Во время помола кофе происходят те же процессы, что при извержении вулкана — даже возникают похожие электрические разряды. Ученые уже выяснили, как нейтрализовать молнии в кофе и сделать его более насыщенным, а в будущем это, возможно, поможет лучше понять вулканические процессы, оползни и другие стихийные бедствия.
«Электрификация химически сложных материалов (например, продуктов питания или древесины) ставит необычные и сложные вопросы в сфере материаловедения. Кофе является наиболее ярким образцом, поскольку весь измельчается [перед приготовлением], а его химический состав зависит от множества факторов: от места происхождения до технологии обжарки. Эффект особенно выражен при приготовлении эспрессо, для которого зерна должны быть мелко помолоты», — отмечается в статье, опубликованной в журнале Matter.
Заряд статического электричества при помоле кофе возникает из-за разрушения зерен и трения частиц. Чтобы детально разобрать процесс и его причины, ученые изучили множество сортов кофе. Они различались по стране выращивания, методу обработки (натуральный, мытый и без кофеина) и степени обжарки. Также различался размер помола, который задается температурой зерен и расстоянием между жерновами.
Главным открытием стало то, что на уровень электризации кофе, оказывается, влияет вода. Речь идет, во-первых, о влаге, сохранившейся в зернах после обжарки. Благодаря ей светлый кофе электризуется меньше, самый темный — сильнее. Но такой же эффект будет, если спрыснуть кофе перед помолом: частицы не получают электрического заряда.
Однако для кофе, помолотого с добавленной жидкостью, меняется процесс приготовления. Время увеличивается почти на 50% из-за возросшей плотности порошка. Концентрация общего количества растворенных твердых веществ в чашке эспрессо в итоге составляет 8,9%, а если не добавлять воду на этапе помола — то она ниже, 8,2%. Все это сказывается и на вкусе напитка.
Больше, чем эспрессо
«Можно еще многое узнать о том, как раскалываются зерна кофе, как пересыпаются частицы и как они взаимодействуют с водой. Эти исследования могут дать ответы на вопросы, стоящие в области геофизики: будь то оползни, извержения вулканов или то, как вода просачивается сквозь почву», — говорит доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Джош Мендес из Портлендского государственного университета.
В этом университете создана специальная лаборатория «Катастрофы и кофе». Ее основные задачи — разработка датчиков и лабораторные эксперименты для изучения стихийных бедствий, таких как извержения вулканов, лесные пожары и землетрясения.
Процессы, которые происходят при таких катастрофах, очень похожи на стадии обработки кофе. Так, измельчение камней при камнепаде сравнимо с измельчением зерен, а вода проходит одинаково и через слои почвы — и через молотый кофе. Сейчас сотрудники лаборатории изучают физические явления, связанные с приготовлением кофе пуровер (когда вода проходит через молотый кофе, насыпанный в фильтр для воды), очисткой от углекислого газа во время хранения кофе и традиционными методами помола, используемыми в регионе Ла-Уастека в Мексике.
Что происходит с точки зрения физики, когда мы несем чашку с кофе