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O café expresso é preparado pela primeira moagem de grãos de café torrados em grãos. A água quente então abre caminho através de um leito de grãos de café sob alta pressão, e o conteúdo solúvel dos grãos de café se dissolve na água (extração) para produzir o café expresso.
Em 2020, os pesquisadores descobriram que grãos de café moídos mais finos produzem um expresso mais fraco. Esse resultado experimental contra-intuitivo faz sentido se, por algum motivo, existirem regiões dentro do leito do café onde menos ou mesmo nenhum café é extraído. Esta extração desigual torna-se mais pronunciada quando o café é moído mais fino.
Em Física dos Fluidos, da AIP Publishing, pesquisadores da Universidade de Huddersfield exploraram o papel da extração desigual do café usando um modelo matemático simples. Eles dividem o café em duas regiões para examinar se o fluxo irregular de fato torna o expresso mais fraco.
Uma das regiões do sistema modelo hospedou café mais compactado do que a outra, o que causou uma disparidade inicial na resistência ao fluxo porque a água flui mais rapidamente através de grãos mais compactados. A extração do café diminuiu ainda mais a resistência ao escoamento, pois os grãos de café perdem cerca de 20% a 25% de sua massa durante o processo.
“Nosso modelo mostra que o fluxo e a extração ampliaram a disparidade inicial no fluxo entre as duas regiões devido a um ciclo de feedback positivo, no qual mais fluxo leva a mais extração, o que, por sua vez, reduz a resistência e leva a mais fluxo”, disse o coautor Guilherme Lee. “Esse efeito parece estar sempre ativo, e não é até que uma das regiões tenha todo o seu café solúvel extraído que vemos a diminuição observada experimentalmente na extração com a diminuição do tamanho da moagem”.
Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que o modelo sempre prevê um fluxo desigual em diferentes partes do leito do café.
“Isso é importante porque o sabor do café depende do nível de extração”, disse Lee. “Pouca extração e o sabor do café é o que os especialistas chamam de ‘subdesenvolvido’, ou como eu descrevo: água defumada. Muita extração e o sabor do café é muito amargo. Esses resultados sugerem que, mesmo que pareça que a extração geral é no nível certo, pode ser devido a uma mistura de café maltratado e amargo.”
Compreender a origem da extração desigual e evitá-la ou preveni-la pode permitir melhores infusões e economias financeiras substanciais usando o café de forma mais eficiente.
“Nosso próximo passo é tornar o modelo mais realista para ver se podemos obter informações mais detalhadas sobre esse fenômeno confuso”, disse Lee. “Uma vez que isso seja alcançado, podemos começar a pensar se é possível fazer mudanças na forma como o café expresso é preparado para reduzir a quantidade de extração desigual.”
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