Efeito oculto da temperatura – Barista Hustle

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A temperatura da infusão afeta a vazão do café expresso de maneiras inesperadas, graças aos gases dissolvidos.

Na nossa parcela mais recente do curso Advanced Espresso, discutimos uma descoberta surpreendente na literatura científica: que o aumento da temperatura da fermentação faz com que as doses de café expresso sejam mais lentas. Partimos para testar isso por nós mesmos e descobrimos que a verdade é mais sutil: acontece que a mudança de temperatura tem um efeito diferente na taxa de fluxo, dependendo da parte da cena que você está olhando.

De fato, se você aumentar a temperatura da infusão, a primeira parte da foto será executada mais lentamente, mas a última parte será executada mais rapidamente. Isso significa que, em nosso experimento, o tempo total de gravação foi praticamente o mesmo, mas implica que você pode obter resultados diferentes, dependendo da proporção de distribuição escolhida.

Esse efeito é maior no café mais fresco e no café torrado mais escuro, o que nos leva a suspeitar que o efeito é causado por gases dissolvidos no café. Uma possibilidade é que, em altas temperaturas, mais bolhas se formem no disco durante a parte inicial do tiro. De alguma forma, isso leva a uma menor resistência ao fluxo, ou mais canalizações, durante a parte posterior do disparo.

fundo

Primeiro, vamos examinar as evidências publicadas existentes: Trabalhos científicos sobre o assunto tendem a mencionar que temperaturas mais altas levam a taxas de fluxo mais baixas. Esse resultado contra-intuitivo foi relatado pela primeira vez por Marino Petracco (2005), que mostraram uma grande diferença na taxa de fluxo ao fabricar cerveja a 4 ° C em comparação a 90 ° C.

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 1Caudais de café expresso fabricados a 4 ° C e 90 ° C. Adaptado de: A. Illy e R. Viani (Eds), café expresso: The Science of Quality, p268.

Esse efeito no fluxo é facilmente perceptível quando a temperatura cai de 90 ° C para 70 ° C, mas também afeta as tomadas sob condições realísticas de fermentação, afirma Petracco. “O efeito é mais leve, porém significativo, a temperaturas próximas ao valor ideal”. No entanto, o artigo que ele cita (S. Andueza et al., 2001) parece não apoiar esta reivindicação.

Enquanto isso, os resultados de experimentos de baristas sob condições realistas de fabricação de cerveja são contraditórios. Enquanto um experimento Monika Fekete apoiou a ideia de que a temperatura poderia afetar o fluxo dentro de uma faixa de temperatura relevante (90–95 ° C), outro conjunto de experimentos por Andre Eiermann, campeão suíço de baristas de 2017, descobriu que não havia efeito no tempo de disparo entre 90 e 98 ° C. A experiência anedótica de Baristas parece variar, sugerindo que o efeito pode ser contraditório para diferentes cafés ou equipamentos diferentes.

Para verificar por nós mesmos o que estava acontecendo e descobrir por que pessoas diferentes obtiveram resultados diferentes, montamos um experimento próprio.

Os resultados

Fizemos fotos de três cafés – um a três meses sem assar, um assado fresco e mais escuro, tomando o cuidado de controlar fatores como a temperatura do moedor (detalhes experimentais completos estão abaixo). Descobrimos que o tempo de injeção não mudou em geral com a temperatura em nenhum dos três cafés.

No entanto, vimos uma diminuição significativa no tempo que levou para os últimos 20 g saírem, o que significa que a injeção é executada mais rapidamente no final – esse efeito foi maior no café fresco e o maior de todos em um assado mais escuro.

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 2O efeito da temperatura no tempo necessário para dispensar os últimos 20 g de cada injeção. A última parte do disparo é executada mais rapidamente em temperaturas mais altas. A diferença é maior para o assado mais fresco e maior de tudo para o assado escuro.

No café torrado mais fresco, também observamos um pequeno aumento no tempo necessário para os primeiros 20 g chegarem ao copo – demorou em média cerca de 1 segundo a 95 ° C do que a 80 ° C no café torrado na hora.

Por outro lado, no café que estava a 3 meses de torrefação, a primeira parte da injeção não diminuiu visivelmente, e o aumento no fluxo no final foi menor – o que sugere que os gases dissolvidos poderiam ter um papel nesse efeito. .

Como podemos explicar isso?

