Сила пивовара с двойными стенками

Когда мы варим фильтрованный кофе, мы в BH предпочитаем использовать фильтрующие конусы, которые теряют как можно меньше тепла. В большинстве случаев это означает пластик лучше - но пластик имеет и другие недостатки. Пластмассы, такие как поликарбонат, могут впитывать ароматические соединения (ван Виллидж и др., 2010 г.), потенциально влияя на аромат кофе. Более того, поверхность пластик шишки могут со временем разлагаться, создавая мелкие ямки или трещины, в которых может находиться несвежий кофейный аромат (именно поэтому мы используем инертный полиэтилен высокой плотности для изготовления чашек для чашек).

С другой стороны, стекло относительно инертно и сохраняет свою гладкую поверхность до тех пор, пока на нем нет сколов и царапин. Вот почему стекло используется в лабораторном оборудовании, а также делает его хорошим выбором для кофейного оборудования. Единственным недостатком является то, что он относительно хрупкий и хуже сохраняет тепло в пиве.

Brewista Tornado, пивовар из стекла с двойными стенками

Конструкции с двойными стенками обещают преодолеть вторую проблему за счет использования изоляционной способности воздуха. Воздух - отличный изолятор - только подумайте о том, как устроены двойные стеклопакеты. Но имеет ли конструкция с двойными стенками достаточно различий, чтобы преодолеть естественные недостатки стекла? Мы протестировали Торнадо, новый пивоваренный завод с двойными стенками от Brewista, и, к нашему удивлению, обнаружил, что он значительно превосходит наши акрил пластик V60 сохраняет тепло внутри заварки.

Протокол

Конструкции с двойными стенками присутствуют на рынке уже несколько лет, но новый дизайн Brewista продвигает идею дальше, впервые создав полностью герметичные двойные стены. Tornado очень похож по форме и размеру на Hario V60 02, поэтому мы провели сравнение между Tornado и классическим V60, выполненным из фарфора и пластик.

Чтобы узнать, сколько тепла отводит каждый конус из воды, мы установили термопару с зондом в середине выходного отверстия пивоваренного завода. Мы закрыли основание конуса, чтобы вода не вытекла, налили 200 мл воды при 90 ° C и записали, как температура меняется с течением времени. 

Мы начинали эксперимент с рожком при комнатной температуре каждый раз, но затем также проверяли эффект предварительного нагрева рожка с разным количеством воды - заливка кипящей воды через рожок для предварительного подогрева, как перед началом заваривания, перед немедленной герметизацией. конус и запускаем эксперимент. Мы проводили каждый эксперимент в трех экземплярах.

Выбор материала

Сразу стало ясно, что фарфор отводит много тепла от воды для заваривания. К моменту первого измерения через 30 секунд температура воды упала на целые 20 градусов. В пластик пивовар, тем временем, поглощал намного меньше тепла, что мы и ожидали увидеть пластик около В 20 раз менее проводящий, чем фарфор. Однако сюрпризом стало то, что стекловар с двойными стенками оказался еще лучше - несмотря на то, что стекло более проводящее и имеет более высокую теплоемкостьдополнительная изоляция, обеспечиваемая двойной стенкой, не позволяла теплу выходить из воды для заваривания с самого начала заваривания.

Температурные изменения в трех типах фильтрующих конусов с течением времени. Показание в момент времени 0 - это температура воды непосредственно перед тем, как вылить ее в конус. Стекло с двойными стенками наиболее эффективно удерживает тепло.

После быстрого начального падения температуры скорость потери температуры значительно снизилась для всех трех типов. К концу эксперимента скорость изменения температуры у пивоваров трех типов была очень похожей. Мы предполагаем, что начальное падение температуры является результатом поглощения тепла самим конусом. Более медленное падение температуры в дальнейшем в эксперименте означает потерю тепла из-за испарения и с внешней поверхности пивоваренного завода.

