Međunarodni tim je u radu objavljenom u Royal Society Open Science razvio formule koje povezuju strukturu puka sa protokom vode i zasićenjem tokom pripreme espresa. Koristeći 11 granulacija zrna iz Ruande i Kolumbije i X-ray micro-tomography (XCT), istražili su porozni prostor unutar taloga i simulirali protok vode zasnovan na teoriji perkolacije. Rezultat je jednačina koja kvantifikuje propustljivost taloga i ističe ključne faktore: povezanost pora, veličinu čestica, površinu i pakovanje. Primena modela ima najveći potencijal u industrijskoj optimizaciji mašina, dok pojedinci i dalje treba da se vode sopstvenim ukusom.
Savršeni espreso po formuli: Kako veličina 'puka' menja ukus
The math appropriately relies on a branch of physics called percolation theory.
Ljudi vole dobru šolju kafe, ali šta zapravo čini espreso "savršenim"? Međunarodni tim matematičara i stručnjaka za životnu sredinu tvrdi da su razvio matematičke formule koje objašnjavaju kako struktura taloga utiče na ekstrakciju — i da je ključ u veličini i pakovanju puka.
U radu objavljenom u časopisu Royal Society Open Science, istraživači su koristili zrna Tumba iz Ruande i Guayacán iz Kolumbije. Zrna su samlela u 11 različitih granulacija, od izuzetno finih do grubih, pa su svaku varijantu smestili u cilindrične cevi i snimili pomoću X-ray computed micro-tomography (XCT). Ova tehnika je dala trodimenzionalne mape unutrašnje strukture uzorka, uključujući prolaze između čestica — porozni prostor — koje je nemoguće videti golim okom.
Na osnovu dobijenih zapisa tim je izvršio digitalne simulacije protoka vode kroz svaki uzorak, koristeći principe teorije perkolacije — grane fizike koja proučava kretanje fluida kroz povezane pore. Cilj je bio da se proceni koliko dobro porozni prostor omogućava neprekidan prolaz vode kroz puk i koliko površine taloga dolazi u kontakt s vodom tokom ekstrakcije.
Šta su otkrili
Istraživači su formulisali jednačinu koja kvantifikuje propustljivost taloga: ona povezuje povezanost pora, veličinu čestica, izloženu površinu i način pakovanja. Autori navode da su dobijene formule u "izvrsnom skladu" sa predviđanjima iz teorije perkolacije, što znači da model može praktično predvideti zasićenje i protok vode kroz različite granulacije.
Ključni faktori su: povezanost poroznog prostora (kako su prolazi između čestica međusobno povezani), veličina čestica, ukupna izložena površina i stepen sabijanja puka. Svi ti elementi određuju koliko dugo i u kojoj meri voda ostaje u kontaktu sa kafom — a to direktno utiče na intenzitet ukusa i količinu ekstraktovanih sastojaka, uključujući kofein.
Praktična posledica istraživanja nije toliko u tome da promeni kućne navike ljubitelja espresa, koliko u tome da proizvođači mašina i profesionalna oprema mogu da integrišu ove formule za preciznija podešavanja: optimizovana granulacija, bolja filtracija i kontrola protoka mogu dovesti do konzistentnijih i kvalitetnijih napitaka.
„Modeli su u dobrom skladu sa teorijom perkolacije i nude praktičan alat za opis veličine i pakovanja čestica u odnosu na zasićenje“, navode autori.
Dok industrija ne usvoji ove modele, najbolje je da sledite sopstveni ukus — ako vam espreso prija, za vas je savršen.
Pomozite nam da budemo bolji.
