Якою має бути ідеальна чашка кави: математики відповідають

Про це пише Tech Today з посиланням на ВВС.

Звісно, для приготування кави за традиційними рецептами таких тонкощів можна не знати. Але якщо хочеться зварити ідеальну каву, тоді треба використати науковий підхід. Нещодавно вчені, провівши складні розрахунки, змоделювали, які процеси керують смаком напою під час його приготування.

Як написали у своїй статті в журналі SIAM Journal on Applied Mathematics Кевін Мороні з Університету Лімеріка та Вільям Лі з Університету Портсмута, їхнє дослідження не перше. Але якщо раніше вчені зосереджувалися на процесах при екстракції кави, то вони концентруються на приготуванні у кавових машинах з фільтром.

Вибір науковців пояснюється тим, що кавоварки з фільтром є популярним способом приготування кави сьогодні. Лише в Європі за рік продається близько 9 млн таких пристроїв, тоді як загальна кількість кавоварок усіх конструкцій складає 18 млн.

У кавоварках з фільтром гаряча вода проходить через фільтр, який являє собою наповнений кавовими гранулами картридж. Гравітація протягує рідину через них та екстрагує ароматичні компоненти. «Нашим завданням було створити повноцінну модель екстракції меленої кави, яку виробники могли б використовувати для розробки кавових машин, – говорить один з дослідників Вільям Лі. – Майже так само, як ми сьогодні використовуємо теорію рідини та механіку для дизайну гоночних автомобілів».

Ідеальний розмір кави

За словами науковців, суттєвий вплив на фінальний напій має розмір кавових гранул. «Ми розглянули ефект від розміру кавових гранул на шлях, яким кава виходить з фільтра, – каже Лі. – Нас здивувало, що насправді є два процеси, під час яких кава виходить з гранул. Перший з них є швидким, і в ньому кава екстрагується з поверхні гранул. Також є повільніший процес, коли кава виходить з внутрішньої частини гранул».

Відкриття науковців, утім, є добре відомим любителям кави. Вони знають, що надто мілке подрібнення кави призводить до дуже гіркої кави. А надто грубе подрібнення призводило до водянистого напою. Науковці змогли з’ясувати, як саме треба розмелювати зерна для чудового смаку.

«Наша робота взяла побутове спостереження та додала йому кількісної характеристики, – пояснює Лі. – Тепер замість того, щоб просто сказати, що гранули необхідно зробити великими, можна точно вказати, скільки кави необхідно отримати».

Сам Лі налаштовує свій кавовий млин на найбільший розмір гранул. «Гранули виходять трохи більшими, ніж стандартне подрібнення. Це робить каву не такою гіркою, – говорить Лі. – Це відбувається частково через тонке налаштування кількості кави, яка виходить ззовні та зсередини гранул. Також вода тече швидше крізь великі гранули. Коли вони дрібні, рідині складніше крізь них пройти, і вона проводить більше часу в контакті та забирає більше смакових речовин».

Ідеальні кавові машини

Якщо любителі кави самостійно подрібнюють гранули, то більшість користується готовими картриджами. У цьому разі, кажуть науковці, необхідно регулювати потік рідини крізь машину. «Для промислового використання ми сподіваємося оптимізувати кавові машини для певного розміру гранул. Для ідеального екстрагування необхідно підібрати відповідний потік рідини, – каже Лі. – Якщо кавова машина має вбудований млин, тоді ми отримуємо два змінних параметри для регулювання».

Наступним важливим питанням для ідеальної чашки кави є напрям потоку води. «Форма кавового фільтра змінюється під час приготування. Коли він новий, він лежить рівно, але після завершення екстракції він деформується. Це, здається, також впливає на смак, – говорить Лі. – Знання цього дозволяє нам вирішити питання того, як саме необхідно наливати воду. Це може бути один струмінь у центрі або може краще зробити щось схоже на душ? Це по-різному деформуватиме кавовий фільтр».