چرا کانالسازی (channeling) موجب کاهش کیفیت اسپرسو می‌شود؟
همانطور که می‌دانیم که کانالسازی تاثیر منفی محسوسی بر طعم دارد. بخشی از علل این اتفاق عصاره‌گیری بیش از حد است که در طول مسیر کانال‌ها، همراه با ترکیبات تلخ (Bitter) ، تانن‌های خشک (Dry Tannins) و مولکول‌های فنولیک (Phenolic Molecules) مرتبط در عصاره‌گیری رخ می‌دهد. به دلیل نامحلول بودن این مولکول‌ها، آب بسیار زیادی برای عصاره‌گیری لازم است.
قانون پوازویل یا معادله‌ی هاگن پوازویل (Hagen-Poiseuille Equation) جریان داخل لوله را از نظر افت فشار، گرانروی مایع و ابعاد لوله محاسبه می‌کند. این معادله عنوان می‌کند که میزان جریان داخل لوله به نسبت توان چهارم شعاع افزایش پیدا می‌کند. به عبارت دیگر، اگر عرض لوله را دوبرابر کنیم، جریان ۱۶ برابر افزایش می‌یابد. تفاوت اندک میان اندازه‌ی روزنه‌ها منجر به افزایش چشمگیر جریان می‌شود که این عامل می‌تواند دلیل عبور میزان زیاد آب از کانال باشد.
افزایش جریان در کانال به معنای وجود حلال بیشتر برای عصاره‌گیری است که باعث می‌شود تانن‌ها و سایر مولکول‌های فنولیک راحت‌تر عصاره‌گیری شوند. اگرچه جریان افزایش یافته، به خودی خود دلیل اصلی عصاره‌گیری این مولکول‌ها در کانالسازی نیست.
محدوده‌ی بدون لغزش (The No-slip Boundary)
با توجه به اهمیت جریان‌های سطحی و متلاطم در دم‌آوری اسپرسو، «محدوده‌ی بدون لغزش» بیانگر این موضوع است که فقط میزان جریان، مسبب وجود میزان تانن‌ها و مولکول‌های فنولیکی که عصاره‌گیری می‌کنیم نیست، بلکه عامل تأثیر‌گذار دیگری به نام تلاطم جریان وجود دارد.
موقعیت محدوده بدون لغزش، مفهومی در فیزیک است که توضیح می‌دهد هنگامی که مایعی گرانرو (viscous liquid) در یک لوله جریان می‌یابد، میزان جریان در دیواره‌ی لوله عملاً صفر است. مولکول‌های مرزی به دیواره لوله می‌چسبند و حرکت نمی‌کنند. لایه‌ی مجاور مولکول‌ها حرکت می‌کند و از مقابل لایه بیرونی می‌لغزد، و لایه داخلی بعدی، به روی آن مولکول‌ها به نوبت سر می‌خورد. دلیل اینکه لایه‌ها به راحتی روی هم سر می‌خورند، خاصیت گرانروی (Viscosity) مایع است؛ جریانی که به این صورت پدید می‌آید، جریان سطحی نام دارد.
موقعیت محدوده بدون لغزش. در لبه‌های لوله، جریان صفر است، پس لایه‌ی مولکول‌های مجاور دیواره‌ی لوله حرکت نخواهد کرد. لایه‌ی بعدی می‌تواند با فرصت حاصل از جریان آهسته، از این مولکول‌ها لغزیده و هرلایه از لایه بعدی می‌لغزد، در نتیجه جریان در میانه‌ی لوله به تدریج سرعت می‌یابد.
همانطور که در موقعیت محدوده بدون لغزش پیش‌بینی شده است، در سطح ذرات قهوه در کیک قهوه (Puck) آب حرکت نمی‌کند و میزان جریان اسپرسو اهمیت ندارد. برای هر مولکول قهوه‌ای که عصاره‌گیری شود، در ابتدا لازم است در لایه‌های کم‌حرکت‌تر آب پخش شود تا به مایع پرحرکت‌تر میانه‌ی روزنه -جایی که می‌تواند به فنجان منتقل شود- دست پیدا کند.
