Matemáticos tentam desvendar segredo da 'xícara de café perfeita'

Matemáticos estão um passo mais perto de compreender o que faz a xícara de café perfeita.

Por meio de cálculos complexos, eles jogaram luz sobre os processos que determinam como o café é extraído dos grãos em uma máquina de filtro.

Isso poderia ajudar os consumidores a otimizar sua xícara, - para beber um café "perfeito" - aplicando uma abordagem mais precisa - e científica.

O trabalho foi divulgado na publicação científica SIAM Journal on Applied Mathematics.

O cafezinho, que é uma das bebidas mais consumidas no mundo, tem mais de 1.800 componentes químicos.

Estimativas sugerem que mais de dois bilhões de xícaras de café são bebidas todos os dias ao redor do mundo.

Buscar uma infusão "perfeita" do café parece ser uma empreitada subjetiva. Mas o trabalho de Kevin Moroney na Universidade de Limerick e de William Lee na Universidade de Portsmouth oferece uma melhor compreensão dos parâmetros que influenciam o produto final.

Enquanto estudos anteriores analisaram as matemáticas da extração de café, não houve muitas pesquisas sobre cafeteiras que usam filtros e despejam o café em gotas.

Essas constituem mais de metade das 18 milhões de máquinas de café vendidas anualmente na Europa; elas funcionam despendo água quente sobre uma camada de café armazenado em um filtro de papel.

A gravidade puxa a água através do filtro, extraindo compostos solúveis do pó de café durante o fluxo.

"Nossa ideia geral é ter um modelo matemático completo que você poderia usar para projetar máquinas de café, um pouco como nós usamos uma teoria de mecânicos fluidos e sólidos para projetar carros de corrida." Dr. Lee disse à BBC News.

Ele disse que esse estudo foi um passo rumo a esse objetivo, acrescentando: "Nós olhamos para o efeito do tamanho do grão de café na maneira como o café sai de uma máquina de filtro".

"A coisa realmente surpreendente para nós é que existem dois processos pelos quais o café é extraído dos grãos. Há um processo muito rápido pelo qual o café é extraído a partir da superfície dos grãos. E então outro mais lento onde café sai do interior dos grãos."

Sabia-se previamente que os pós de moagem muito fina poderiam resultar em cafés muito amargos. Por outro lado, não moê-los o suficiente pode deixar o resultado final muito aguado.

"O que nosso trabalho tem feito é tomar essa observação e quantificá-la", disse Lee.

"Então agora, em vez de apenas dizer: 'Preciso deixar [os grãos] um pouco maiores', posso dizer: 'que quero extrair essa quantidade de café dos grãos, esse é exatamente o tamanho (de grão) que eu preciso."

Isso poderia ajudar bebedores de café - como o Dr. Lee - que moem seus próprios grãos a otimizar suas rotinas matinais.

O Dr. Lee diz que ajusta seu moedor ao maior tamanho possível. Ao fazê-lo, diz: "Os grãos triturados são um pouco maiores do que você obtém na trituração padrão, o que torna o café menos amargo. Em parte porque está ajustando essa relação entre o material que sai da superfície e o que sai do interior (do grão). Quando as coisas são maiores, você está diminuindo a área de superfície total do sistema".

"Além disso, a água flui mais rapidamente através de um café de moagem grossa, porque a água está gastando menos tempo em contato com o café, ajudando a reduzir a quantidade de extração também."

"Se é amargo, é porque você está aumentando a área de superfície dos grãos. Além disso, quando os grãos são muito pequenos, é difícil para a água deslizar entre eles, então a água está gastando muito mais tempo se movimentando entre os grãos - dando mais tempo para o café sair da solução. "

Mas o que para uma pessoa pode parecer amargo, para outra pode ser a xícara de café perfeita.

"Para aplicações industriais, esperamos que você possa otimizar a cafeteira para um determinado tamanho de grão. Você poderia ajustar o fluxo de água para que obtenha a extração perfeita", disse o Dr. Lee.

"Ou se a máquina de café tem um moedor integrado você tem duas variáveis para brincar. Você pode brincar com o tamanho da moagem e com a quantidade do fluxo."

Os pesquisadores estão agora olhando para a forma da camada de café moído preparada nas máquinas de filtro.

"A forma da camada de café muda enquanto você prepara a bebida. Quando entra, o pó fica depositado na parte inferior do filtro, mas no final do processo, está cobrindo as paredes do filtro. Isso também parece desempenhar um papel no gosto", disse o Dr. Lee.

"Isso nos permitiria mexer com outro grau de liberdade: como exatamente você coloca a água dentro da cafeteira. Você a coloca com um único jato no centro, como água saindo da torneira? Ou você usa algo parecido como um chuveiro, onde há água pingando de vários lugares? Eles teriam efeitos diferentes ao mexer na camada de café."