По данным Международной организации кофе, мировой экспорт кофе оценивается примерно в 7,7 млн тонн в период с 2023/2024 год, что свидетельствует о растущем спросе на кофейные зерна.
Тем временем кофейная индустрия борется с высокими ценами на зерна арабики из-за влияния изменения климата на чувствительное к температуре растение Coffea arabica. За последний год цены на кофе арабика почти удвоились, что также больно ударило по карману любителей бодрящего напитка.
«Мы пытались найти способы, при которых можно было бы расходовать как можно меньше кофе, и пришли к выводу, что это можно сделать за счет простой динамики жидкости при наливании из кофейника с изогнутым носиком, чтобы увеличить экстракцию кофейной гущи», - рассказывает соавтор Эрнест Парк, аспирант лаборатории Матейссена в Пенсильванском университете, где проводилось исследование.
Команда исследовала предложенный способ, заменив кофейную гущу частицами силикагеля для получения изображений с помощью лазера и высокоскоростной камеры.
«Непрозрачность кофе затрудняет непосредственное наблюдение за динамикой его переливания, поэтому мы заменили его прозрачными частицами силикагеля в стеклянном конусе», - рассказывает Парк.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of Fluids и предлагают научный подход к повышению эффективности экстракции, позволяющий использовать меньше кофейной гущи без снижения общего качества.
Команда обнаружила, что когда вода льется с высоты, она создает более сильный эффект перемешивания.
«Когда вы завариваете чашку кофе, то, что придает кофейному вкусу и всем полезным свойствам гущи, —-это контакт между гущей и водой. Поэтому идея заключается в том, чтобы попытаться увеличить контакт между водой и гущей в целом в процессе заваривания», - объясняет Марго Янг, еще один ученый, работавший над исследованием.
Вода, льющаяся с высоты, создает «лавинный эффект», который перемешивает слой частиц и улучшает извлечение. Проще говоря, в густой и сильной струе кофе делается крепче из-за лучшего перемешивания.
Ученые намерены продолжить свое исследование, чтобы раскрыть механизмы, имеющие значение как для кофейной индустрии в целом, так и для домашних ценителей кофе.
Источник: University of Pennsylvania. Автор фото: Эрнест Парк.