واپخش (Diffusion) فرایندی است که در نتیجه‌ی حرکات تصادفی، مولکول‌ها از محیطی با تراکم بالا به محیط کم‌تراکم نقل مکان می‌کنند. برای مثال، اگر یک قطره از رنگ خوراکی را در لیوان آبی بیندازید، تا زمان یکرنگ شدن تمام لیوان پخش می‌شود. واپخش عموماً فرایندی کم سرعت است و مولکول‌های بزرگ‌تر طبیعتاً آهسته‌تر از مولکول‌های کوچک‌تر پخش می‌شوند.
تانن‌ها و مولکول‌های فنولیکی که موجب حس گسی (Astrigency) در قهوه می‌شوند، مولکول‌های بسیار بزرگی هستند؛ بنابراین بسیار آهسته پخش می‌شوند. زمان زیادی صرف می‌شود که از لایه‌ی کم‌حرکت در نزدیکی محدوده‌ی ذرات قهوه به لایه‌ی پرحرکت‌تر منتقل شوند و به همین دلیل عصاره‌گیری از آنها به آهستگی اتفاق می‌افتد.
مقالات مرتبط:
1-یک‌نواختی عصاره‌گیری و کانالسازی
2-تاثیرات دما در عصاره‌گیری اسپرسو
3-نظافت دستگاه اسپرسو
جریان آشفتگی (Turbulent flow)
در یک کانال، جریان سریع‌تر و اندازه‌ی منفذ بزرگ‌تر است. هردوی این عوامل موجب افزایش عدد رینولدز (Reynolds Number) می‌شود. عدد رینولدز کمیت بدون یکای مهمی است که در مکانیک سیالات برای پیش‌بینی الگوی جریان به کار می‌رود. این عدد نسبت نیروی لختی به نیروی گرانروی است. در اعداد رینولدز پایین، تمایل جریان به داشتن الگویی آرام و لایه ای است، در حالی که در اعداد رینولدز بالا جریان به حالت آشفته در می‌آید و احتمال تلاطم در جریان افزایش می‌یابد. هنگامی که جریان متلاطم می‌شود، لایه‌های با جریان سریع می‌توانند لایه‌های کندجریان نزدیک به ذرات قهوه را بشکنند و مولکول‌های درشت‌تر از جمله تانن‌ها را حمل کنند. سرعت بیشتر این جریان به نسبت واپخش، باعث می‌شود که این مولکول‌ها بسیار سریع‌تر عصاره‌گیری شوند.
جریان متلاطم بر محدوده ی بدون لغزش غلبه می‌کند. جریان‌های سریع‌تر و منافذ عریض‌تر درون کانال جریان متلاطم را محتمل‌تر می‌کنند. آشفتگی (Turbulence) لایه‌های آهسته جهش نزدیک به محدوده‌ی منفذ (نشان داده شده به رنگ قرمز) را می‌شکنند. این جریان سریع‌تر نزدیک به سطح ذرات قهوه می‌تواند مولکول‌های درشت‌تر را حمل کند.
با کاهش گرانروی عدد رینولدز افزایش می‌یابد؛ این بدین معناست که احتمال ایجاد جریان متلاطم که به عصاره‌گیری طعم‌های نامطلوب کمک می‌کند، در محدوده‌ی زمانی نزدیک به پایان عصاره‌گیری بیشتر خواهد بود؛ زیرا جریان رقیق‌تر می‌شود. جلوگیری از کانالسازی، به ویژه در پایان عصاره‌گیری، کلید پیشگیری از تلخی و عطر و طعم‌های خشک حاصل از بیش‌عصاره‌گیری در اسپرسو است.
*به دلیل اهمیت تاثیر تانن‌ها بر ایجاد حس گسی و تلخی، شاید ترکیبی خاص به عنوان تانن معرفی شود که به دلیل قابلیت عمومی آن در پوشاندن پروتئین‌ها، در عوض ساختار شیمایی مشخصش این نام را گرفته باشد.این بدین معناست که برخلاف برخی دسته‌های مواد شیمیایی، توضیحی که تانن را شرح می‌دهد لزوما درچارچوب معین یا تایید جهانی نمی‌گنجد و توضیحات متفاوتی در طول دوران برای آن ارائه شده است.
منبع:
وبسایت Barista Hustle