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에스프레소의 구름층의 과학적 원리? 왜 에스프레소의 거품은 아래로 가라앉나?

2015-07-15






에스프레소의 구름층의 과학적 원리? 왜 에스프레소의 거품은 아래로 가라앉나? 


우리가 흔히 기네스 맥주를 마실 때 재미나게도 작은 방울들이 아래로 가라앉는 재미난 현상을 목격하게 됩니다. 이는 에스프레소의 추출 과정에서도 경우에 따라 유사하게 나타나는데, 이러한 현상은 "기네스 효과" 혹은 "기네스 폭포" 라고 불리고 있죠. 특히 이러한 현상은 최근 유행처럼 번져가는 질소 충전식 콜드 브루 커피들에서도 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 


 


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신민아의 손에 쥐어진 모 프랜차이즈의 신메뉴 사진에서도 기네스 효과를 찾아볼 수 있습니다.




이러한 현상에도 알고보면 재미난 과학적 원리가 숨어 있는데, 간단한 물리적 현상과 유체 역학에 대한 상식 정도로도 쉽게 이해 할 수 있습니다.


흔히 기체는 물보다 가벼워 물속에서는 위로 올라가려는 성질이 있습니다. 이같은 현상은 탄산 음료에서도 쉽게 찾아볼 수가 있기도 하구요. 기네스나 질소 충진 커피에는 공통적으로 질소가 큰 비율로 녹아있습니다. 이들 음료가 따라질 때의 에너지로 인해 녹아있던 질소는 액체 밖으로 빠져나오게 되고 이내 윗 부분으로 이동하게 됩니다.


그럼 왜?! 기네스 이펙트가 일어나는 음료에서 거품층은 가라 앉는 형태로 나타날까요? 


그 이유는 다음과 같습니다. 음료 내부에 존재하는 미세한 질소 버블들은 상부로 상승하려 하지만 유리잔 내벽에 밀착된 액체와 버블들은 벽과의 마찰로 인해 유동속도가 상대적으로 느려지게 됩니다. 결국 컵의 중앙부 유체의 빠른 상승 흐름은 외부 유체 흐름을 하향 시키게 되고 전체적으로 컵의 유체 이동에 일종의 큰 순환 흐름을 생성하게 됩니다. 결과적으로 우리는 내부의 상승 흐름이 아닌 외부의 하향 흐름만 관찰 할 수 있게 되는 셈인데, 이것이 바로 "기네스 이펙트"의 원리입니다. 


이러한 기네스 이펙트는 용액의 색상이 진할 경우 쉽게 관찰이 되고, 이산화 탄소같이 쉽게 기포의 크기가 크고 균일하지 않은 기체보다는 미세하고 균일한 기포층을 만들기 쉬운 기체들에 더 잘 나타난다고 하는군요.

 

 



기네스 이펙트의 기본 원리



 Up in center



Moving out at top



Bubbles go down at walls



Cycle continues



Settled pint



Circulating glass animation


                                                                                                                                                           


출처 : 스탠포드 대학 웹페이지 / http://web.stanford.edu/group/Zarelab/guinness






위 영상은 본 에디터가 예전에 촬영해둔 샘플입니다. 질소 카트리지를 사용하는 에스프레소 추출 도구를 사용했을 때도 쉽게 기네스 효과를 살펴 볼 수 있습니다. 물론 일반적인 에스프레소 추출 상태에서도 조건에 따라 쉽게 관찰되기도 하죠.


실제로 에스프레소를 추출 할 땐 이것을 에스프레소 구름이라고 부르는 경우도 있습니다. 에스프레소 내부의 가스들이 모두 방출되어 폼 층이 안정화 되기 전에 마셔야 진정한 에스프레소를 즐길 수 있다고 말하기도 하죠. 뭐 어떻게 즐겨야 한다보다는 조금이라도 눈에 보이는 현상을 이해하고 마신다면 보다 더 에스프레소를 맛있게 "즐길"수 있지 않을까 합니다. 근데 솔직히 지금은 기네스를 더 마시고 싶군요.




블랙워터이슈 컨텐츠팀

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