Kaffeepulver ist zuletzt immer teurer geworden, höchste Zeit also, möglichst sparsam damit umzugehen. Wie man bei handgebrühtem Filterkaffee ein starkes Getränk aus möglichst wenig Pulver bekommt, haben Physiker ergründet. Ihr Tipp: Das Wasser aus großer Höhe in einem durchgängigen Strahl auf das Pulver gießen.

Filterkaffee ist dem Deutschen Kaffeeverband zufolge hierzulande die beliebteste Art, Kaffee zu genießen. Zubereitet wird er mit einer Maschine oder manuell mit einem Porzellan- oder Kunststofffilter, ausgelegt mit Filterpapier. Üblicherweise wird heißes Wasser langsam und kreisförmig über frisch gemahlenes Kaffeepulver in den Filter gegossen.

Ideal bei diesem Pour-over-Verfahren sei der Wasserstrahl aus sogenannten Schwanenhals-Wasserkochern, um die erforderliche Höhe und Strömungsart zu erreichen, erklären die Forschenden im Fachjournal »Physics of Fluids« . Der Ausguss dieser Wasserkocher erinnert an die Form eines Schwanenhalses und soll ein möglichst präzises Ausgießen ermöglichen.

Lawine im Kaffeepulver

Ein starker, konzentrierter Wasserstrahl erzeugt demnach eine Art Lawine im Kaffeepulver: Das verdrängte Pulver zirkuliert, während sich das Wasser tiefer ins Kaffeebett gräbt. Das führe dazu, dass Wasser und Kaffeemehl stärker durchmischt würden – und damit zu einem stärkeren Kaffee.

»Wenn der Wasserstrahl zu dünn ist, neigt er dazu, in Tröpfchen zu zerfallen«, erklärte Mitautorin Margot Young von der University of Pennsylvania. Der Strahl könne das Kaffeemehl dann nicht effektiv mit dem heißen Wasser vermischen. Die Forschenden nutzten neben echtem Kaffeepulver laserbeleuchtete transparente Partikel in einem Glastrichter, um die Mischdynamik verfolgen und analysieren zu können.

Kaffee ist eines der beliebtesten Getränke in Deutschland: Der Pro-Kopf-Verbrauch lag dem Deutschen Kaffeeverband zufolge im vergangenen Jahr bei rund 163 Litern. Kaffeehandel ist ein Milliardengeschäft und für viele Länder weltweit eine wichtige Einnahmequelle. »Kaffee ist eines der bedeutendsten Welthandelsgüter«, heißt es beim Kaffeeverband.

Jedes Jahr werden weltweit mehrere Milliarden Kilogramm Kaffee konsumiert, wie der US-Dachverband physikalischer Fachgesellschaften AIP erklärt. Der fortschreitende Klimawandel bedrohe den Anbau aber. Unter anderem gehen geeignete Anbauflächen verloren, Extremwetterereignisse verursachen Ernteausfälle. Zugleich steigt die globale Nachfrage, etwa in Asien. In den vergangenen Jahren ist Kaffee deshalb deutlich teurer geworden.