El poder de la cafetera de doble pared

Cuando preparamos café de filtro, nuestra preferencia en BH es usar conos de filtro que pierdan el menor calor posible. En la mayoría de los casos, eso significa el plástico es lo mejor - pero el plastico viene con otras desventajas. Los plásticos como el policarbonato pueden absorber compuestos aromáticos (van Willige y otros 2010), afectando potencialmente de forma mínima el sabor del café. Además, la superficie de el plastico los conos pueden degradarse con el tiempo, creando diminutos hoyos o grietas que podrían albergar sabores a café rancio (esta es precisamente la razón por la que usamos HDPE inerte para nuestros tazones de cata).

El vidrio, por otro lado, es relativamente inerte y mantiene su superficie lisa siempre que no esté astillado o rayado. Esta es la razón por la que el vidrio se usa para equipos de laboratorio y también lo convierte en una buena opción para equipos de café. Las únicas desventajas son que es relativamente frágil y que es menos bueno para mantener el calor en la infusión.

Tornado Brewista, una cafetera de vidrio de doble pared

Los diseños de doble pared prometen superar el segundo problema, utilizando el poder aislante del aire. El aire es un excelente aislante, solo piense en la forma en que funciona el doble acristalamiento. Pero, ¿un diseño de doble pared hace la diferencia suficiente para superar las desventajas naturales del vidrio? Probamos el Tornado, una nueva cervecera de vidrio de doble pared de Brewista, y para nuestra sorpresa, descubrimos que supera enormemente a nuestra acrílico el plastico V60 para mantener el calor dentro de la infusión.

El protocolo

Los diseños de doble pared han estado en el mercado durante algunos años, pero el nuevo diseño de Brewista lleva la idea un paso más allá al crear una pared doble completamente sellada por primera vez. El Tornado es muy similar en forma y tamaño a un Hario V60 02, así que realizamos una comparación entre el Tornado y el clásico V60, en porcelana y el plastico.

Para saber cuánto calor extrae cada cono del agua, instalamos un termopar con la sonda en el medio del orificio de salida de la cafetera. Sellamos la base del cono para evitar que el agua fluyera, vertimos 200 ml de agua a 90 ° C y registramos cómo cambiaba la temperatura con el tiempo. 

Comenzamos el experimento con el cono a temperatura ambiente cada vez, pero luego también verificamos el efecto de precalentar el cono con diferentes cantidades de agua: vertiendo agua hirviendo a través del cono para precalentarlo como lo haría antes de comenzar una infusión, antes de sellar inmediatamente. el cono y comenzando el experimento. Realizamos cada experimento por triplicado.

Opciones de materiales

Inmediatamente quedó claro que la porcelana estaba extrayendo mucho calor del agua de preparación. En el momento de la primera medición, 30 segundos después, la temperatura del agua había bajado la friolera de 20 grados. los el plastico cervecero, mientras tanto, estaba absorbiendo mucho menos calor, que es lo que esperaríamos ver como el plastico es sobre 20 veces menos conductivo que la porcelana. La sorpresa, sin embargo, fue que la cervecera de vidrio de doble pared estaba funcionando aún mejor, a pesar del hecho de que el vidrio es más conductor y tiene una mayor capacidad calorífica, el aislamiento adicional proporcionado por la pared doble evitó que el calor escapase del agua de preparación desde el comienzo de la preparación.

Cambios de temperatura en los tres tipos de cono de filtro a lo largo del tiempo. La lectura en el tiempo 0 es la temperatura del agua inmediatamente antes de verterla en el cono. El vidrio de doble pared es más eficaz para mantener el calor adentro.

Después de la rápida caída inicial de temperatura, la tasa de pérdida de temperatura disminuyó significativamente para los tres tipos. Al final del experimento, la tasa de cambio de temperatura fue muy similar entre los tres tipos de cerveceros. Suponemos que la caída inicial de temperatura es el resultado de que el cono mismo absorbe el calor. La caída más lenta de temperatura más adelante en el experimento representa la pérdida de calor por evaporación y desde la superficie exterior de la cafetera.

