- 27,681
- 46
- 8 Ноя 2022
Кофеманы, выкидываем чайники.
Вкусный эспрессо невозможен без трех вещей: мелкого помола, давления и горячей воды. Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее показали, что один пункт из этой связки можно убрать. Они приготовили кофе крепости эспрессо на воде комнатной температуры, а нагрев заменили ультразвуком .
Команда доктора Франсиско Трухильо из Школы химической инженерии UNSW разработала способ заваривания, при котором высокочастотные звуковые волны помогают воде быстрее вытягивать из молотого кофе ароматические соединения, масла и кофеин. Исследование опубликовано в Journal of Food Engineering. По оценке авторов, отказ от нагрева воды может снизить энергопотребление примерно на 75%.
Ультразвук - это звуковые волны с частотой выше слышимого диапазона. Человек их не слышит, но в жидкости они создают сильные локальные перепады давления. В кофейной системе UNSW эти волны проходят через воду и слой молотых зерен, ускоряя экстракцию - переход вкусовых веществ из кофе в воду.
В обычной кофемашине эспрессо получается так: горячая вода под давлением проходит через плотно утрамбованный кофе в фильтр-корзине. Температура ускоряет растворение нужных соединений, а давление помогает воде пройти через плотный слой помола. В новой системе горячую воду заменяет вода комнатной температуры, а главную работу по ускорению экстракции выполняют ультразвуковые колебания.
В основе установки находится ультразвуковой преобразователь - небольшой металлический элемент, который прижимается к боковой части кофейной корзины. Он создает колебания и заставляет корзину быстро вибрировать . Вибрации проходят через молотый кофе и воду, превращая обычную фильтр-корзину в небольшой ультразвуковой реактор.
Главный физический процесс называется акустической кавитацией. В жидкости быстро появляются и схлопываются микроскопические пузырьки. Когда пузырек схлопывается рядом с частицей кофе, возникает крошечная струя жидкости и локальный удар по поверхности зерна. В результате поверхность частиц повреждается, в ней появляются микротрещины, а вода быстрее добирается до внутренних слоев.
Именно поэтому холодная вода успевает извлечь из кофе то, что обычно требует нагрева. В воду быстрее переходят ароматические соединения, масла и кофеин. На выходе получается концентрированный напиток с плотностью, вкусом и содержанием кофеина, близкими к классическому эспрессо, но без кипятка и с меньшими затратами энергии.
Для Трухильо это не первая работа с ультразвуковым кофе. Ранее его команда запатентовала систему, которая сокращает приготовление колд-брю с 12-24 часов до нескольких минут. Но колд-брю по вкусу и составу отличается от эспрессо: он обычно мягче, менее резкий, более разбавленный и содержит примерно в пять раз меньше кофеина на тот же объем. Новая задача была сложнее: получить именно крепость эспрессо, а не быстрый холодный кофе.
Исследователям пришлось подбирать параметры заваривания. Одним из главных оказался brew ratio - соотношение воды и кофе. Если воды слишком много, напиток получается разбавленным. Если мало, экстракция идет хуже и вкус может стать несбалансированным. Команда также проверяла помол: более мелкие частицы быстрее отдают вещества в воду, потому что у них больше открытая поверхность.
Отдельно ученые настраивали время воздействия ультразвука. Слишком короткая обработка не успевает вытянуть нужную концентрацию. Слишком долгая может изменить вкус и усилить лишнюю горечь. В экспериментах лучший баланс получился в диапазоне от двух с половиной до трех минут.
Чтобы проверить вкус, команда провела слепую дегустацию. Участники не знали, какой кофе пробуют. В тест включили четыре напитка: классический эспрессо, ультразвуковой эспрессо, обычный фильтр-кофе и фильтр-кофе, приготовленный с ультразвуком. Все образцы готовили свежими, охлаждали до одинаковой температуры, подавали в одинаковых кодированных чашках и расставляли в случайном порядке, чтобы убрать предвзятость.
