Mühendisler, fizik ve gastronomiyi bir araya getiren dikkat çekici bir yeniliğe imza atarak, sıcak su kullanmadan ve yalnızca oda sıcaklığındaki suyla espresso hazırlamayı başardı. Science Direct'te yayımlanan araştırmaya göre geliştirilen sistem, geleneksel espressoya kıyasla yüzde 75 daha az enerji tüketiyor.
Araştırmacılar, "Ultrasonic Espresso Coffee" adını verdikleri yöntemde patentli bir ultrasonik reaktör kullandı. Sistem, yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgaları doğrudan kahve haznesine iletirken, oda sıcaklığındaki su öğütülmüş kahve tabakasından geçiriliyor.
Bu yöntem yalnızca kimyasal açıdan geleneksel espressoya çok yakın bir kahve üretmekle kalmıyor, aynı zamanda enerji tüketimini de önemli ölçüde azaltıyor.
Ticari espresso makinesi dönüştürüldü
Araştırma ekibi bunun için standart bir ticari espresso makinesini modifiye etti.
Mühendisler, 42,6 kilohertz frekansındaki ultrasonik titreşimleri doğrudan kahve filtresine ileten özel bir metal çubuk tasarladı. Sistem, ses enerjisinin maksimum verimle suya aktarılması için hassas şekilde ayarlandı.
Ayrıca kahve sepeti içinde rezonans oluşturan yeni bir yapı geliştirilerek ultrasonik dalgaların daha verimli çalışması sağlandı.
Öğütme derecesi, demleme oranı, ultrason gücü ve ekstraksiyon süresi gibi parametreler optimize edildiğinde, elde edilen kahvenin çözünmüş madde oranı ve ekstraksiyon veriminin geleneksel espressoyla aynı seviyelere ulaştığı görüldü.
Araştırmacılar, Specialty Coffee Association'ın (SCA) ideal kabul ettiği yüzde 18-22'lik ekstraksiyon aralığına ulaşmayı başardı.
Sırrı "kavitasyon" etkisi
Yeni yöntemin temelinde "kavitasyon" adı verilen fiziksel bir olay bulunuyor.
Yoğun ultrasonik dalgalar oda sıcaklığındaki sudan geçtiğinde sıvı içinde mikroskobik boşluklar oluşuyor. Bu boşluklar aniden çökerek güçlü enerji açığa çıkarıyor.
Ortaya çıkan bu etki, kahve taneciklerinin yüzeyini parçalayarak suyun kahvenin içine daha derin nüfuz etmesini ve aroma bileşiklerini daha etkili şekilde çözmesini sağlıyor.
Geleneksel espressoya çok yakın sonuçlar
Yalnızca 100 watt enerji kullanan ultrasonik sistem, üç dakika içerisinde ince öğütülmüş kahvenin yaklaşık yüzde 18'ini çözmeyi başardı.
Yapılan karşılaştırmada ultrasonik yöntemle hazırlanan kahvede çözünmüş madde oranı yüzde 8,89 olarak ölçüldü. Geleneksel sıcak su yöntemiyle hazırlanan espressoda ise bu oran yüzde 8,74 çıktı.
Kafein miktarı ve asitlik seviyeleri gibi temel kimyasal özelliklerin de iki yöntem arasında neredeyse aynı olduğu belirlendi.
Enerji tüketimi yüzde 75 daha düşük
Araştırmanın en dikkat çekici sonuçlarından biri enerji tasarrufu oldu.
Üç fincan kahve hazırlamak için yapılan ölçümlerde geleneksel espresso makinesi 0,082 kilovat saat elektrik tüketti. Ultrasonik sistem ise yalnızca 0,020 kilovat saat enerji kullandı.
Bu da yaklaşık yüzde 75 oranında enerji tasarrufu anlamına geliyor.
Tadını kimse ayırt edemedi
Araştırmacılar, yöntemin başarısını test etmek için 100 kahve tüketicisinin katıldığı kör tadım testi gerçekleştirdi.
Katılımcılara hangi kahvenin hangi yöntemle hazırlandığı söylenmeden iki farklı kahve sunuldu.
Test sonucunda katılımcılar, ultrasonik yöntemle hazırlanan kahve ile geleneksel espresso arasında aroma veya tat açısından anlamlı bir fark tespit edemedi.
Kahve sektöründe yeni dönem olabilir
Araştırmacılar, yakın gelecekte bu teknolojiyi sıvı kahve konsantresi üretiminde endüstriyel ölçekte kullanmayı hedefliyor.
Enerji tüketimini ciddi ölçüde azaltan bu yöntem, kahve üretiminde daha sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir alternatif sunabilir.
Uzmanlara göre teknoloji yalnızca kahve sektörünü değil, ısı gerektirmeden hızlı ekstraksiyon yapılabilen birçok gıda ve içecek üretim sürecini de dönüştürme potansiyeline sahip.