Distribuição de água no grupo e dinâmica de extração

[sergio.m]

Aproveitando a deixa, comparando os dois vídeos, dá pra ver disco de distribuição que a Classic (também Twin e Baby Class) tem e a Color/Dose não tem.

Rodrigo (e Márcio), imagino que distribuir bem a água é para não danificar o bolo antes da pressão de extração se estabelecer. Após a estabilizacão tanto faz, a água poderia até entrar por um único furo em qualquer posição. É isso mesmo?

[Rodrigoks]

Eu penso que não. Acho que o bolo tende a esgotar primeiro nos pontos de entrada de água, até porque ali serão arrastados mais sólidos da parte superficial do bolo. Além do mais, penso que não é só a distribuição de água como também a distribuição de temperatura carreada pelo líquido ao longo do bolo, o que tem alguma implicação na solubilidade.

[sergio.m]

Imagine o chuveiro só com um furo de 5 mm de diâmetro, bem perto da borda direita. Bolo também perfeito.

 

Depois que deu a pressão no bolo de 9 bar, tanto ali embaixo desse furo quanto do outro lado (na verdade toda a área do bolo) terão a mesma pressão de 9 bar. Se tudo está com 9 bar, a água tenterá a atravessar o bolo da mesma forma. A vazão na saída do bolo será homogênea em toda área.

 

A temperatura da água que entra no bolo pode até ser diferente em cada ponto da superfície, mas deve ser insignificante. Chuto que variação menor que 0.1 C em toda superfície.

[Guilherme Torres]

Isso, é claro, se não canalizar. Se canalizar, aí tudo muda de figura.

[Guilherme Torres]

Por isso, sob esse aspecto, é bom ter o chuveirinho.

[sergio.m]

Não Guilherme, se canalizar o bolo continua com a mesma pressão em qualquer ponto.

[Rodrigoks]

Acho que não, Sérgio. Sua conclusão supõe um sistema homogêneo, o que não é o caso. E não se trata meramente de pressão estática, mas dinâmica. O fluxo importa.

[sergio.m]

Acho que uma extração sem canalizar é homogênea o bastante.

 

Mas sem problema, discordamos nessa =)

[Rodrigoks]

Imagine o seguinte: água entrando por um único ponto próximo à periferia do bolo. Não dá pra imaginar que a água que por ali entra atravesse o bolo de forma homogênea, mesmo que na parte de baixo a aparência sugira isso.

 

Dá pra sustentar o seguinte modelo: um bacia toda furadinha embaixo, como um filtro de café. Pinga-se corante vermelho em um ponto qualquer da superfície da bacia cheia de água. Acha que a cor que vai sair por cada furo será idêntica, a despeito de a pressão de saída ser a mesma em todos os pontos? 

[sergio.m]

A cor não, mas isso não importa, para extrair café é temperatura e vazão, não tal partezinha de água.

 

Então numa ducha como a abaixo, com água aquecida externamente (gás), cada furinho teria temperatura e vazão diferente?

 

[sergio.m]

Outra analogia é ir enchendo uma bexiga de ar. A qualquer momento sempre qualquer parte dela tem a mesma pressão...

[Lucas Faccioni]

Até tenho uma opinião, mas sugiro fazer uma simulação p/ ter uma resposta certa. Certas coisas não são passíveis de filosofia

[sergio.m]

Concordo Lucas. Apenas tenho o palpite que as diferenças não são significativas.

[Rodrigoks]

O ponto acho que não é pressão, mas dinâmica de fluidos, o que tem a ver com pressão dinâmica. Um modelo pra exemplificar o problema:

 

 

Se a água já sai de um distribuidor com superfície semelhante a do bolo de café, o fluxo será mais uniforme ao longo do bolo, extraindo também de modo mais uniforme.

 

Obviamente que é só um modelo, e no caso do espresso as partículas de café estão soltas e se movem dentro do filtro, mas dá pra imaginar que como a água entra ( e sai) tem influência no percurso que ela faz dentro do filtro.

