لایهبندی — بستر قهوه (The Coffee Bed)
شناوری (Buoyancy)
علم پشت پدیدهی شناوری پودر قهوه تنها تا حدی شناخته شده است. بخش شناختهشدهی آن این است که پس از اضافه شدن آب به پودر قهوه، گازهای ناشی از برشتهکاری که درون آنها به دام افتادهاند — که عمدتاً دیاکسید کربن (CO₂) هستند — باعث میشوند پودرها شناورتر شوند.
با رها شدن این گاز، شناوری کاهش مییابد و همهی ذرات قهوه حدود ۱۰ دقیقه بعد به ته ظرف فرو میروند (Booth و همکاران، ۲۰۱۳).
برشتهکاریهای تیرهتر (Dark Roasts) باعث تشکیل لایهی سطحی ضخیمتر و ماندگارتر در دمآوری غوطهوری میشوند، احتمالاً به این دلیل که مقدار CO₂ بیشتری در خود نگه میدارند.
اگر پودر قهوه و آب داغ را در روش غوطهوری ساکن (Static Immersion – بدون همزدن) با هم ترکیب کنید، چه لایهی سطحی شکسته شده باشد یا نه، در نهایت تمام پودرها به کف ظرف مینشینند و چیزی به نام بستر فشرده (Compact Bed) شکل میگیرد.
بستر فشرده همچنین در دمآوریهای غوطهوری و پرکولیشن (percolation) شکل میگیرد، اما در روش غوطهوری ساکن این اتفاق کندتر رخ میدهد، چون نیروی شناوری آب روی هر ذره بیشتر از نیروی گرانش است. زمانی که هر ذره به اندازهی کافی از آب اشباع شود، این اثر معکوس میشود و ذره فرو مینشیند.
تفاوت در دمآوری پرکولیشن (Percolation) و غوطهوری
در روش پرکولیشن، مانند دستگاههای دمآوری صنعتی بزرگ، بستر فشرده خیلی سریعتر شکل میگیرد چون جریان آب به سمت پایین، از طریق فیلتر زیر بستر قهوه عبور میکند. این جریان رو به پایین همراه با نیروی گرانش، باعث میشود ذرات خیلی سریعتر به ته بنشینند.
اما در دمآوریهای غوطهوری مانند فرنچپرس یا کاسه کاپینگ، آب جایی برای فرار ندارد؛ بنابراین بستر قهوه مثل ماسههای کف دریا رفتار میکند — بهآرامی شکل گرفته و به صورت یک بستر فشردهی یکنواخت در میآید.
بستر سیالشده (Fluidised Bed)
بستر سیالشده ترکیبی است از ذرات جامد و یک مایع (یا گاز) که حرکت مایع باعث میشود ذرات در حالت معلق باقی بمانند، بهطوری که کل مخلوط رفتاری شبیه مایع پیدا میکند. یعنی:
بستر میتواند جاری شود
خودش را با شکل ظرف تطبیق میدهد
سطح صاف دارد، مانند یک مایع معمولی
جریانهای داخلی در این بستر باعث میشوند ذرات درون آن جابهجا شوند، درست مثل جریان همرفت (convection) در یک مایع.
برای معلق نگهداشتن ذرات، باید جریان مایع به سمت بالا وجود داشته باشد. این جریان رو به بالا باعث اصطکاک (drag) در برابر ذرات میشود که با سرعت جریان مایع افزایش مییابد.
در دمآوری غوطهوری، این فشار رو به بالا توسط جریان آب کتری که به ته ظرف برخورد کرده و تغییر جهت میدهد، ایجاد میشود. زمانی که سرعت جریان آنقدر زیاد باشد که نیروی کشش (drag) با وزن بستر برابر شود، کل بستر سیالشده میشود (Holdich، ۲۰۰۲).نکته مهم درباره بستر سیالشده:
در بستر سیالشده، اصطکاک مایع با ذرات باعث نیروی کشش رو به بالا (upward drag) میشود. وقتی این نیرو با نیروی وزن برابر شود، بستر سیال میشود.
نکته جالب اینجاست که سیالسازی، تأثیری برعکس شناوری بر آرایش ذرات در بستر قهوه دارد:
در بستر سیالشده، ذرات با اندازههای مختلف تمایل دارند که از هم جدا شوند:
ذرات بزرگتر به پایین میروند
کوچکترین ذرات در بالا جمع میشوند (Zhang و Beeckmans، ۱۹۹۰)
این میتواند توضیح دهد که چرا گاهی بستر قهوهی استفادهشده (spent coffee bed) یک لایهی قابل مشاهدهی گلآلود و مملو از ذرات ریز در سطح خود دارد.
اگر ذرات با اندازههای مختلف پس از سیالسازی دوباره با هم ترکیب نشوند (stirring)، این جداسازی میتواند باعث دمآوری غیر یکنواخت شود.
سایت رسمی باریستا هاسل
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.