Káva – pre niekoho ranný rituál, pre iného životná nevyhnutnosť. No za týmto každodenným pôžitkom sa skrýva komplikovaná alchýmia chutí, vôní… a najnovšie aj fyzikálnych javov. Vedci z Univerzity v Pensylvánii sa rozhodli vyriešiť problém, ktorý trápi nielen milovníkov kávy, ale aj planétu: ako získať z rovnakého množstva kávových zrniek čo najviac chuti.
Menej kávy, rovnaká sila
Dôvod je prostý. Produkcia kávy čelí čoraz väčším výzvam – od meniacej sa klímy až po rastúce ceny a náročnosť pestovania. A tak sa skupina fyzikov a odborníkov na dynamiku tekutín pustila do zdanlivo banálnej otázky: Dá sa z rovnakého množstva mletej kávy vyťažiť viac? Odpoveď znie áno – stačí naliať vodu správne.
Výskumný tím pod vedením Dr. Arnolda Mathijssena sa zameral na metódu pour-over, teda ručné zalievanie kávy cez kužeľovitý filter. Práve pri nej zohráva fyzika kľúčovú úlohu.
Zázračný trik – výška a konzistentnosť
Základný princíp je prekvapivo jednoduchý. Čím vyššie a pomalšie vodu nalejete, tým lepšie. Ale, ako už býva zvykom, aj tu je zopár háčikov. „Keď lejete vodu z výšky, zvyšujete energiu. Tá spôsobí, že sa namletá káva začne pohybovať, vytvára vírenie a dokonca malé ‚lavíny‘ častíc, ktoré zlepšujú kontakt medzi vodou a kávou,“ vysvetľuje Mathijssen. Vďaka tomu sa z rovnakého množstva mletej kávy extrahuje viac chutných látok. Avšak, ak lejete vodu príliš pomaly, káva sa neusadí rovnomerne a výťažnosť sa zníži. A ak lejete príliš vysoko, prúd vody sa rozpadne na kvapky, čím sa naruší žiadaný efekt. Ideálne je nájsť zlatý stred, teda pomalý a súvislý prúd z výšky približne 30 až 50 centimetrov, najlepšie z kanvice s úzkym hrdlom.
Experimenty ako z kuchynského sci-fi
Aby vedci presne zistili, čo sa v kávovom filtri deje, vytvorili špeciálny experiment. Použili priehľadné častice podobné mletej káve, laserové osvetlenie a vysokorýchlostnú kameru. Sledovali, ako voda naráža na „ložisko“ častíc a vytvára zložité prúdenia. Následne overili výsledky aj so skutočnou kávou a potvrdili, že stačí o 10 percent menej kávy a nápoj bude rovnako silný a chuťovo plný.
Kuchyňa ako laboratórium Tento výskum vznikol ako vedľajší projekt počas pandémie, keď sa tím nemohol venovať bežnej práci v laboratóriu. Z obyčajného experimentu pri kávovare sa však zrodil vedecký článok publikovaný v prestížnom časopise Physics of Fluids. Teraz je tento „objav“ dostupný pre všetkých, ktorí majú chuť experimentovať.