[sergio.m]

É que nessa simulação praticamente não há restrição e pressão. Quando sobrar um tempo farei uma simulação no solid works, se eu conseguir.

[Miyamoto]

Dando meu pitaco..

 

Eu acho que realmente o bolo estaria SUJEITO à mesma pressão em qualquer ponto! Porém, como levantado pelo Guilherme, em caso de canalização signifca que o bolo está mais compactado em um ponto do que outro, o que significa que em determinados pontos do bolo, a restrição é diferente.

[sergio.m]

Sim Miyamoto, mas isso é irrelevante para o chuveiro. Canalizando ou não, não é possível que certos furos dele estejam com pressões diferentes. A propagação da pressão no volume de água "fechado" e com vazão lenta, é basicamente instantânea.

 

Continuo achando que uma distribuição boa é para a pré-extração, apenas para não esculhambar o bolo.

[Miyamoto]

Continuando o pitaco...

 

Quanto ao chuveiro, se a distribuição não for uniforme, signifca que partes do bolo serão molhadas primeiro, iniciando a dissolução dos componentes primeiro nestas regiões. Ao final da extração, o local onde a água tocou primeiro estaria subextraído, enquanto em outras áreas poderia estar sobreextraído.

[sergio.m]

Sim, importante na pré-extração. Mas nada muito significativo. Uma distribuição apenas razoável é suficiente.

 

Ainda acho que na máquina de espresso o importante é o perfil de temperatura ser repetivel sempre. O resto é balela...

[Guilherme Torres]

O que eu quis dizer é que, com uma canalização, a pressão cairia, pois a água passaria mais facilmente pelo buraco criado pela canalização, prejudicando a qualidade da extração e, em razão disso, o sabor na xícara.

 

Se eu estiver, essa questão do chuveirinho com distribuição mais equânime seria sim relevante, pois um jato só ou dois tenderia a facilitar o aparecimento de canalização (como se fosse um jato forte de água na areia, sempre faz um buraco).

 

Agora, nos filtros pressurizados isso perde toda a relevância.

[Rodrigoks]

Observem o seguinte: naquele chuveiro (de banho) que o Sérgio postou, a água sai de uma seção pequena (cano) e distribui-se ao longo dos furos do chuveiro, com pressão igual em todos os pontos. Ok, esse não é o ponto.

 

O que ocorre é que se a água sai com a mesma pressão em todos os pontos do chuveiro, a água que sai furos do lado oposto tem que percorrer um caminho maior dentro do corpo do chuveiro pra sair, o que significa que dentro do corpo do chuveiro a água estabelece um fluxo mais intenso para aquele lado do bolo, o que é necessário supondo a mesma vazão para todos os furos. Considerando que há um leito de pó no caminho, esse fluxo provavelmente ferraria com o bolo de café.

 

Por que será que nenhuma máquina de café dispensa o chuveiro e não vem um furo lateral? O bolo não é tão frágil no início. Bem compactado, dá pra virar água por cima que ele nem se mexe. Só que quando se estabelece um fluxo tendente a atravessá-lo, a coisa muda de figura. Penso que aí é que se desestrutura se não houver um fluxo mais uniforme possível dentro do filtro.

 

Óbvio que isso tudo é conjectura e posso estar absurdamente errado. O que posso dizer o seguinte: ou estabilidade de temperatura é muito mais importante ainda do que se especula, ou há mais coisas influenciando a extração no reino da Dinamarca. Porque os shots da Elektra são muito mais viscosos que os que eu tirava na Gaggia? Temperatura faz isso? Ou é TDS maior, de extração mais bem feita? A Elektra tem bomba Ulka como a Gaggia, e nem OPV tem. E falo da Elektra e da Gaggia porque são as máquinas que conheço e tive oportunidade de manipular bastante.

[sergio.m]

Rodrigo, a ducha de banho que postei foi para explicar minha idéia. Claro que não vamos querer uma máquina assim! Só acho que uma distribuição apenas razoável é o suficiente.

