Инженеры приготовили эспрессо с помощью ультразвука вместо нагрева воды под давлением
Ученые заменили привычный кипяток ультразвуком, приготовив кофе в воде комнатной температуры. Звуковые волны вытянули из зерен растворимые вещества всего за три минуты, сэкономив 75% энергии. Напиток получился идентичным обычному эспрессо по составу, но дегустаторам пришлось сравнивать его с остывшим кофе — поэтому реальная замена горячей чашке под вопросом.
Традиционный эспрессо готовят под высоким давлением. Воду нагревают до 90 °C и пропускают через плотно спрессованную таблетку мелкого помола. Высокие температура и давление нужны для быстрого извлечения растворимых соединений, масел и летучих ароматических веществ. Напиток получается густым, вязким и насыщенным. При этом классические кофемашины тратят много электричества именно на нагрев воды и поддержание температуры внутри конструкции.
Холодное заваривание (cold brew) работает иначе. Процесс требует от 12 до 24 часов выдерживания зерен в воде комнатной температуры. Холодная жидкость хуже растворяет химические вещества. В результате напиток получается менее концентрированным, обладает другой плотностью и содержит примерно в пять раз меньше кофеина, чем порция эспрессо.
Ускорить этот процесс пытались много раз. Долгое время у инженеров не выходило получить напиток нужной крепости без термического воздействия. Предыдущие попытки применять звук помогали сократить время приготовления холодного кофе до нескольких минут, но давали лишь слабый водянистый настой. Физикам не удавалось создать нужную концентрацию.
В новом эксперименте исследователям все же удалось полностью заменить термическое воздействие звуковыми волнами. Результаты опубликовали в журнале Journal of Food Engineering.
Инженеры переоборудовали обычную кофемашину. Они смоделировали и выточили металлический стержень, чтобы передать колебания частотой 42,6 килогерца на стенку рожка (портафильтра) с кофе. Ученые подобрали форму деталей так, чтобы рожок резонировал и направлял энергию внутрь жидкости с максимальной силой со всех сторон.
Механизм работы установки основан на микроскопических пузырьках. Звуковые волны заставляли воду быстро сжиматься и разжиматься. В жидкости появлялись пустые полости, которые моментально схлопывались. Этот процесс называют кавитацией. Схлопывающиеся пузырьки разрушали поверхность кофейных крупинок. Вода комнатной температуры проникала вглубь зерна и вымывала растворимые вещества.
Инженеры не утрамбовывали кофе в рожке, чтобы не мешать распространению звука, а жидкость подавали небольшими порциями через бумажные фильтры. По ходу эксперимента ученые меняли помол, мощность и время воздействия, чтобы найти оптимальный режим.
Затем физики сравнили классические горячие напитки с результатами работы новой установки. Они измерили количество растворенных веществ, выход экстракта, кислотность и уровень кофеина. За три минуты работы при мощности 100 ватт прибор извлек около 18% массы кофейных зерен мелкого помола. Доля растворенных веществ составила 8,89%. Горячий метод дал результат в 8,74%. Концентрация кофеина и кислотность в обоих случаях совпали.
Дополнительно исследователи зафиксировали энергозатраты на приготовление трех порций. Классическая машина потратила 0,082 киловатт-часа энергии без учета первоначального нагрева бойлера. Звуковая установка израсходовала 0,020 киловатт-часа. Потребление электричества снизилось на 75%.
В конце 100 обычных потребителей оценили вкус напитков. Участники не знали, какой именно кофе они пьют. В итоге разницы в оценках аромата и вкуса для двух видов эспрессо не было, люди не смогли отличить классический кофе от звукового. Правда, напитки предварительно остудили до 22 °C, чтобы уравнять условия дегустации, что очевидно повлияло на вкус.
Исследование показало физическую возможность быстро извлекать плотные кофейные фракции без термической обработки. Теперь ученые хотят адаптировать метод для промышленного производства жидких кофейных концентратов.
Telegram 
Дзен 
VK Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Новые данные о «тренировочной» миссии перед возвращением американцев на Луну показали, что NASA пока не может использовать системы жизнеобеспечения самого большого космического корабля в истории. Это ставит вопрос о том, возможна ли высадка астронавтов на Селене в намеченные сроки и вообще до 2029 года.
Наблюдение за спонтанным движением пешеходов в двух таких разных странах, как Испания и Япония, позволило ученым сделать неожиданное открытие: при прочих равных условиях подавляющее большинство людей подсознательно предпочитают повороты против часовой стрелки. Биологические причины такого врожденного сценария поведения пока не ясны.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Новые данные о «тренировочной» миссии перед возвращением американцев на Луну показали, что NASA пока не может использовать системы жизнеобеспечения самого большого космического корабля в истории. Это ставит вопрос о том, возможна ли высадка астронавтов на Селене в намеченные сроки и вообще до 2029 года.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии