Dove eravamo rimasti con in nostro viaggio dal bollitore alla tazzina? Ah, sì! Adesso ricordo: eravamo all’uscita del filtro a imbuto dopo aver sconfitto uno a uno tutta una serie di nemici! Se ti sei appena sintonizzato su questa serie di articoli, ti avviso che è necessario che tu legga le puntate precedenti:
Preparare un Buon Caffè Grazie alla Fisica – Pt.1
Preparare un Buon Caffè Grazie alla Fisica – Pt.2
Preparare un Buon Caffè Grazie alla Fisica – Pt.3
Per chi ha letto le puntate precedenti, invece, si rammenta che, in condizioni normali, la temperatura di ebollizione della miscela acqua-vapore è di alcuni gradi sopra i 100°C, tipicamente sono compresi tra 105 °C e 100 °C.
Nell’articolo precedente si è parlato del Principio di Funzionamento del Filtro Centrale, del suo ruolo e di come agire su questo componente e sulla miscela per avere un caffè di successo.
IL FILTRO CENTRALE – Parte 2
Il meccanismo che governa questa fase è il Processo di Filtrazione descritto dalla Legge di Darcy che mette in relazione la portata dell’acqua che attraversa l’imbuto con la povere pressata con la differenza di pressione che si trova alle due estremità del filtro stesso, ma anche una grandezza detta Coefficiente di Filtrazione o Permeabilità (k) che dipende dal tipo di caffè che usi e da quanto lo pressi nell’imbuto. La polvere di caffè nel Filtro Centrale pertanto si suppone che sia un mezzo poroso composto da innumerevoli capillari più o meno tortuosi e interconnessi, all’interno dei quali può scorrere l’acqua a temperature lievemente più basse di quelle che si hanno in uscita dalla Caldaia.
Alla fin fine della lezione 3 ci siamo lasciati con questo tortrukketto:
TORTRUKKETTO 3
Se la temperatura dell’acqua è troppo elevata, per la Legge di Darcy aumenta la portata dell’acqua e quindi se la miscela di caffè non è messa a regola d’arte il caffè potrebbe uscire annacquato (se la polvere non è minimamente pressata) o addirittura bruciarsi (se la polvere è stata troppo pressata).
Cerchiamo di approfondire questa affermazione smettendo di prenderla in considerazione come senza cognizione di causa come se fosse un dogma.
L’ipotesi fondamentale affinché valga la Legge di Darcy è che si abbia filtrazione lineare. Cosa vuol dire? Quando il fluido attraversa una superficie porosa (come il caffè in polvere nell’imbuto) si suppone che esso salga attraverso tantissimi tubi capillari in cui strati contigui hanno velocità simili (Flusso Laminare) e non pertanto in modo che zone adiacenti del fluido abbiano velocità anche molto differenti fra loro (Flusso Turbolento).
Se il flusso è laminare, è sufficiente un certo valore di pressione (e quindi temperatura), ma se il flusso è turbolento, si verifica la formazione di vortici al suo interno. I vortici, però, sono fenomeni dissipativi e quindi il flusso dell’acqua nella miscela non è più costante. Per ovviare a ciò, è necessaria per l’acqua proveniente dalla Caldaia una pressione maggiore e quindi un suo aumento di temperatura con la conseguente bruciatura del caffè!
Vi chiederete: “Porca trota, ma come faccio io, misero essere umano senza la conoscenza di arti magiche a evitare la creazione di condizioni vorticose?”
Non servono le arti magiche cari amici caffeinomani, basta non pressare a bomba la miscela con il cucchiaino o altro. Una favola metropolitana vuole che il caffè sia tanto più buono quanta più miscela riesci a mettere nel Filtro a Imbuto: niente di più sbagliato! Perché? Se la nostra miscela di caffè è troppo pressata, accade che la naturale disposizione della polvere non mostra più capillari continui da sotto a sopra, ma può presentare brusche interruzioni che fanno variare la velocità del fluido tra strati continui e quindi causare Moti Vorticosi.
Se pigiamo troppo la polvere la polvere si può arrivare anche ad impedire il passaggio dell’acqua, con conseguente innalzamento della temperatura e della pressione della miscela acqua-vapore. Cosa succede a questo punto? La moka esplode? No, entra finalmente in gioco la mitica Valvola di Sicurezza (se non otturata nel corso del tempo da residui dell’acqua), ma il caffè bruciato non ve lo toglie nessuno.
Se, viceversa, la polvere è poco pressata (magari perché terrorizzati da questo articolo), sicuramente non correte il rischio di esplosioni, ma il caffè risultante sarà sicuramente annacquato a causa della facilità con cui l’acqua potrà filtrare attraverso la miscela di caffè, anche a pressioni di poco superiori alla pressione atmosferica.
TORTRUKKETTO 4
A parità di condizioni, a far sì che un caffè sia buono o acqua di autospurgo, dipende dalla mano del preparatore, la cui maggiore o minore pesantezza condiziona in modo determinante la forma dei capillari della miscela di caffè e il conseguente processo di filtrazione. Quindi, metti la polvere di caffè nel Filtro Centrale a pelo con il bordo superiore dell’imbuto, sbatti sul tavolo pian pianino 4-5 volte al fine di far assestare la polvere, il livello della miscela scende un pochino, rimbocca e ripeti l’operazione. Adesso puoi chiudere la caffettiera per benino.
TORTRUKKETTO 5
A garantire la tenuta fra la parte superiore e la parte inferiore della moka che si avvitano l’un l’altra, è una Guarnizione di Gomma, dal cui stato di salute dipende il vostro successo. Quando la Guarnizione di Gomma si invecchia, infatti, diventa troppo rigida e parte dell’acqua esce dalla filettatura anziché filtrare verso l’alto.
CONTINUA
==> Preparare un Buon Caffè Grazie alla Fisica – Pt.5 (Work in Progress)
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