Воронка для кави

Воронка для кави ?!

Все частіше в меню кав'ярень ми бачимо V-60. Хтось вважає цей метод відмінним, а хтось упевнений, що такий спосіб приготування не практичний для кавового закладу. V60, пуровер, Hario - це один і той же метод приготування кави крапельним шляхом.

Чому так багато назв у одного способу?

 V60 - це воронка, яка має v-подібну форму під кутом 60 °.

Пуровер. Ця назва максимально відповідає способу приготування цієї кави - "лити зверху" в перекладі з англійської. Саме наливаючи гарячу воду зверху у воронку з фільтром і кавою, ми отримуємо готову каву.

Hario - назва японської компанії, яка виробляє спеціалізований посуд для приготування кави крапельним шляхом. І хоч основний асортимент компанії це скло, саме керамічна воронка є найвідомішим продуктом.

Елегантну воронку можна знайти зараз практично у всіх кавових закладах.  Цей метод зараз один з найпопулярніших і часто використовується на змаганнях Brewers Cup по всьому світу. Крім кераміки воронку виготовляють з металу, пластику й скла. У цій статті ми детально розберемося, яка підходить саме вам.

Скло, сталь, кераміка?

Є три фактори, які визначають, скільки тепла витратить наша екстракція через воронки:

Теплопровідність - міра того, наскільки швидко матеріал воронки поглинає тепло і розподіляє його в собі;

Питома теплоємність - міра того, скільки теплової енергії потрібно, щоб змінити температуру воронки на один градус;

Тепловіддача з поверхні - міра того, наскільки швидко воронка віддає тепло навколишньому середовищу.

Теплопровідність

Можливо, ви запам'ятали ще зі шкільних уроків фізики, що пластик - це відмінний ізолятор, а метал - відмінний провідник. Скло і кераміка знаходяться приблизно між пластиком і металом. 

Джерело– https://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html

Теплопровідність кераміки у 20-25 разів вище, ніж в акрилі (типового пластика). Це означає, що тепло буде набагато швидше йти з води, з якої ми готуємо каву, в керамічну воронку.

Питома теплоємність

Далі розглянемо, скільки енергії в принципі можуть увібрати в себе воронки з різних матеріалів. Ця величина називається питомою теплоємністю і вимірюється в Дж / (кг · К) - іншими словами, скільки джоулів енергії піде на те, щоб змінити температуру одного кілограма матеріалу на один градус.

Отже, щоб підвищити температуру одного кілограма пластика на один градус, буде потрібно більше енергії, ніж для всіх інших матеріалів. Також врахуємо той факт, що звичайна керамічна воронка важить приблизно в чотири рази більше пластикової воронки, так що щоб підвищити її температуру на один градус, буде потрібно приблизно в 3,5 раза більше тепла, ніж для пластикової воронки.

На цьому моменті помиляються багато бариста: часто можна почути, що вони використовують керамічні воронки «тому, що вони утримують більше тепла». Але насправді в цьому немає нічого хорошого - воронка, в яку «влазить» більше тепла, буде забирати більше тепла з води, з якої ми готуємо каву.

З цієї ж причини керамічна чашка зовсім не "утримує температуру» еспресо, як часто кажуть - якщо ви хоч раз в житті пробували еспресо з паперового стаканчика, то можливо помітили, що він набагато гарячіше, ніж з чашки. А все тому, що скільки завгодно прогріта керамічна чашка дуже швидко забирає з еспресо велику кількість тепла.

Тепловіддача з поверхні

Тепло переходить з воронки в навколишнє середовище двома шляхами - за допомогою конвекції та випромінювання.

Швидкість конвекції залежить від температури поверхні, яка віддає тепло - чим вище температура цієї поверхні в градусах, тим швидше вона буде втрачати тепло. Матеріали з більш високою теплопровідністю будуть швидше розподіляти тепло всередині себе, і в результаті це тепло швидше дійде до поверхні - зони контакту з повітрям.

Як ми вже знаємо, матеріали з більш низькою питомою теплоємністю сильніше розігріваються на одну одиницю тепла; отже, коли тепло доходить до поверхні таких матеріалів, її температура зросте на більшу кількість градусів. В результаті пластик, який має більше низьку теплопровідність і більш високу питому теплоємність, втратить за допомогою конвекції набагато менше теплової енергії, ніж інші матеріали.

Швидкість тепловтрати за допомогою випромінювання залежить не тільки від матеріалу і температури поверхні, але і від його структури (включаючи ступінь отполірованності), так що її складно розрахувати. При однаковій температурі скло, кераміка й пластик будуть випромінювати однакову кількість тепла. Сталь випромінює трохи менше тепла, але це перекриває той факт, що в сталі висока теплопровідність і низька питома теплоємність - а значить, сталева поверхня розігріється набагато швидше. До того ж максимально за допомогою випромінювання може бути втрачено приблизно у два рази менше тепла, ніж за допомогою конвекції.

Що щодо воронок з теплоізоляцією?

Повітря - це набагато більш ефективний ізолятор, ніж усі ці матеріали; його теплопровідність становить приблизно 0,02 Вт / (м · K). Існують воронки, які користуються цією перевагою: воронки з подвійними стінками містять повітря в зазорі між стінок, а відкриті металеві каркасні конструкції зводять до мінімуму площу твердого матеріалу, яка контактує з фільтром, відкриваючи доступ повітрю. До деякої міри такі воронки допомагають зберегти тепло, але їх все одно краще за все було б виготовляти з пластику.

У разі скляних воронок з подвійними стінками, велика маса скла все одно вбере багато тепла, перш ніж в гру вступить повітряний прошарок. Пластик би впорався з цим завданням набагато краще.

У разі металевих каркасних воронок, площа поверхні металу залишається досить великою, так що він все одно вбере якусь кількість тепла з води та розвіє його у навколишньому середовищі. Також до конвекції й випромінювання додасться тепловіддача за допомогою випаровування, яке відбувається на зовнішній поверхні фільтра (там, де фільтр контактує з повітрям), а так величезна кількість тепла йде у навколишнє середовище. Якби такі воронки робили з чогось типу пінополістиролу, вийшло б і дешевше, і ефективніше.

Висновки

Як бачимо, пластикові пуровери перемогли у всіх номінаціях - вони повільніше вбирають тепло з води, з якої ми готуємо каву (менша теплопровідність), вони повільніше розігріваються з поглинанням тепла (висока питома теплоємність), а також вони повільніше віддають тепло навколишньому середовищу (низька тепловіддача). Звичайно, якусь роль грає й дизайн воронки - особливо її вага і загальна площа поверхні, - але за будь-яких конструктивних рішень самим логічним матеріалом для виготовлення воронок все одно залишається пластик.

Переклад - В'ячеслав Оверченко. Оригінал - https://baristahustle.com