Uma possibilidade é que esse comportamento seja causado por gases no leito do café. Gases como o CO2 desempenham um papel importante na extração de café expresso. Os gases de torrefação presos nos grãos de café são liberados em contato com a água. Alguns gases se dissolvem na água, mas outros podem criar bolhas que aumentam a resistência ao fluxo da água.

Em temperaturas mais altas, os gases são menos solúveis na água. É provável que isso signifique a temperaturas mais altas, mais bolhas se formam, o que aumentaria a resistência no leito. Isso poderia explicar por que a primeira parte do disparo fica mais lenta, enquanto as bolhas estão sendo liberadas. Depois que as bolhas são empurradas para fora do disco, ou água suficiente é bombeada para dissolver o gás restante, esse efeito para e o fluxo aumenta novamente.

No entanto, isso não explica por que a segunda metade do fluxo fica mais rápida, em vez de apenas reverter para o mesmo nível. Parece mais provável que isso se deva ao aumento da canalização em temperaturas mais altas – ou porque a extração mais alta a temperaturas mais altas significa que o disco está começando a quebrar mais rapidamente, ou talvez porque a formação de bolhas interrompa o disco de alguma maneira.

O fato de que o aumento do fluxo no final é Maior no café torrado, mais fresco e mais escuro, no entanto, sugere que isso também é causado pelos gases dissolvidos – e que as bolhas estão de alguma forma causando a formação de canais posteriormente na extração. As bolhas podem estar atrapalhando fisicamente o disco em uma escala muito pequena, mas parece mais provável que eles estejam deixando pequenas manchas secas. Como o café seco é hidrofóbico, a água fluirá ao redor dessas manchas secas, e não através delas, levando à canalização.

Outra possibilidade é que o fluxo lento no início dê mais tempo ao leito para se molhar completamente antes do fluxo total começar, e isso reduz a migração de finos – de maneira semelhante à forma como uma pré-infusão a baixa pressão permite a parte posterior de uma injeção. fluir mais rapidamente.

Existe uma aplicação prática?

Esses efeitos na taxa de fluxo são bem pequenos para o tipo de temperatura com a qual você provavelmente estará produzindo, portanto, na maioria das vezes, ele não desempenhará um papel importante no seu café expresso. Com base em nossas experiências, o maior efeito que você espera ver com um aumento de temperatura de 1 ° C seria fazer com que a segunda metade do seu disparo flua apenas um décimo de segundo mais rápido.

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Mesmo se você fizer uma mudança bastante grande na temperatura da infusão, os outros efeitos da temperatura na fabricação de cerveja terão um efeito muito maior que o fluxo. No entanto, esse resultado nos diz algo interessante sobre o papel que os gases desempenham na extração de café expresso. Isso pode ser parte da razão pela qual “Florescendo” no café tem um efeito tão alto na extração – dar tempo para que os gases se dissolvam ou escapem remove bolhas e torna a pré-infusão mais eficaz.

O experimento

Para aqueles que desejam os detalhes experimentais completos e uma discussão mais detalhada de alguns dos resultados, continue lendo!

Protocolo

Tiramos fotos nessas experiências em uma proporção fixa com uma dose de 18 g, um rendimento de 40 g e usamos temperaturas variando de 80 a 95 ° C. Medimos o tempo total da foto e o tempo necessário para atingir 20 gramas no copo. Para evitar que os resultados sejam afetados pelo aquecimento do moedor, randomizamos a temperatura para cada disparo.

Usamos um EK43 em um ambiente fixo de moagem e tiramos as fotos em um La Marzocco Linea Classic, usando a mesma cabeça de grupo todas as vezes. Ao alterar a temperatura, depois que a temperatura da caldeira se estabilizou, limpamos o grupo completamente e, em seguida, passamos 10 minutos para permitir que a temperatura do grupo se equilibrasse. O grupo também foi purgado com um volume fixo de água imediatamente antes de preparar cada injeção para trazer todas as peças à temperatura operacional.

Resultados

Começamos testando dois cafés: um com três meses de folga e outro com três dias de folga. Fizemos fotos com uma receita fixa com 3 cafés diferentes e medimos o tempo necessário para atingir 20 ge 40 g no copo. Como no experimento de Eiermann, não encontramos diferença significativa no tempo total de disparo ou no tempo necessário para atingir 20 g.

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 3O efeito da temperatura no tempo necessário para atingir 20 e 40 g de rendimento. A temperatura da fermentação não teve efeito geral no tempo de disparo.