 

O certo mesmo é simular como disse o Lucas. Mas me parece que a água anda tão devagar lateralmente que não daria diferença significante entre a Elektra e a Gaggia. Aposto mais no perfil de temperatura. Por exemplo se a Gaggia tem uma queda maior de temperatura que a Elektra, essa extrai mais do café durante um mesmo tempo e vazão de shot. Imagino que 2-3 C faça mais diferença na extração que um chuveiro razoável contra um ótimo.

 

Uma vez extraí na Mini sem o chuveiro e esqueci de por o able em cima do bolo. A água caindo "lá de cima" do cilindro cavou o bolo, parecendo que foi usado um tamper convexo! É nessa hora que acho que uma boa distribuição faz a diferença, praticamente não modificando o bolo.

[Rodrigoks]

Simular seria bem legal mesmo, concordo. De qualquer forma, parece mais favorável ter uma distribuição boa que uma ruim. O quanto e como influencia, seria excelente saber.

[sergio.m]

Rodrigo, segue a simulação para um bolo de 20 mm de espessura, 58 mm de diâmetro, espaço entre o bolo e o topo do grupo 5 mm, furo de admissão uns 12 mm.

 

Pressão:

 

Velocidade:

 

Pelo gráfico da velocidade, o primeiro quinto do bolo tem uma certa variação. Mais para baixo há uma estabilização. Quanto mais próximo o bolo da admissão, maior é esse efeito (indesejado).

 

Uma ótima distribuição pela máquina é interessante sim para uma extração mais homogênea. Mas não parece ser muita coisa pois acontece só lá em cima.

 

Então, para garantir, é bom mesmo distribuir bem a água antes de chegar no bolo. =)

 

Um dia posso até tentar simular a variação da temperatura.

[Carneiro]

Caracas, so agora vi...

 

Acho que mais importante é sim o preenchimento do bolo e aumento de pressão. Mas não tenho certeza se não importa durante a extração.

 

Na Gaggia Tell o chuveiro, preso no pistão, é horrível, e a água sai pelas laterais etc. Mesmo com pressão baixa de pré infusão, no final o bolo tinha depressões bem desiguais. Quando modifiquei, melhorou muito. Eu acho, mas só achismo mesmo, que faz diferença durante a parte de pressão alta.

[Miyamoto]

Sergio.. E você simulou isto onde e como?

[Rodrigoks]

Legal, Sérgio. Ainda estou longe de estar convencido, mas bom você ter se dado ao trabalho de fazer um modelo. Só não sei até que ponto isso representa exatamente o que acontece no bolo de café real. Por exemplo, como simular a diferença entre uma bolo de torra escura de um de torra mais clara, que costuma canalizar com muito mais facilidade?

 

Interessante, de qualquer maneira.

 

Da minha experiência, noto também que o problema da canalização aparece nas pressões altas e não nas baixas, o que parece sugerir que a desordem não tem tanto a ver com o fato de a água meramente pingar sobre o bolo, mas sim quando ela passa a atravessá-lo com mais violência. Por outro lado, se o bolo é restritivo o suficiente, como em ristrettos mais curtos, a canalização é mais rara. Nos meus shots, quando ocorre, é quando tento um duplo no volume tradicional (fluxo de água maior atravessando o bolo). É quando percebo que o bolo fica mais suscetível a problemas de distribuição.

[sergio.m]

Opa, post mil

 

Miyamoto, Flow simulation do SolidWorks.

 

Rodrigo, acho que não vem ao caso a facilidade de canalização e dependencia da torra. A simulação mostra que em máquinas de distribuição ruim a entrada de água no bolo não é tão homogênea como imaginei. Interessante notar que a medida que a folga entre bolo e entrada de água aumenta, o efeito ruim é atenuado.

 

Quantificar o quanto isso é significante no sabor não é fácil, mas como vc sugere, melhor boa distribuição do que ruim.

[Miyamoto]

sergio, achei muito bacana esta sua simulação.

 

Vou dar uma olhada neste módulo do Solidworks também. Parece muito interessante...