Физика вулканов объяснила, как варить идеальный эспрессо
NewsMakerУравнение для газов в магме неожиданно точно описало воду в кофейном паке.
Учёный, который годами изучал вулканические извержения, вывел уравнение для идеального эспрессо. Звучит как первоапрельская шутка, тем более статья вышла 1 апреля в журнале Royal Society Open Science, но работа вполне серьёзная. Фабиан Вадсворт из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана описывал, как газы пробиваются сквозь магму, а вода просачивается через пласты песчаника, пока не заметил неожиданное сходство. Те же уравнения хорошо подходят для горячей воды, проходящей через кофейную таблетку.
Физика эспрессо устроена проще, чем кажется, но малейшая ошибка быстро портит напиток. Молотый кофе прессуют в плотную шайбу, которую бариста называют паком, после чего под давлением прогоняют через него горячую воду. Вкус, горечь и кофеин переходят в воду ровно настолько, насколько хватает времени контакта. Если вода идет слишком медленно, эспрессо становится горьким. Если слишком быстро, в чашке остается бледный, водянистый напиток с бедным вкусом.
Вадсворт выделил два условия хорошего эспрессо: ровный помол без комков и правильное время прохождения воды через кофейный пак. Оба параметра упираются в проницаемость спрессованного кофе. Новое уравнение как раз описывает, насколько легко вода проходит через такую структуру. Модель отталкивается от идеального случая, где кофейный пак утрамбован равномерно. По словам учёного, как только бариста добился такой равномерности, уравнение позволяет рассчитать скорость потока.
Для проверки модели команда взяла два сорта кофе, руандийский Tumba и колумбийский Guayacán, а затем смолола каждый на 11 разных настройках. Двадцать два образца просветили рентгеном, построили трёхмерные модели внутренней структуры и проследили, как жидкость движется между частицами. Расчёты совпали с реальным поведением воды так же хорошо, как вулканологические формулы описывают движение газа в магме.
Практический вывод получился особенно интересным для бариста: размер помола меняет проницаемость не линейно, а гораздо резче. Если частицы становятся в два раза крупнее, проницаемость растёт в четыре раза. Вода проходит через кофейный пак быстрее, а напиток успевает забрать меньше вкуса.
Эксперт по кофейной науке Само Смрке из Цюрихского университета прикладных наук, не участвовавший в исследовании, назвал работу «по-настоящему захватывающей». По его словам, исследование показывает, как инструменты одной науки внезапно открывают новые возможности в другой. Вадсворт адресует модель прежде всего профессиональным бариста, у которых есть оборудование для измерения давления и скорости потока. У кофейной индустрии может быть свой язык для описания экстракции, но учёный уверен, что бариста поймут смысл работы и быстро оценят практическую пользу.
Учёный, который годами изучал вулканические извержения, вывел уравнение для идеального эспрессо. Звучит как первоапрельская шутка, тем более статья вышла 1 апреля в журнале Royal Society Open Science, но работа вполне серьёзная. Фабиан Вадсворт из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана описывал, как газы пробиваются сквозь магму, а вода просачивается через пласты песчаника, пока не заметил неожиданное сходство. Те же уравнения хорошо подходят для горячей воды, проходящей через кофейную таблетку.
Физика эспрессо устроена проще, чем кажется, но малейшая ошибка быстро портит напиток. Молотый кофе прессуют в плотную шайбу, которую бариста называют паком, после чего под давлением прогоняют через него горячую воду. Вкус, горечь и кофеин переходят в воду ровно настолько, насколько хватает времени контакта. Если вода идет слишком медленно, эспрессо становится горьким. Если слишком быстро, в чашке остается бледный, водянистый напиток с бедным вкусом.
Вадсворт выделил два условия хорошего эспрессо: ровный помол без комков и правильное время прохождения воды через кофейный пак. Оба параметра упираются в проницаемость спрессованного кофе. Новое уравнение как раз описывает, насколько легко вода проходит через такую структуру. Модель отталкивается от идеального случая, где кофейный пак утрамбован равномерно. По словам учёного, как только бариста добился такой равномерности, уравнение позволяет рассчитать скорость потока.
Для проверки модели команда взяла два сорта кофе, руандийский Tumba и колумбийский Guayacán, а затем смолола каждый на 11 разных настройках. Двадцать два образца просветили рентгеном, построили трёхмерные модели внутренней структуры и проследили, как жидкость движется между частицами. Расчёты совпали с реальным поведением воды так же хорошо, как вулканологические формулы описывают движение газа в магме.
Практический вывод получился особенно интересным для бариста: размер помола меняет проницаемость не линейно, а гораздо резче. Если частицы становятся в два раза крупнее, проницаемость растёт в четыре раза. Вода проходит через кофейный пак быстрее, а напиток успевает забрать меньше вкуса.
Эксперт по кофейной науке Само Смрке из Цюрихского университета прикладных наук, не участвовавший в исследовании, назвал работу «по-настоящему захватывающей». По его словам, исследование показывает, как инструменты одной науки внезапно открывают новые возможности в другой. Вадсворт адресует модель прежде всего профессиональным бариста, у которых есть оборудование для измерения давления и скорости потока. У кофейной индустрии может быть свой язык для описания экстракции, но учёный уверен, что бариста поймут смысл работы и быстро оценят практическую пользу.