No entanto, percebemos algo incomum. Embora o tempo de disparo não tenha mudado de maneira geral, o tempo que levou para subir de 20 a 40 g pareceu diminuir à medida que a temperatura subia. A diferença entre 80 ° C e 95 ° C foi estatisticamente significante (teste T, p <0,05) para ambas as torradas, embora a diferença pareça ser maior para o café torrado fresco.

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 4O efeito da temperatura no tempo necessário para dispensar os últimos 20 g de cada injeção. Temperaturas mais altas fazem com que a última metade da foto seja executada mais rapidamente.

Também observamos um pequeno aumento no tempo necessário para atingir 20 g no café fresco – cerca de 1 segundo em média entre 80 ° C e 95 ° C. Como esse efeito é bastante pequeno, porém, a variação aleatória no tempo de injeção dificulta a visualize o efeito. A primeira parte do disparo é responsável por grande parte da variação no tempo do disparo, portanto, as alterações no tempo geral do disparo podem obscurecer a diferença em quanto tempo leva para atingir 20 g. Essa variação também significa que os resultados não são estatisticamente significativos por si mesmos.

A maneira mais fácil de ver o que está acontecendo nesta parte do disparo é ver a rapidez com que a primeira parte do disparo é executada, em relação ao tempo total do disparo – em outras palavras, a razão entre o tempo necessário para atingir 20 ge o tempo necessário para atingir 40 g.

Vimos que essa proporção aumentou com a temperatura. Em outras palavras, independentemente do tempo real da tomada, as temperaturas mais altas pareciam desacelerar a primeira parte da tomada em comparação com a segunda.

Novamente, a diferença entre 80 ° C e 95 ° C foi estatisticamente significante (teste T, p <0,05) para ambos os torrefatos, e a diferença pareceu ser maior para o café torrado fresco.

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 5O efeito da temperatura na proporção do tempo total de disparo necessário para dispensar os primeiros 20 g de cada disparo. Temperaturas mais altas fazem com que a primeira parte do disparo seja executada mais lentamente, quando comparado ao tempo geral do disparo.

Para confirmar que esse efeito se mantinha em uma faixa de temperatura mais ampla, fizemos algumas fotos extras a 60 ° C e descobrimos que a tendência continuava.

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 6O efeito de uma mudança de temperatura maior: a linha vermelha mostra o tempo total necessário para dispensar os últimos 20 g (eixo esquerdo) e a linha azul mostra a proporção de tempo necessário para dispensar os primeiros 20 g de cada disparo (no eixo da mão direita). A tendência de mais lenta no início, mais rápida no final continua até uma temperatura de fermentação de 60 ° C.

Nesse momento, suspeitávamos que o efeito estivesse relacionado a gases dissolvidos, por isso repetimos o experimento com um café torrado mais escuro que continha mais gás – uma mistura de café expresso contendo 25% de Robusta, 4 dias de folga.

Este café mostrou o que estava acontecendo com mais clareza: o tempo total de injeção não mudou entre 80 e 95 ° C (29,8 s vs 29,5 s), mas as tomadas demoraram cerca de 1 segundo para atingir 20 g em média (23,4 s 22,3 s), embora isso também não tenha sido estatisticamente significativo.

A proporção de tempo necessária para atingir 20 g aumentou de maneira semelhante ao café torrado fresco, e os últimos 20 g fluíram muito mais rapidamente (7,5 s vs 6,1 s) – um efeito ainda maior do que vimos com a torrefação fresca. Esses resultados foram estatisticamente muito significativos (p <0,005).

Efeito oculto da temperatura - Barista Hustle 7O efeito da temperatura em um assado mais escuro: as caixas vermelhas mostram o tempo necessário para dispensar os últimos 20 g (eixo esquerdo) e as caixas azuis mostram a proporção de tempo necessário para dispensar os primeiros 20 g de cada tiro (à direita eixo manual). Em temperaturas mais altas, a primeira parte da foto (azul) corre mais lentamente, em relação ao tempo geral da foto. A segunda parte do tiro (vermelho) corre mais rapidamente.

Isso confirmou que, em temperaturas mais altas, a primeira parte do disparo está sendo mais lenta, enquanto a segunda parte do disparo acelera. Esses efeitos são maiores do que no café antigo e a velocidade no final é maior que no café torrado fresco, mas mais leve. Isso é consistente com a teoria de que gases dissolvidos estão desempenhando um papel nesse efeito.

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