Моделирование естественных процессов — одно из самых важных направлений современной математики. Еще, бы ведь ученые ставят перед собой такие первостепенные задачи, как моделирование процесса эстракции кофе.
«Нашей задачей было создать полноценную модель экстракции молотого кофе, которую производители могли бы использовать в своих кофе-машинах», — признается один из участников исследования, Уильям Ли (William Lee) из Портсмутского университета.
Главную роль в процессе экстракци играет вода. В кофе-машинах горячий пар или кипяток проходт через молотый кофе, уложенный на слой пористого фильтра. При экстракции в раствор переходит не только кофеин, но почти 1800 компонентов, сочетание которых и составляет любимый миллионами вкус кофе.
Экстракция происходит благодаря двум процессам: быстрому растворению вещества на поверхности частицы молотого кофе и медленному переходу растворимых компонентов изнутри частицы в раствор. Если смолоть кофе слишком мелко, площадь поверхности. на которой происходит растворение, окажется слишком велика, и кофе получится нестерпимо горьким. Если же наоборот, недоразмолоть зерна, то кофе получится недостаточно насыщенным.
С новой математической моделью, описанной в журнале SIAM Journal on Applied Mathematics эти «слишком мелко» и «слишком крупно» можно расчитать количественно. Кроме площади поверхности кофе математики учли такие параметры как скорость прохождения воды или пара через молотый кофе, которая тоже зависит от помола. Ученые утверждают, что их работа, хоть и построена на нескольких базовых упрощениях, описывает процесс экстракции кофе, как никакая другая.
Мне понравилось, как в статье учтены разные параметры при расчёте качества кофе.