В нашем последнем опросе BH Facebook Group, вы попросили нас проверить это: «Если поток входит намного быстрее, чем выходит, то у вас есть возможность создать псевдоожиженный слой. Где остается эспрессо? ' Вот что мы узнали… Этот вопрос вытекает из наших сообщений о перемешивание в периодическом пивоварении и турбулентность в эспрессо. В этих постах мы объяснили, почему контролируемое перемешивание полезно при периодическом заваривании, но выяснили, что турбулентный поток в эспрессо может придать эспрессо чрезмерно экстрагированный аромат. В некоторых условиях перемешивание потока воды в заваренном кофе может создать псевдоожиженный слой. В этом посте мы объясним, что это такое и как использовать его в пивоварении.

Что такое псевдоожиженный слой?

Любителям кофе концепция псевдоожиженного слоя больше знакома по обжарке кофе, чем по его завариванию. В этих обжарочных машинах поток горячего воздуха используется для подъема и разделения кофейных зерен, позволяя им циркулировать в воздухе и, таким образом, равномерно обжариваться. Те же принципы могут применяться на определенных этапах заваривания кофе - согласно Руководству по завариванию кофе, в идеальном методе заваривания поток воды будет `` поднимать и отделять '' частицы молотого кофе (Т. Р. Лингл, 1996).

Псевдоожиженный слой состоит из смеси твердых частиц и жидкости (жидкости или газа). Движение жидкости удерживает частицы во взвешенном состоянии таким образом, что вся смесь ведет себя подобно жидкости. Это означает, что весь слой может течь, будет соответствовать форме контейнера, в который он помещен, и будет иметь ровную поверхность, точно так же, как жидкость. Токи внутри слоя позволяют частицам циркулировать в смеси аналогично конвекции. молекулы циркулировать в жидкости.

Для удержания частиц во взвешенном состоянии требуется восходящий поток жидкости в смеси. Восходящий поток создает тащить, тянуть (трение) о частицы, которое увеличивается с увеличением скорости жидкости. Когда скорость потока достаточно высока, чтобы сила сопротивления становилась равной весу слоя, тогда весь слой становится псевдоожиженным (Р.Г. Холдич, 2002 г.).

Псевдоожиженный слой. Трение жидкости о частицы создает восходящий тащить, тянуть сила. Когда эта сила равна силе, направленной вниз от веса, слой становится псевдоожиженным.

Как мы делаем псевдоожиженный слой при пивоварении?

Псевдоожиженный слой требует восходящего потока жидкости для подъема частиц. Хотя мы наливаем воду сверху, если поток достаточно быстрый, он ударится о дно заварочного устройства и повернет вверх, частично разжижая слой кофе. Вы можете увидеть это в действии в этом небольшом тизере из нашего Курс перколяции:

Это видео и еще более 150 других, так же как оно доступно для всех наших Безлимитные клиенты BH вместе с восемью сложными онлайн-сертификатами course и сертификатами.

На начальном этапе заваривания энергичное наливание может создать в потоке достаточно энергии для частичного псевдоожижения слоя кофе, позволяя поднять и отделить частицы и обеспечить их контакт с водой для заваривания.

По мере того, как варка продолжается, большая глубина воды в жидкий навоз гасит поток, затрудняя его попадание на дно пивоварни и, таким образом, создавая восходящие токи, необходимые для псевдоожижения слоя.

В пивоварах периодического действия поток воды для пивоварения распределяется по множеству более мелких форсунок, поэтому маловероятно, что у них будет достаточно воды. кинетическая энергия для псевдоожижения слоя таким образом. Однако некоторые конструкции пивоварен, такие как Bunn Trifecta, впрыскивают воду для заваривания из основания и, таким образом, могут псевдоожижать слой в течение части времени варки. 

Каков эффект псевдоожижения слоя?

Псевдоожиженные слои используются во многих промышленных процессах, потому что твердое вещество и жидкость очень хорошо перемешиваются, обеспечивая эффективную передачу тепла или массы между ними (Р.Г. Холдич, 2002 г.). При заваривании это означает, что растворимый кофе может быть эффективно перенесен в воду для заваривания.

Как вы можете видеть на изображении выше, частицы молотого кофе очень пористые. Поры образуют в частицах глубокие каналы, из которых необходимо будет диффундировать растворимым веществам, чтобы их можно было экстрагировать в напиток. Диффузия, - это медленный процесс, но хорошее перемешивание, обнаруженное в псевдоожиженном слое, поможет ускорить его, отодвинув растворимые вещества от верха пор (Ник Капур, 2019, личное сообщение).

Однако в эспрессо относительно медленный поток воды и ограниченное пространство в плотно уплотненном слое означает, что слой не будет псевдоожижаться. Однако характер экстракции эспрессо, который происходит в основном на поверхности мелких частиц, означает, что в данном случае это не важно.

Поры в жареном кофе обычно имеют диаметр 20-50 нм (S Schenker и другие, 2008), так что 'мелочь'(иногда определяемые как диаметр 50 нм или меньше), которые так важны при экстракции эспрессо, обычно не включают неповрежденные поры. Это означает, что экстракция эспрессо не зависит от этого перемешивания, позволяющего пивоваренной воде проникать в эти поры.

Тем не менее, возможно, объединение аспектов приготовления кофе по-турецки с техникой эспрессо может обеспечить последовательный способ получения полной экстракции (25% +) в будущем за счет полного извлечения более крупных частиц, которые пропускает эспрессо, а также мелочь. Мы представляем себе двухэтапный метод пивоварения, в котором на первом этапе используется псевдоожижение или перемешивание, что позволяет распространение из глубоких пор в более крупных частицах с последующим понижением высокого давления для получения прочности и ощущение во рту эспрессо. Если мы придумаем, как это сделать, мы сообщим вам об этом!

Псевдоожижение слоя имеет еще один эффект, который может сыграть роль в приготовлении кофе. Частицы разного размера в псевдоожиженном слое имеют тенденцию разделяться по размеру: более крупные частицы оседают, а самые мелкие частицы собираются наверху (З Чжан и Дж. М. Бекманс, 1990 г.). Это противоположно «эффекту бразильского ореха», описанному в наш пост о переносе штрафов, и может объяснить, почему на кофейной подушке иногда бывает видимый, мутный слой мелких частиц наверху. Мы могли бы предположить, что там, где это происходит, если частицы разного размера не перемешать вместе, это разделение частиц может привести к менее равномерному завариванию.

Р.Г. Холдич, 2002. Глава 7: Псевдоожижение. В: Основы технологии частиц, стр 68-76. ISBN 0-9543881-0-0. Доступно в Интернете по адресу http://www.particles.org.uk/particle_technology_book/

TR Lingle, 1996. Справочник по варке кофе, второе издание, стр. 29-33.

С. Шенкер, С. Хандшин, Б. Фрей, Р. Перрен и Ф. Эшер, 2008. Структура пор кофейных зерен, подверженных влиянию условий обжарки. Журнал пищевой науки. 65. 452–457. doi: 10.1111 / j.1365-2621.2000.tb16026.x

Z Zhang и JM Beeckmans, 1990. Сегрегация в перемешиваемом псевдоожиженном слое. Канадский журнал химической инженерии, 68 (6), 932–937. DOI: 10.1002 / cjce.5450680606