Обычно скорость потери тепла пропорциональна разнице температур, поэтому более прохладный пивовар должен терять тепло медленнее. В более поздней части эксперимента температура внутри фарфорового конуса была значительно ниже, но конус все еще терял тепло с той же скоростью, что и другие пивовары. Он не только изначально поглощает больше тепла, но и более эффективно отводит это тепло в атмосферу.

Скорость теплопотерь в трех типах фильтрующих конусов. Все три типа конусов быстрее всего поглощают тепло из воды в первую минуту. Когда сами конусы нагреваются, скорость потери тепла замедляется.

Предварительный нагрев - это обман

Чтобы преодолеть тенденцию фарфора отводить тепло от воды для заваривания, большинство бариста предварительно нагревают рожок, обливая его горячей водой перед приготовлением напитка. Чтобы проверить эффективность этого, мы протестировали предварительный нагрев конуса с помощью 200, 500 и 800 мл кипящей воды. Даже при минимальном предварительном нагреве, 200 мл, рожок, вероятно, будет горячее, чем в обычной практической ситуации. Бариста редко используют такое количество воды для предварительного нагрева, а затем после нагрева рожок должен ненадолго остыть, пока в рожок наливают кофе и производятся любые другие финальные приготовления.

Предварительный нагрев уменьшил потерю температуры в фарфоровом конусе. Он имеет самый сильный эффект в начале заваривания, указывая на то, что предварительный нагрев конуса снижает количество тепла, поглощаемого самим конусом, но не предотвращает последующую потерю тепла в атмосферу.

Влияние предварительного нагрева конуса фильтра на теплопотери. Использование большего объема воды для предварительного нагрева емкости постепенно снижает количество тепла, теряемого пивоваром.

Однако предварительный нагрев практически не повлиял на потери тепла в двух других пивоварнях. Это говорит о том, что пластик Стеклянные пивовары с двойными стенками поглощают гораздо меньше тепла из воды или медленнее на стадии предварительного нагрева.

Хотя предварительный нагрев фарфорового конуса действительно снижает количество теряемого тепла, он все еще далеко не так эффективен, как другие материалы для удержания тепла. Для изготовления фарфорового конуса требуется более 800 мл воды для предварительного нагрева. почти так же эффективен, как и два других пивовара. Излишне говорить, что выбрасывание 800 мл кипятка - огромная трата времени: энергия, используемая для нагрева воды, составляет большую часть углеродного следа чашки кофе.

Влияние предварительного нагрева на общую скорость потери тепла. Предварительный нагрев фарфорового конуса снижает потери тепла, но потребуется более 800 мл кипящей воды, чтобы фарфоровый конус стал таким же эффективным, как и пластик или двустенные стеклянные конусы.

Слои вверх

Когда дело доходит до дискуссии между пластик против стекла против керамики, пластик всегда ожидается, что это будет наиболее стабильный выбор. Так почему же стеклянные конусы с двойными стенками так эффективны? Основная причина в том, что воздух является таким эффективным изолятором: теплопроводность воздуха составляет около 0,02 Вт / мК по сравнению с 0,2 Вт / мК для акрил или поликарбонатный пластик, а для стекла - около 1 Вт / мК. Это объясняет эффективность двойного остекления и стаканчиков из полистирола, а также объясняет, почему вам говорят, что в холодную погоду вам нужно «укладывать» одежду. Воздушный зазор предотвращает попадание тепла в атмосферу.

Результаты также предполагают, что в случае пивоваренного завода с двойными стенками сам конус также не поглощает столько тепла. Стекло более проводящее, чем пластик, а больший вес стеклянного конуса означает, что он обычно имеет более высокую теплоемкость чем пластик один. В случае конуса с двойными стенками, однако, возможно, что часть стекла, контактирующая с водой, составляет лишь небольшую часть от общего веса конуса. Тонкая внутренняя стенка поможет конусу поглощать меньше тепла от воды и максимально эффективно использовать изолирующий слой воздуха.

Эти результаты не означают, что двустенный пластик Конус не был бы более эффективным, но, учитывая, насколько эффективно Торнадо удерживает тепло, разница может быть довольно небольшой. Учитывая другие недостатки, которые пластик Возможно, в конце концов, стекло - разумный выбор.