Normalmente, la tasa de pérdida de calor es proporcional a la diferencia de temperatura, por lo que una cafetera más fría debería perder calor con menos rapidez. En la última parte del experimento, la temperatura era considerablemente más baja dentro del cono de porcelana, pero el cono seguía perdiendo calor a un ritmo similar al de los otros cerveceros. No solo absorbe más calor inicialmente, sino que también es más efectivo para transportar ese calor a la atmósfera.

La tasa de pérdida de calor en los tres tipos de cono de filtro. Los tres tipos de cono absorben el calor del agua más rápidamente en el primer minuto. Una vez que los conos están calientes, la tasa de pérdida de calor disminuye.

Precalentar es hacer trampa

Para superar la tendencia de la porcelana a sacar calor del agua de preparación, la mayoría de los baristas precalientan ligeramente el cono vertiendo agua caliente sobre él antes de preparar la infusión. Para comprobar la efectividad de esto, probamos precalentar el cono con 200, 500 y 800 ml de agua hirviendo. Incluso con el precalentamiento más pequeño de 200 ml, el cono probablemente esté más caliente de lo que estaría en una situación práctica típica. Los baristas rara vez usan tanta agua para precalentar, y luego, después de calentar, el cono tendría un breve momento para enfriarse mientras se coloca el café en el cono y se hacen los demás preparativos finales.

El precalentamiento redujo la pérdida de temperatura en el cono de porcelana. Tiene el efecto más fuerte al comienzo de la preparación, lo que indica que el precalentamiento del cono reduce la cantidad de calor absorbido por el cono en sí, pero no evita la posterior pérdida de calor a la atmósfera.

El efecto del precalentamiento del cono del filtro sobre la pérdida de calor. El uso de un mayor volumen de agua para precalentar el recipiente reduce progresivamente la cantidad de calor que se pierde en la cafetera.

Sin embargo, el precalentamiento tuvo poco o ningún efecto sobre la pérdida de calor en las otras dos cerveceras. Esto sugiere que el el plastico y los cerveceros de vidrio de doble pared absorben mucho menos calor del agua o lo absorben más lentamente en la etapa de precalentamiento.

Aunque el precalentamiento del cono de porcelana reduce la cantidad de calor perdido, todavía no es tan eficaz como los otros materiales para mantener el calor adentro. Se necesitan más de 800 ml de agua de precalentamiento para hacer el cono de porcelana por poco tan eficaz como los otros dos cerveceros. No hace falta decir que tirar 800 ml de agua hirviendo es un gran desperdicio: la energía utilizada para calentar el agua constituye, con mucho, la mayor parte de la huella de carbono de una taza de café.

El efecto del precalentamiento en la tasa general de pérdida de calor. Precalentar el cono de porcelana reduce la pérdida de calor, pero se necesitarían más de 800 ml de agua hirviendo para que el cono de porcelana sea tan efectivo como el el plastico o conos de vidrio de doble pared.

Haciendo capas

Cuando se trata del debate entre plástico vs vidrio vs cerámica, el plastico siempre se espera que sea la opción más estable. Entonces, ¿por qué son tan efectivos los conos de vidrio de doble pared? La razón principal es que el aire es un aislante tan eficaz: la conductividad térmica del aire es de aproximadamente 0,02 W / mK, en comparación con 0,2 W / mK para acrílico o plásticos de policarbonato, y alrededor de 1 W / mK para vidrio. Esto explica la eficacia de las copas de poliestireno con doble acristalamiento, y explica por qué le dicen que debe ponerse la ropa en capas cuando hace frío. Un espacio de aire evita que el calor llegue a la atmósfera.

Los resultados también sugieren que en el caso de la cafetera de vidrio de doble pared, el cono en sí tampoco absorbe tanto calor. El vidrio es más conductor que el plastico, y el mayor peso de un cono de vidrio significa que normalmente tiene un mayor capacidad calorífica que un el plastico uno. Sin embargo, en el caso del cono de doble pared, es posible que la parte del vidrio en contacto con el agua sea solo una pequeña parte del peso total del cono. Una pared interior delgada ayudaría al cono a absorber menos calor del agua y aprovechar al máximo la capa aislante de aire.

Estos resultados no significan que una pared doble el plastico el cono no sería más efectivo aún, pero dada la efectividad del Tornado para mantener el calor, la diferencia podría ser bastante pequeña. Dadas las otras desventajas que el plastico tiene, tal vez el vidrio sea la opción inteligente después de todo.