Динаміка фільтрації еспресо дуже складна і не до кінця вивчена, хоча для опису вже відомих фактів було виконано кілька вельми корисних модельних досліджень. Ці моделі легше подумки уявити, якщо спочатку обговорити більш відомі факти при заварюванні кави крапельним способом, а також поспостерігати за цим процесом. Це можна виконати за допомогою ручного протоки або ж з використанням будь-якої за поведінкою меленої кави в процесі заварювання. Поговоримо більш детально про те, як проходить динаміка фільтрації кави еспресо.
Динаміка фільтрації і екстракції при приготуванні кави крапельним способом
Фаза 1: змочування. Вода з розпилювача потрапляє на шар меленої кави, змочуючи його і викликаючи швидке вивільнення вуглекислого газу. Вивільнений вуглекислий газ відштовхує від себе і викликає турбуленцию, що перешкоджає як подальшого змочування меленої кави, та й протоці води через кавовий шар. На наявність турбуленции вказує шар піни, яка огортає відпрацьований мелену каву після його заварювання.
Вода завжди рухається через шар меленої кави по шляху найменшого опору, тому її рух виглядає дещо хаотично. Вода одночасно вимиває тверді речовини з поверхні меленої кави в той же час поглинається їм, внаслідок чого непоглощенная рідина, що рухає через шар кави, поступово стає все більш концентрованою. У міру поглинання рідини частинки меленої кави набухають.
Фаза 2: екстракція.
Кавовий напій, що виходить з нижньої частини фільтра, спочатку в’язкий і концентрований. У міру розвитку процесу екстракції рідина, яка виходить з фільтра, стає менш концентрованою, так як в кавовому шарі залишається менше легко екстрагуються речовин.
Екстракція відбувається в два етапи. На першому етапі з поверхні меленої кави змиваються тверді речовини. На другому етапі тверді речовини з внутрішньої частини кавових частинок потрапляють у воду завдяки процесу внутрішньої дифузії частинок, тобто переміщення від ділянки з більш високою концентрацією до ділянки з більш низькою концентрацією.
Дифузія відбувається поетапно. Спочатку вода контактує з кавовими частинками і витісняє гази. Потім вода проникає в пори частинок; ті набухають, в результаті чого розчиняються тверді речовини в складі цих частинок. На наступному етапі розчинені тверді речовини переносяться до поверхні частинок і потім дифундують в навколишню рідину.
