Физики описали оптимальное заваривание пуровера

Кофе стал ежедневным напитком по всему миру, люди потребляют дюжину миллиардов килограммов зерна в год. Из-за специфических требований к условиям выращивания — температуре окружающей среды, составу почвы, высотности плантации, количеству солнечного света и осадков — кофе нельзя вырастить где угодно, не навредив вкусу. Изменение климата ставит под угрозу его дальнейшее культивирование, некоторые производители уже переходят на выращивание менее требовательного какао.

В этих условиях любителям кофе важно знать, как получить максимум из зерна при каждом заваривании. Исследователи из Пенсильванского университета (США) изучили, как оптимизировать процесс приготовления кофе методом пролива. Свои рекомендации они представили в журнале Physics of Fluids.

«Мы советуем поднимать струю воды на максимальную высоту, при которой сохраняется ламинарное течение — то есть струя не распадается на капли при попадании на кофейную гущу», — объяснил автор исследования Эрнест Парк (Ernest Park).

Группа установила, что толстые струи воды, характерные для чайников с «гусиной шеей» — длинным носиком, начинающимся в основании чайника и поднимающимся до уровня крышки или выше, — идеально подходят для достижения нужной высоты и ламинарного потока.

Мощные и направленные водяные струи вызывают эффект лавины в слое кофе. Смещенные кофейные частицы перемещаются кругами, пока вода углубляется в толщу гущи, обеспечивая лучшее перемешивание воды и молотых зерен. По сравнению с другими способами пролива высокая ламинарная струя позволяет заварить более крепкий напиток при меньшем количестве кофе.

Если струя слишком тонкая, она не может эффективно взаимодействовать с частицами гущи, вкус получается слабым. Распадающаяся струя воды вносит в движение частиц лишний хаос, параметры экстракции становятся неравномерными.

Темный цвет кофейных зерен и самого напитка затрудняет визуализацию процесса. Чтобы разобраться в тонкостях, ученые провели эксперименты с прозрачными частицами, подсвеченными лазером, в стеклянной воронке. Это позволило наглядно проследить, как параметры струи жидкости влияет на поведение кофейных зерен и физику перемешивания.

Хотя команда не планирует продолжать исследования, связанные с кофе, ученые говорят, что остальные детали стоит выяснить на собственной кухне и оптимизировать процесс под свои предпочтения.