Ученые изучили процесс расслоения кофе и молока в латте-макиато

Международная группа ученых провела исследование, рассчитав, с какой скоростью нужно заливать эспрессо в горячее молоко для того, чтобы получились идеальные слои латте-макиато.

О работе физиков говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Как известно, латте-макиато состоит из одной части кофе эспрессо и трех частей молока. Данный напиток получил популярность благодаря светло-коричневой пенке горячего молока. Подают его обычно в прозрачном бокале на ножке, в котором можно различить различные слои кофе.

Расслаивание жидких смесей происходит под действием градиентов тепла и плотности. При быстром вливании горячего эспрессо в молоко происходит действуе против градиента плотности.

Поток менее плотного кофе, попадая в молоко, образует так называемый «перевернутый фонтан» – эспрессо под действием инерции вливается в плотные слои молока, замедляется и выталкивается на поверхность. Зафиксировать расслоение помогает образующийся градиент температур.

Нижняя часть слоя кофе контактирует с менее нагретым молоком, охлаждаясь и становясь плотнее. Между тем верхняя часть эспрессо будет более горячая и легкая. Таким образом, после вливания эспрессо в молоко из хаотичной смеси за несколько минут образуется градиентная смесь.

Переход от молока к кофе может сохраняться нескольких часов, пока при постепенном охлаждении внутри стакана не образуется однородная смесь.

Для того, чтобы математически описать механизм смешивания двух жидкостей, физики провели эксперименты с окрашенными жидкостями, которые имитировали компоненты латте. Специалисты вливали окрашенную жидкость в более плотный подсоленный раствор и, используя цветочувствительные анализаторы, рассчитывали параметры потоков, образующихся в системе.

Опыты показали, что при высокой скорости вливания более легкого раствора смесь распределяется на большее количество визуально различимых слоев. Между тем при медленной подаче реагента цветовой градиент между двумя жидкостями будет резкий, без переходных слоев. При этом ученые рассчитали критическую скорость, при которой система расслаивается.

Расслоение кофейного напитка - наглядная иллюстрация явления двойной диффузионной конвекции.

Читайте также: Ученые: апокалипсис в декабре неизбежен

С помощью него физики предлагают принципиально новый подход к созданию слоистых структур: вместо послойного создания материала вливать одну фазу в другую с определенной скоростью.