В дегустации участвовали около 100 постоянных любителей кофе. Это были не профессиональные дегустаторы, а обычные потребители, которые пьют кофе хотя бы раз в неделю. Каждый оценивал аромат, вкус, горечь и общее впечатление по девятибалльной шкале.
Результат для эспрессо оказался главным аргументом в пользу метода. Участники не нашли значимых различий между классическим напитком и версией на воде комнатной температуры с ультразвуком. Большинство не смогло надежно отличить один вариант от другого, явного предпочтения тоже не возникло.
С фильтр-кофе картина вышла еще интереснее. Ультразвуковая версия понравилась участникам больше обычной. Особенно заметной оказалась оценка горечи: кофе, приготовленный с ультразвуком, воспринимался приятнее. Для исследователей это важный результат, потому что технология не просто ускорила процесс, а в некоторых вариантах улучшила вкус.
Домашняя кофемашина с ультразвуком теоретически возможна, но главный коммерческий интерес ученые видят не в кухонной технике. Куда важнее промышленное производство напитков на основе кофе. Заводам, которые выпускают холодный кофе в бутылках, кофейные концентраты и молочные кофейные напитки, нужно быстро получать большие объемы стабильного экстракта. Там экономия энергии и времени особенно заметна.
Концентрированный кофе можно использовать сразу при производстве готовых напитков или перевозить как основу, а затем разбавлять водой, молоком или другими компонентами. Если технологию удастся масштабировать, производители смогут быстрее получать экстракт крепости эспрессо без постоянного нагрева воды. Для промышленной линии снижение энергопотребления до 75% превращается не в приятную лабораторную цифру, а в прямую экономию на каждом цикле производства.
Исследователи считают, что систему можно довести до автоматической кофемашины и масштабировать для предприятий. Следующий практический вопрос - не только вкус, а надежность работы в потоке: стабильность экстракта, срок службы ультразвуковых элементов, санитарные требования и стоимость оборудования. Лабораторный результат уже показал главное: крепкий кофе не обязательно начинать с горячей воды.
Вкусный эспрессо невозможен без трех вещей: мелкого помола, давления и горячей воды. Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее показали, что один пункт из этой связки можно убрать. Они приготовили кофе крепости эспрессо на воде комнатной температуры, а нагрев заменили ультразвуком .
Команда доктора Франсиско Трухильо из Школы химической инженерии UNSW разработала способ заваривания, при котором высокочастотные звуковые волны помогают воде быстрее вытягивать из молотого кофе ароматические соединения, масла и кофеин. Исследование опубликовано в Journal of Food Engineering. По оценке авторов, отказ от нагрева воды может снизить энергопотребление примерно на 75%.
Ультразвук - это звуковые волны с частотой выше слышимого диапазона. Человек их не слышит, но в жидкости они создают сильные локальные перепады давления. В кофейной системе UNSW эти волны проходят через воду и слой молотых зерен, ускоряя экстракцию - переход вкусовых веществ из кофе в воду.
В обычной кофемашине эспрессо получается так: горячая вода под давлением проходит через плотно утрамбованный кофе в фильтр-корзине. Температура ускоряет растворение нужных соединений, а давление помогает воде пройти через плотный слой помола. В новой системе горячую воду заменяет вода комнатной температуры, а главную работу по ускорению экстракции выполняют ультразвуковые колебания.
В основе установки находится ультразвуковой преобразователь - небольшой металлический элемент, который прижимается к боковой части кофейной корзины. Он создает колебания и заставляет корзину быстро вибрировать . Вибрации проходят через молотый кофе и воду, превращая обычную фильтр-корзину в небольшой ультразвуковой реактор.
Главный физический процесс называется акустической кавитацией. В жидкости быстро появляются и схлопываются микроскопические пузырьки. Когда пузырек схлопывается рядом с частицей кофе, возникает крошечная струя жидкости и локальный удар по поверхности зерна. В результате поверхность частиц повреждается, в ней появляются микротрещины, а вода быстрее добирается до внутренних слоев.
