A resposta curta é não. O fluxo e a pressão estão ligados, portanto, sendo todas as outras coisas iguais, aumentar a pressão aumentará o fluxo para fora de um restritor. No entanto, a física em torno do fluxo é complicada, especialmente quando você começa a considerar um café disco.

Primeiro, precisamos entender o que faz um restritor de fluxo. Um restritor de fluxo é uma seção de tubo com diâmetro muito pequeno (normalmente 0,8 mm), colocado em algum lugar entre a bomba e o grupo em uma máquina de café expresso. Parece uma porca cega com um furo. O pequeno diâmetro de um restritor de fluxo limita o fluxo, o que aumenta o tempo necessário para molhar o disco e preencha o espaço acima do disco (espaço livre), criando uma pequena janela de baixa pressão pré-infusão.

Primeiro, vamos dar uma olhada em um esquema simplificado do caminho que a água percorre para chegar ao café:

A água que entra na máquina é pressurizada pela bomba, forçando-a para dentro dos tubos que ligam a bomba ao restritor de fluxo. O manômetro geralmente é conectado às tubulações aqui, o que significa que ele mede a pressão na bomba, em vez da pressão na cafeteira. disco em si. O restritor de fluxo fica entre a bomba e a cabeça do grupo, geralmente bem próximo do próprio grupo. Na cabeceira do grupo a água deve fluir por pequenos furos no bloco de dispersão e na tela do chuveiro, passar pela espaço livre entre a tela e o discoe, finalmente, através do disco em si.

Consideremos o caso em que a bomba está ligada, mas não há café no grupo. A pressão faz com que a água flua através dos tubos em direção ao restritor, aumentando a pressão na tubulação até atingir o valor definido pressão da bomba. A jusante do restritor, a água pode fluir facilmente através da cabeça do grupo. Isto significa que a pressão não pode aumentar no grupo, por isso podemos efetivamente ignorar o que acontece aqui neste caso. Em vez disso, o fluxo em todo o sistema é determinado pelo fluxo através do restritor. (Estamos ignorando o pequeno detalhe resistência criado pelos próprios tubos neste caso)

O restritor em si é um pequeno tubo, o que significa que podemos considerar que o fluxo de água através dele é laminar. Isto significa que a água moléculas passe por ele em linhas retas, em vez de criar redemoinhos que interfiram no fluxo. No fluxo laminar, a taxa de fluxo é diretamente proporcional ao gradiente de pressão, o que significa que se você dobrar o pressão da bomba, você dobra a taxa de fluxo. Então podemos ver claramente que o restritor não dá um fluxo constante, mas ainda varia com o pressão da bomba.

O fluxo turbulento ocorre quando a água passa por uma abertura mais ampla – por exemplo, em uma caldeira de fermentação dedicada. No fluxo turbulento, os redemoinhos interferem mais no fluxo à medida que a pressão aumenta, o que significa que o fluxo só aumenta com a raiz quadrada da pressão. No entanto, um aumento na pressão ainda significa um aumento na vazão.

Depois de levar em consideração disco, as coisas ficam um pouco mais complicadas. Vamos considerar a situação em que o fluxo através do disco é muito lento (próximo de zero). Neste caso, uma vez disco está molhado e o espaço livre estiver cheio, a pressão no grupo aumentará para se tornar mais ou menos igual à pressão na bomba. Como a água passa mais facilmente pelo restritor do que pelo disco, não restringe mais o fluxo, mas em vez disso, o fluxo através de todo o sistema é determinado pela rapidez com que ele se move através do disco. Neste caso, a pressão pode ter efeitos inesperados na vazão, devido ao efeito da pressão no disco em si. O aumento da pressão aumentará o fluxo até certo ponto, mas a alta pressão pode pressionar as partículas de café no disco juntos, eliminando quaisquer lacunas para a água fluir e, assim, realmente reduzir o fluxo. (Rao 2013a)

Uma situação da vida real está em algum lugar entre esses dois cenários. A pressão a montante do restritor será sempre mais ou menos pressão da bomba. A princípio, o disco cria forte resistência ao fluxo de água, permitindo que a pressão aumente a jusante do restritor, criando uma situação semelhante ao segundo cenário acima. À medida que a pressão aumenta no grupo, o fluxo através do disco aumentará até certo ponto e, neste cenário, a vazão é determinada pela composição do disco. Contudo, à medida que os sólidos do café começam a dissolver, o disco começa a quebrar durante o tiro, fornecendo cada vez menos resistência (Rao 2013b). Isto significa que a taxa de fluxo através do disco aumentará ao longo da dose, até se aproximar da mesma taxa que você tem sem nenhum café no grupo. Neste ponto, voltamos ao primeiro cenário acima, onde a vazão é exatamente proporcional à pressão da bomba.

O interessante a notar aqui é que mesmo com constante pressão da bomba, a pressão no disco na verdade está diminuindo ao longo do disparo, mas a taxa de fluxo está aumentando. Esta é uma das razões pelas quais o perfil de fluxo, em oposição ao perfil de pressão, é tão interessante – pode compensar inconsistências no disco, especialmente quando começa a quebrar.

Uma nota técnica final: uma máquina de café expresso que utiliza um trocador de calor para aquecer a água da infusão geralmente terá restritores de fluxo adicionais no circuito de aquecimento. Estes não afetam o fluxo para o grupo quando a bomba está acionada, mas controlam a rapidez com que a água circula através do trocador de calor e, portanto, influenciam a temperatura da infusão.

Referências

S Rao, 2013a. Capítulo 3: Pressão da bomba. In: Extração de Café Expresso: Medição e Domínio

S Rao, 2013b. Capítulo 11: Perfil de Pressão. In: Extração de Café Expresso: Medição e Domínio