La caffettiera moka: come funziona e caratteristiche

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Appunti di fisica sul funzionamento e sulle caratteristiche di una caffettiera moka (5 pagine formato doc)

DESCRIZIONE DI UNA CAFFETTIERA

Caffettiera Moka.

Struttura. La caffettiera moka è una macchina che sfrutta il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso dell’acqua, per estrarre dalla polvere di caffè gli aromi che contraddistinguono il profumo e il sapore della bevanda stessa.
Essa è costituita da tre parti principali: una caldaia, in cui l’acqua viene riscaldata, un filtro, che contiene la polvere di caffè, e un bricco, in cui viene raccolta la bevanda.
La caldaia è riempita d’acqua fino alla valvola di sicurezza e chiusa con un filtro, a forma di imbuto, che viene parzialmente immerso nell’acqua.

Tesina di maturità sul caffè

CAFFETTIERA MOKA: COME FUNZIONA

Funzionamento. Il calore fornito dal fornello scalda sia l'acqua della caldaia, sia il sottile strato di vapore che si interpone tra il filtro e l’acqua stessa.

All’aumentare della temperatura aumenta l’agitazione termica delle molecole del vapore e, quindi, anche la pressione.
(A 25°C la pressione del vapore saturo è di circa 3 kPa).
Quando la pressione assume il valore di 50 kPa, il vapore esercita una spinta, sulla superficie dell’acqua che, vincendo la forza di gravità, porta l’acqua stessa a risalire attraverso il filtro.
La pressione che il vapore esercita sull’acqua si distribuisce uniformemente in tutte le direzioni secondo il principio di Pascal per cui l’unica “via d’uscita” per il liquido risulta l’imbuto che porta al filtro.
La porzione d’acqua più vicina all’estremità inferiore dell’imbuto, la prima ad essere spinta verso l’alto, ha una temperatura di 80°C ed è sottoposto a una pressione complessiva di150kPa. (Pressione atmosferica, 100 kPa + 50kPa, pressione di vapore).
La temperatura di ebollizione per questo valore di pressione corrisponde a 110°C, per cui l’acqua sale senza mai bollire.
L'acqua fluisce, quindi, attraverso la polvere di caffè accogliendo in se gli oli presenti sulla superficie dei granelli e trasformandosi così nella bevanda a tutti familiare.
Mentre l’acqua, ormai trasformata in caffè, raggiunge il bricco dove verrà raccolta; nella caldaia continua ad aumentare la pressione finche nella caldaia si esaurisce l’acqua e vi rimane solo vapore alla temperatura di 90°C e alla pressione di 200 kPa.
La risalita del vapore provoca il gorgoglio
Infine, sempre spinto dalla pressione, il caffè giunge nel bricco. Quando invece non vi è più del tutto acqua da spingere, l'aria calda è libera di sfuggire dal sistema: in effetti, se vi badate, la fine della preparazione del caffè è sempre accompagnata da uno sbuffo di vapore, che si libera dal condotto di flusso.

FISICA DELLA MOKA

Caratteristiche che la caffettiera e il caffè devono avere: Il beccuccio del filtro, che viene inserito nella caldaia, non deve essere troppo corto, altrimenti l'acqua potrebbe raggiungere l’ebollizione o essere spinta da una pressione troppo elevata. La valvola di sicurezza posta all’esterno della caldaia serve proprio a limitare il valore massimo della pressione. Allo stesso tempo, però, il beccuccio non deve essere troppo lungo altrimenti l'acqua salirebbe dopo poco tempo dall'accensione del fornello con una temperatura più bassa e spinta da una pressione minore. Il che comprometterebbe la qualità della bevanda.
Anche la polvere di caffè, così come la caffettiera, deve avere determinate caratteristiche per poter ottenere una buona bevanda. Dato che l'acqua passa attraverso la polvere un’unica volta, questa deve essere macinata finemente, in modo da aumentare la superficie di contatto e favorire l'estrazione delle sostanze solubili presenti nel caffè tostato.
Nel processo di tostatura i chicchi di caffè vengono sottoposti ad una serie di trasformazioni chimiche indotte da cambiamenti di temperatura. Attraverso questo procedimento gli zuccheri vengono caramellizzati e gli amminoacidi degradati ad ossazolo e pirazina, che sono le sostanze da cui ha origine l’aroma caratteristico del caffè. Queste trasformazioni producono anche dieci chilogrammi di anidride carbonica (CO2) per ogni chilogrammo di caffè.

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