Именно поэтому холодная вода успевает извлечь из кофе то, что обычно требует нагрева. В воду быстрее переходят ароматические соединения, масла и кофеин. На выходе получается концентрированный напиток с плотностью, вкусом и содержанием кофеина, близкими к классическому эспрессо, но без кипятка и с меньшими затратами энергии.
Для Трухильо это не первая работа с ультразвуковым кофе. Ранее его команда запатентовала систему, которая сокращает приготовление колд-брю с 12-24 часов до нескольких минут. Но колд-брю по вкусу и составу отличается от эспрессо: он обычно мягче, менее резкий, более разбавленный и содержит примерно в пять раз меньше кофеина на тот же объем. Новая задача была сложнее: получить именно крепость эспрессо, а не быстрый холодный кофе.
Исследователям пришлось подбирать параметры заваривания. Одним из главных оказался brew ratio - соотношение воды и кофе. Если воды слишком много, напиток получается разбавленным. Если мало, экстракция идет хуже и вкус может стать несбалансированным. Команда также проверяла помол: более мелкие частицы быстрее отдают вещества в воду, потому что у них больше открытая поверхность.
Отдельно ученые настраивали время воздействия ультразвука. Слишком короткая обработка не успевает вытянуть нужную концентрацию. Слишком долгая может изменить вкус и усилить лишнюю горечь. В экспериментах лучший баланс получился в диапазоне от двух с половиной до трех минут.
Чтобы проверить вкус, команда провела слепую дегустацию. Участники не знали, какой кофе пробуют. В тест включили четыре напитка: классический эспрессо, ультразвуковой эспрессо, обычный фильтр-кофе и фильтр-кофе, приготовленный с ультразвуком. Все образцы готовили свежими, охлаждали до одинаковой температуры, подавали в одинаковых кодированных чашках и расставляли в случайном порядке, чтобы убрать предвзятость.
В дегустации участвовали около 100 постоянных любителей кофе. Это были не профессиональные дегустаторы, а обычные потребители, которые пьют кофе хотя бы раз в неделю. Каждый оценивал аромат, вкус, горечь и общее впечатление по девятибалльной шкале.
Результат для эспрессо оказался главным аргументом в пользу метода. Участники не нашли значимых различий между классическим напитком и версией на воде комнатной температуры с ультразвуком. Большинство не смогло надежно отличить один вариант от другого, явного предпочтения тоже не возникло.
С фильтр-кофе картина вышла еще интереснее. Ультразвуковая версия понравилась участникам больше обычной. Особенно заметной оказалась оценка горечи: кофе, приготовленный с ультразвуком, воспринимался приятнее. Для исследователей это важный результат, потому что технология не просто ускорила процесс, а в некоторых вариантах улучшила вкус.
Домашняя кофемашина с ультразвуком теоретически возможна, но главный коммерческий интерес ученые видят не в кухонной технике. Куда важнее промышленное производство напитков на основе кофе. Заводам, которые выпускают холодный кофе в бутылках, кофейные концентраты и молочные кофейные напитки, нужно быстро получать большие объемы стабильного экстракта. Там экономия энергии и времени особенно заметна.
Концентрированный кофе можно использовать сразу при производстве готовых напитков или перевозить как основу, а затем разбавлять водой, молоком или другими компонентами. Если технологию удастся масштабировать, производители смогут быстрее получать экстракт крепости эспрессо без постоянного нагрева воды. Для промышленной линии снижение энергопотребления до 75% превращается не в приятную лабораторную цифру, а в прямую экономию на каждом цикле производства.
Исследователи считают, что систему можно довести до автоматической кофемашины и масштабировать для предприятий. Следующий практический вопрос - не только вкус, а надежность работы в потоке: стабильность экстракта, срок службы ультразвуковых элементов, санитарные требования и стоимость оборудования. Лабораторный результат уже показал главное: крепкий кофе не обязательно начинать с горячей воды.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
