ऑस्ट्रेलिया में न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय (यूएनएसडब्ल्यू सिडनी) की एक शोध टीम ने हाल ही में एक नई एस्प्रेसो निष्कर्षण विधि विकसित की है जो "अल्ट्रासोनिक एस्प्रेसो" बनाने के लिए उच्च तापमान और उच्च दबाव के बजाय अल्ट्रासाउंड का उपयोग करती है। यह समान स्वाद और एकाग्रता बनाए रखते हुए ऊर्जा की खपत को 75% तक कम कर सकता है। शोध के नतीजे बताते हैं कि कमरे के तापमान पर निष्कर्षण की यह विधि न केवल ऊर्जा की काफी बचत करती है, बल्कि उत्पादन समय को भी काफी कम कर देती है, और औद्योगिक-ग्रेड रेडी-टू-ड्रिंक कॉफी उत्पादन में व्यावहारिक लाभ लाने की उम्मीद है।
पारंपरिक प्रक्रिया के अनुसार, एक कप उच्च सांद्रता वाली एस्प्रेसो प्राप्त करने के लिए, पानी को गर्म किया जाना चाहिए और उच्च दबाव में बारीक पिसे हुए कॉफी पाउडर से गुजारा जाना चाहिए। इस प्रक्रिया की ऊर्जा खपत मुख्य रूप से पानी गर्म करने से होती है, और पानी की मजबूत ताप भंडारण क्षमता के कारण, कुल ऊर्जा खपत को कम करके नहीं आंका जा सकता है। यूएनएसडब्ल्यू टीम ने पाया कि अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके कमरे के तापमान पर एक समान निष्कर्षण प्रक्रिया पूरी की जा सकती है, जिससे हीटिंग लिंक को बायपास किया जा सकता है और ऊर्जा व्यय को काफी कम किया जा सकता है।
अनुसंधान का नेतृत्व UNSW के स्कूल ऑफ केमिकल इंजीनियरिंग के डॉ. फ्रांसिस्को ट्रूजिलो ने किया, जिन्होंने नई प्रक्रिया को "अल्ट्रासोनिक एस्प्रेसो" नाम दिया। ट्रुजिलो ने कहा, "यह एक अलग प्रक्रिया है, लेकिन आप तीन मिनट से भी कम समय में पारंपरिक इतालवी कॉफी जैसी ताकत और शरीर पा सकते हैं।" इसके विपरीत, पारंपरिक तरीकों में पानी को लगातार गर्म करने और उच्च दबाव बनाए रखने की आवश्यकता होती है, जबकि अल्ट्रासोनिक समाधान निष्कर्षण के लिए पूरी तरह से कमरे के तापमान के पानी का उपयोग करते हैं।
अनुसंधान टीम ने पहले कोल्ड ब्रू कॉफी बनाने के लिए उसी पेटेंट अल्ट्रासोनिक प्रणाली का उपयोग किया है, जिससे कोल्ड ब्रू कॉफी बनाने की प्रक्रिया, जिसमें मूल रूप से घंटों या रात भर का समय लगता था, को घटाकर केवल तीन मिनट कर दिया गया है। अब वे इस तकनीक को एस्प्रेसो कॉफी में भी लागू कर रहे हैं जिसके लिए उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है, जिसे अधिक चुनौतीपूर्ण लक्ष्य माना जाता है। कोल्ड ब्रू की तुलना में, एस्प्रेसो कॉफी स्वाद की तीव्रता और कैफीन सामग्री में अधिक केंद्रित होती है, जो निष्कर्षण दक्षता और पैरामीटर नियंत्रण पर उच्च आवश्यकताएं लगाती है।
विशिष्ट प्रक्रिया के संबंध में, अनुसंधान टीम ने दो प्रमुख चर को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित किया: शराब बनाने का अनुपात और पीसने की मोटाई। उनमें से, ब्रूइंग अनुपात (कॉफी पाउडर की प्रति यूनिट पानी की खपत) सीधे अंतिम पेय की एकाग्रता को निर्धारित करता है। अत्यधिक पानी के कारण स्वाद पतला हो जाएगा। उन्होंने यह भी पाया कि फलियों को अधिक बारीक पीसने से स्वाद की रिहाई में काफी तेजी आ सकती है, जिससे कम समय में पर्याप्त निष्कर्षण शक्ति प्राप्त हो सकती है।
उपकरण संरचना के संदर्भ में, पारंपरिक फिल्टर कप फिल्टर बास्केट को "अल्ट्रासोनिक रिएक्टर" में बदल दिया जाता है। उच्च-आवृत्ति अल्ट्रासोनिक तरंगें एक आंतरिक ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्पन्न होती हैं, जिससे कॉफी पाउडर और पानी वाली पूरी फिल्टर टोकरी उच्च गति से कंपन करती है। यह प्रक्रिया तरल में एक "ध्वनिक गुहिकायन" घटना उत्पन्न करती है, जिसमें छोटे बुलबुले लगातार बनते हैं और तेजी से ढह जाते हैं। जब यह पतन कॉफी के कणों के पास होता है, तो सूक्ष्म तरल जेट बनते हैं जो कॉफी के कणों की सतह पर प्रभाव डालते हैं और तोड़ देते हैं। जैसे ही कण की सतह विघटित होती है, स्वाद यौगिक, तेल और कैफीन अधिक तेज़ी से पानी में छोड़े जाते हैं, जिससे उच्च तापमान पर निर्भर हुए बिना कुशल निष्कर्षण की अनुमति मिलती है।
