, что динамика растворения — скорость, с которой растворимый кофейный материал покидает таблетку — играет центральную роль в том, как развивается поток во время экстракции.
Исследователи также использовали микротомографию с рентгеновским излучением, чтобы получить изображения кофейной таблетки до и после варки. Эти сканирования показали расширение, трещины и деламинацию после варки, предлагая визуальное представление о том, как таблетка может физически изменяться во время экстракции.
В статье также говорится, что остановка и перезапуск цикла варки увеличивали поток, не вызывая дополнительного растворения, что предполагает, что многократное приготовление через одну и ту же таблетку — как при попытке сделать длинный напиток, запуская машину несколько раз — может привести к несоответствиям в экстракции.
Данная работа добавляет к растущей коллекции исследований по физике эспрессо и математическому моделированию.
Недавно DCN освещал исследование, проведенное Royal Society Open Science, которое использовало рентгеновскую компьютерную микротомографию и симуляции потоков жидкости для моделирования проницаемости в кофейных таблетках. Исследование 2023 года в журнале Physics of Fluids объяснило, как более мелкий помол иногда может приводить к менее насыщенному эспрессо из-за неравномерной экстракции. Также было исследование 2020 года, которое оспаривало традиционные рецепты эспрессо, предлагая использовать меньшие дозы, более крупный помол и более быстрые шоты.
Новое исследование добавляет, в буквальном смысле, давление в обсуждение. Оно не предоставляет простого нового рецепта для кафе и не ставит цель доказать, что 9 бар — это всегда лучшее решение. Вместо этого оно помогает объяснить, почему большее давление не всегда является лучшим, и почему другие переменные, такие как подготовка таблетки, распределение помола, доза и размер частиц, являются частью уравнения стабильности.
Исследование было частично профинансировано программой IDUB Варшавского университета.
Комментарии? Вопросы? Есть новости? Свяжитесь с редакторами DCN здесь. Чтобы получать последние новости кофеиндустрии, подписывайтесь на рассылку DCN.
Теги: American Institute of Physics, канализация, кофейные машины, наука о кофе, Coffeelab Warsaw, закон Дарси, эспрессо, экстракция эспрессо, Германия, Мацей Лисицкий, Институт Макса Планка по динамике и самоорганизации, Physics of Fluids, Польша, Польская академия наук, пороэластичность, исследования, наука, общее количество растворённых твердых веществ, Университет Потсдама, Варшавский университет, Варшава.
Согласно исследованию, кофе в кофейных таблетках ведет себя как обычный пористый материал при низком давлении воды, но когда давление при варке достигает значений, которые используются в кафе, таблетка перестаёт подчиняться простым физическим законам, и скорость потока больше не растёт с увеличением давления.
Этот эффект помогает объяснить закономерность, которую бариста давно подозревали, но которая не была систематически измерена до настоящего времени, согласно команде исследователей с связями в Польше и Германии.
Исследование, опубликованное 23 июня в журнале Physics of Fluids, предоставляет техническое объяснение некоторым странным явлениям, которые бариста могут наблюдать в повседневной практике, помогая понять, почему готовые шоты могут варьироваться, даже если бариста строго контролируют кофе, настройки помола, процесс темперовки, температуру и давление.
Работа была частично инициирована практическим вопросом от бариста на кофейной торговой выставке, которые хотели узнать, как уменьшить канализацию. Канализация происходит, когда вода находит более лёгкие пути через таблетку, извлекая одни участки больше, чем другие, и производя несоответствующий или несбалансированный эспрессо.
Чтобы исследовать эту проблему, исследователи создали контролируемую установку вокруг эспрессо-машины уровня кафе.
Они использовали эспрессо-машину Sanremo Zoe Competition с 2 группами, модифицированную с помощью датчика давления, цифровых весов и системы сбора данных на основе Arduino, что позволяло им записывать давление и массу потока во время варки. В кофе был использован моносорт спешелти кофе из региона Игарапэ, обжаренный CoffeeLab Warsaw.
Каждый шот использовал 18,50 граммов кофе, помолотого на кофемолке Fiorenzato F64 EVO, при этом подготовка таблетки стандартизировалась через встряхивание, распределение с помощью игл по методу WDT и автоматическую темперовку с силой 20 кг.
