Nuevo artículo en la colaboración industrial entre Illy Caffe’ y el grupo CFD Modelling and Simulation

El objetivo de este proyecto es desarrollar un marco de modelización-simulación para comprender y supervisar "virtualmente" el equilibrio de los compuestos de sabor-activos en la bebida bajo condiciones de procesamiento de flujo inexploradas

El grupo de investigación CFD Modelling and Simulation de BCAM liderado por el Prof. Marco Ellero en conjunto con Dr. Luciano Navarini, responsable del departamento científico y de Investifación de Illycaffe’, ha publicado en la revista Physics of Fluids un nuevo artículo centrado en la modelización de la erosión mecánica inducida por el flujo durante la extracción del café. 

Este nuevo artículo explica el proceso de extracción del café expreso que implica un transporte complejo dentro de un medio poroso de geometría cambiante. Los grandes granos sólidos que forman la mayor parte del medio poroso pueden migrar, hincharse y consolidarse, y también pueden cambiar morfológicamente durante el flujo, es decir, ser erosionados mecánicamente por fuerzas hidrodinámicas. Estos procesos pueden, a su vez, tener un importante efecto secundario en el flujo y en los perfiles de extracción de café relacionados. En este artículo científico, diseñan un modelo de erosión ascendente en el marco de la dinámica de partículas disipativas suavizadas para considerar los cambios morfológicos de los granos de café inducidos por el flujo. 

Los granos de café no están completamente mojados y permanecen frágiles. Se puede inducir la heterogeneidad tanto en la dirección de filtración como en la dirección transversal. La primera está controlada por el ángulo de fricción interna mientras que la segunda está controlada tanto por el parámetro de cohesión como por el ángulo de fricción interna. Sin limitarse a la modelización de la extracción de café expreso, nuestro modelo también puede aplicarse a otros medios porosos erosionados. Los resultados de este artículo sugieren que, en condiciones ideales de flujo poroso, se puede controlar la heterogeneidad (tanto en la dirección de la caída de presión como en la dirección transversal) de un medio de erosión afinando las características de rendimiento del material de erosión.

El proyecto trata sobre la percolación del agua caliente a través del café molido, que representa un complejo proceso de dinámica termofluvial en el que las partículas y los compuestos aromáticos migran de los granos a la infusión. Las distintas cinéticas de los compuestos conducen generalmente a un equilibrio alterado en la taza final en función de los tiempos de extracción, la granulometría del café molido, las presiones y temperaturas aplicadas y, finalmente, a una experiencia sensorial muy diferente.

Más info en: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0059707