ट्रूजिलो की टीम ने अल्ट्रासाउंड क्रिया समय पर एक व्यवस्थित परीक्षण भी किया। परिणामों से पता चला कि जब अल्ट्रासाउंड की अवधि ढाई से तीन मिनट के बीच थी, तो अधिक संतुलित स्वाद और एकाग्रता वाली एक कप कॉफी प्राप्त की जा सकती थी। इस समय अंतराल के दौरान, निकाला गया एस्प्रेसो पारंपरिक उच्च तापमान और उच्च दबाव निष्कर्षण की स्वाद विशेषताओं के करीब संवेदी होता है।
उपभोक्ता स्तर पर नई प्रक्रिया की स्वीकार्यता का मूल्यांकन करने के लिए, अनुसंधान टीम ने लगभग 100 प्रतिभागियों के साथ एक अंधा परीक्षण प्रयोग का आयोजन किया। ये सभी सामान्य उपभोक्ता थे जो प्रति सप्ताह कम से कम एक कप कॉफी पीते थे। प्रयोग में चार कॉफ़ी नमूने स्थापित किए गए: पारंपरिक इतालवी, अल्ट्रासोनिक इतालवी, पारंपरिक फ़िल्टर्ड कॉफ़ी और अल्ट्रासोनिक फ़िल्टर्ड कॉफ़ी। निष्पक्ष परिणाम सुनिश्चित करने के लिए, सभी नमूनों को एक ही तापमान पर ठंडा किया गया, एक समान दिखने वाले कंटेनरों में डाला गया और यादृच्छिक क्रम में परोसा गया।
प्रतिभागियों को सुगंध, स्वाद, कड़वाहट और समग्र पसंद के संदर्भ में प्रत्येक नमूने को नौ-बिंदु पैमाने पर रेट करने के लिए कहा गया था। परिणामों से पता चला कि उपभोक्ता पारंपरिक इतालवी और अल्ट्रासोनिक इतालवी के बीच महत्वपूर्ण अंतर का स्वाद नहीं ले सके। स्वाद और समग्र प्राथमिकता के मामले में दोनों का स्कोर समान था। ब्लाइंड परीक्षण में अल्ट्रासोनिक संस्करण स्पष्ट रूप से पहचाना नहीं जा सका। फिल्टर कॉफी समूह में, प्रतिभागियों का अल्ट्रासोनिक फिल्टर कॉफी का समग्र मूल्यांकन पारंपरिक फिल्टर संस्करण की तुलना में काफी अधिक था, खासकर कड़वाहट के मामले में।
"इन परिणामों से पता चलता है कि कमरे के तापमान पर अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का उपयोग करने से कॉफी का स्वाद ख़राब नहीं होता है और कुछ मामलों में माउथफिल में भी सुधार हो सकता है," ट्रूजिलो ने निष्कर्ष निकाला। इसका मतलब यह है कि आमतौर पर कॉफी बनाने से जुड़े उच्च तापमान के कदमों के बिना भी, अंतिम उत्पाद अभी भी उपभोक्ता की स्वाद अपेक्षाओं को पूरा कर सकता है या उससे अधिक कर सकता है।
क्योंकि सिस्टम संरचना अपेक्षाकृत सरल है, अनुसंधान टीम का मानना है कि इस अल्ट्रासोनिक कॉफी निष्कर्षण तकनीक को भविष्य में घरेलू कॉफी मशीनों पर लागू करने का अवसर है। हालाँकि, ऊर्जा-बचत के दृष्टिकोण से, अधिक संभावित लाभ औद्योगिक पैमाने के अनुप्रयोगों से आ सकते हैं। वर्तमान में, कमरे के तापमान पर रेडी-टू-ड्रिंक कॉफी पेय का उत्पादन करने वाली कई कंपनियां अभी भी सांद्र उत्पादन के लिए पारंपरिक उच्च तापमान और उच्च दबाव के तरीकों पर निर्भर हैं। यदि वे अल्ट्रासोनिक सिस्टम पर स्विच करते हैं, तो वे प्रसंस्करण चक्र को छोटा कर सकते हैं और बड़े पैमाने पर उत्पादन में ऊर्जा खपत में काफी कमी ला सकते हैं।
ट्रुजिलो ने बताया कि उन कंपनियों के लिए जो औद्योगिक पैमाने पर कॉफी उत्पादों का उत्पादन करती हैं, अल्ट्रासोनिक प्रणाली में उनकी उत्पादन क्षमता की जरूरतों को पूरा करने के लिए स्केल किए जाने की क्षमता है, जिससे प्रसंस्करण समय और ऊर्जा उपयोग में दोहरा लाभ मिलता है। इस पैमाने पर, 75% तक की ऊर्जा बचत क्षमता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, और अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण द्वारा प्राप्त पेय स्वयं इटालियन केंद्रित शक्ति है, जिसे सीधे पीने के लिए तैयार उत्पादों के आधार के रूप में उपयोग किया जा सकता है, या केंद्रित तरल के रूप में ले जाया जा सकता है, और फिर आवश्यकतानुसार ठंडा पेय या दूध कॉफी जैसे विभिन्न पेय में पतला और तैयार किया जा सकता है।
शोध के नतीजे जर्नल ऑफ फूड इंजीनियरिंग में प्रकाशित हुए हैं। अनुसंधान टीम का मानना है कि जैसे-जैसे दुनिया ऊर्जा दक्षता और कार्बन कटौती के लक्ष्यों पर अधिक ध्यान देती है, इस प्रकार की नई खाद्य प्रसंस्करण तकनीक जो स्वाद को ध्यान में रखते हुए ऊर्जा की खपत को कम करती है, पेय और व्यापक खाद्य उद्योग में अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित करेगी।