Команда варила кофе при давлении в корзине, варьирующемся от примерно 1 до 12 бар, включая 60 длинных экстракций на 11 настройках давления. Длинные экстракции, обычно около 120 секунд, не предназначались для получения питательного эспрессо. Они использовались для изучения поведения таблетки после того, как большинство растворимых веществ были вымыты, и поток приблизился к стабильному состоянию.
При низких давлениях кофе вел себя больше как обычный пористый материал, с повышением давления, соответствующим увеличению скорости потока. Но в диапазоне от 6 до 9 бар, более характерном для приготовления эспрессо, зависимость изменилась: поток стабилизировался, а не продолжал расти. Авторы моделировали это поведение, рассматривая таблетку кофе как пороэластичный материал — как влажное пористое тело, которое может деформироваться под давлением, сужая пространства, по которым движется вода.
«Эта пороэластичная компакция уже упоминалась в кофейном сообществе, но без систематических доказательств», — сказал Лисицкий в объявлении о публикации. «Я думаю, что мы охарактеризовали этот эффект впервые, и это побудило нас сформулировать теоретическое описание».
Исследование также изучило, как растворимые вещества покидают таблетку с течением времени. В одном из экспериментов исследователи разделили эспрессо на 5-секундные фракции и измерили общее количество растворённых твердых веществ (TDS) с помощью рефрактометра.
Самая ранняя жидкость содержала наибольшую концентрацию растворимого кофейного материала, около 25% TDS, в то время как концентрация резко падала позже в процессе варки, приближаясь к нулю примерно через 60 секунд. Авторы пришли к выводу, что динамика растворения — скорость, с которой растворимый кофейный материал покидает таблетку — играет центральную роль в том, как развивается поток во время экстракции.
Исследователи также использовали микротомографию с рентгеновским излучением, чтобы получить изображения кофейной таблетки до и после варки. Эти сканирования показали расширение, трещины и деламинацию после варки, предлагая визуальное представление о том, как таблетка может физически изменяться во время экстракции.
В статье также говорится, что остановка и перезапуск цикла варки увеличивали поток, не вызывая дополнительного растворения, что предполагает, что многократное приготовление через одну и ту же таблетку — как при попытке сделать длинный напиток, запуская машину несколько раз — может привести к несоответствиям в экстракции.
Данная работа добавляет к растущей коллекции исследований по физике эспрессо и математическому моделированию.
Недавно DCN освещал исследование, проведенное Royal Society Open Science, которое использовало рентгеновскую компьютерную микротомографию и симуляции потоков жидкости для моделирования проницаемости в кофейных таблетках. Исследование 2023 года в журнале Physics of Fluids объяснило, как более мелкий помол иногда может приводить к менее насыщенному эспрессо из-за неравномерной экстракции. Также было исследование 2020 года, которое оспаривало традиционные рецепты эспрессо, предлагая использовать меньшие дозы, более крупный помол и более быстрые шоты.
Новое исследование добавляет, в буквальном смысле, давление в обсуждение. Оно не предоставляет простого нового рецепта для кафе и не ставит цель доказать, что 9 бар — это всегда лучшее решение. Вместо этого оно помогает объяснить, почему большее давление не всегда является лучшим, и почему другие переменные, такие как подготовка таблетки, распределение помола, доза и размер частиц, являются частью уравнения стабильности.
Исследование было частично профинансировано программой IDUB Варшавского университета.
Комментарии? Вопросы? Есть новости? Свяжитесь с редакторами DCN здесь. Чтобы получать последние новости кофеиндустрии, подписывайтесь на рассылку DCN.
Теги: American Institute of Physics, канализация, кофейные машины, наука о кофе, Coffeelab Warsaw, закон Дарси, эспрессо, экстракция эспрессо, Германия, Мацей Лисицкий, Институт Макса Планка по динамике и самоорганизации, Physics of Fluids, Польша, Польская академия наук, пороэластичность, исследования, наука, общее количество растворённых твердых веществ, Университет Потсдама, Варшавский университет, Варшава.
