Você nos pediu para analisar este tópico: “No café expresso, migração de multas pode não ser tão importante quanto pensávamos.” Aqui está o que encontramos. 

Multas são as menores partículas criadas quando você mói o café. Dependendo de com quem você está falando, elas podem ser definidas como quaisquer partículas com menos de 100 mícrons de diâmetro, ou quaisquer partículas menores que a maior parte das partículas do solo, ou como quaisquer partículas que consistam apenas em fragmentos de células.

No entanto, eles são definidos, multas são extremamente importantes para a extração do café expresso. A extração do café expresso depende de erosão da superfície das partículas (M Petracco, 2005), o que significa a elevada área superficial de multas é essencial para uma boa extração no café expresso.

'Migração de multas'refere-se à ideia de que essas pequenas partículas se movem para baixo através do leito do café - seja durante a preparação de uma dose (que chamarei de 'seca' migração de multas) e também enquanto o tiro está sendo executado ('molhado' migração de multas). A importância de migração de multas pode ser visto em nossa postagem recente sobre o uso de papéis de filtro, onde usar um papel de filtro para evitar multas de alcançar os orifícios da cesta permite extrações muito maiores. Por esta razão, e por causa de um suposto efeito na uniformidade da extração dentro do disco, minimizando migração de multas muitas vezes é visto como desejável.

Seco Migração de multas: Convecção Granular

Quando os baristas se preocupam com migração de multas, normalmente pensamos no que acontece durante a preparação da cena — afinal, essa é a parte que podemos controlar com mais facilidade.

Quando um material granular (seja borra de café, areia ou um saco de nozes) é submetido a tremendo ou vibração, ele começa a se comportar mais como um líquido. O material começará a 'fluir' e apresentará padrões de movimento semelhantes à convecção em um líquido - conhecido como convecção granular ou 'efeito castanha do Brasil'. À medida que as partículas se movem, as partículas menores tendem a afundar, enquanto as partículas maiores “flutuam” para o topo.

Isto sugere que as técnicas de distribuição que envolvem bater ou agitar o leito de café aumentariam o movimento do café. multas para o fundo do disco, forçando o barista a usar uma moagem mais grossa para atingir uma vazão aceitável. No entanto, há poucas evidências de que isso tenha muito efeito.

Parte da razão para isso é que o café moído é carregado com carga estática, criada quando as partículas do café são quebradas. As partículas mais finas tendem a aderir às partículas maiores e, portanto, não são facilmente removidas pela peneiração - mesmo quando se segue uma rigoroso protocolo de peneiramento.

“A peneiração… tem baixa eficiência de separação; isso ocorre porque as partículas de café apresentam forte interpartícula adesão.” (Kuhn et al, 2017)

Um experimento de Café Socrático (2016) compararam o fluxo e a extração em discos com grãos separados em diferentes tamanhos por peneiração. Eles descobriram que colocar partículas finas sobre as maiores ou vice-versa não teve efeito mensurável no fluxo ou na extração, em comparação com as mesmas partículas misturadas. Isto sugere que o rearranjo de diferentes tamanhos de partículas devido ao fluxo de água durante a extração supera qualquer possível efeito da migração de partículas no café seco.

Molhado Migração de multas

Durante um tiro, multas 'migrar' através do disco, levados pelo fluxo da água, até chegarem ao fundo do disco, onde tendem a se acumular e formar uma camada densamente compactada. Esta camada captura ainda mais multas, e se torna uma grande barreira ao fluxo durante os primeiros segundos de extração.

A evidência disso vem da forma como o fluxo através de um leito de café muda ao longo do tempo, conforme mostrado na imagem a seguir de Fasano et al. (2000). Quando a bomba dá partida, o fluxo é inicialmente rápido, mas diminui rapidamente para atingir uma vazão mais baixa (a). Se a bomba for parada e reiniciada, o fluxo continua na taxa mais baixa (b), o que mostra que isso não é devido a compressão do disco. Se, no entanto, a direção da bomba for invertida (c), então o disco mostra o mesmo padrão de fluxo rápido no início, desacelerando rapidamente para uma taxa mais baixa.

“Este efeito pode ser explicado assumindo que as partículas finas podem ser removidas e transportadas pelo fluxo”…

… os autores escrevem. Enquanto o multas vá para a parte inferior do disco, eles começam a obstruir o fluxo. Quando a bomba é invertida, o multas estão agora no 'topo' e assim o fluxo é rápido novamente, até chegarem ao fundo do disco e novamente obstruir o fluxo.

Uma imagem de Fasano et al. (2000)

Um modelo matemático recentemente publicado simulando extração e fluxo, incluindo migração de multas (Ellero e Navarini, 2019) confirma isso, mostrando “concordância notavelmente boa” com resultados experimentais.

Controle Migração de multas

Então, como vimos, disco a preparação não parece ter muito efeito migração de multas. No entanto, existem alguns fatores que podem reduzir migração de multas durante a extração. No extremo, usando um filtro de papel embaixo pode não impedir a migração através do disco, mas parece impedir a formação da camada compacta de multas que limita o fluxo através da cama.

A pré-infusão em máquinas de café expresso também parece limitar migração de multas (Rao). Permitir que a água penetre no leito de café antes pressão da bomba é aplicado faz com que as partículas maiores inchem à medida que ficam saturadas, tornando mais difícil para o multas para passar pelas lacunas entre eles.

Contudo, em ambos os casos, migração de multas ainda ocorre. Tudo o que essas técnicas estão fazendo é limitá-lo de alguma forma, para nos permitir uma moagem mais fina. O ponto chave é que multas, e umida migração de multas, são muito importantes para o fluxo e a extração - então não se preocupe com a seca migração de multas. Como O próprio Matt disse: “Pare de se preocupar… Se você quiser evitar migração de multas então você provavelmente não deveria bombear água pelos moinhos:”

Referências

M Ellero e L Navarini, 2019. Modelagem mesoscópica e simulação da extração de café expresso. Revista de Engenharia de Alimentos doi: 10.1016/j.jfoodeng.2019.05.038

A Fasano, F Talamucci e M Petracco, (2000). O problema do café expresso. In: Modelagem e Simulação em Ciência, Engenharia e Tecnologia, pp 241–280. doi:10.1007/978-1-4612-1348-2_8

M Kuhn, S Lang, F Bezold, M Minceva e H Briesen, 2017. Extração de cafeína e trigonelina resolvida no tempo de café expresso finamente moído com tamanhos de partículas e pressões de compactação variados. Revista de Engenharia de Alimentos doi:10.1016/j.jfoodeng.2017.03.002

M Petracco, 2005. Percolação. In: A Illy e R Viana (Eds), Café Espresso: A Ciência da Qualidade, segunda edição (pp 259-287)

M Petracco, M., Liverani, FS, 1993. Dinâmica de percolação de fluidos através de um leito de partículas sujeito à evolução físico-química e sua modelização matemática. In: ASIC (Ed.), 15ª Conferência Internacional sobre Ciência do Café, pp.

Café Socrático, 2016. Explorando o impacto das partículas na extração de café expresso (postagem no blog). Disponível online em http://socraticcoffee.com/2016/06/exploring-the-impact-of-particles-on-espresso-extraction/