Đồ uống phân tầng giữ được lớp vì mỗi lớp có khối lượng riêng khác nhau: lớp nhiều đường nhất nặng nhất nên nằm dưới đáy, lớp ít đường hoặc nóng hơn nhẹ hơn nên nổi lên trên. Người pha rót chậm qua lưng thìa hoặc qua đá để lớp sau đặt nhẹ lên lớp trước. Khuấy một lần là các lớp trộn vào nhau và không thể tự tách lại, vì đường đã phân tán đều khắp ly.
Vì sao lớp sữa, lớp trà, lớp siro không lẫn vào nhau ngay?
Trà, cà phê, sữa, siro trái cây đều gốc nước và đều hoà được vào nhau. Về lâu dài chúng sẽ trộn đều. Nhưng "lâu dài" có thể là vài chục phút hoặc vài giờ nếu ly để yên. Hai thứ giữ các lớp tách nhau trong khoảng thời gian đó:
- Chênh lệch khối lượng riêng: lớp nặng nằm dưới thì ở thế ổn định, không có lực nào đẩy nó lên. Muốn trộn phải có ai đó tốn công khuấy.
- Khuếch tán chậm: khi không có dòng chảy, phân tử đường chỉ lan sang lớp bên cạnh bằng cách khuếch tán. Trong chất lỏng, khuếch tán đi được vài milimét đã mất nhiều phút, đi hết bề cao một ly thì mất hàng giờ.
Ngược lại, nếu đặt lớp nặng lên trên lớp nhẹ, nó sẽ sụp xuống ngay thành những dải mây cuộn, kéo theo trộn lẫn. Ly phân tầng đẹp chỉ có được khi thứ tự rót đúng với thứ tự nặng nhẹ.
Đường làm nước nặng lên bao nhiêu?
Đường là "chất tạo nặng" chính trong mọi ly đồ uống phân tầng. Khi đường tan, phân tử đường chen vào giữa các phân tử nước, làm khối lượng tăng nhanh hơn thể tích. Bảng dưới là khối lượng riêng gần đúng của nước đường kính (đường mía) ở khoảng 20 °C, theo các bảng tra hoá học phổ thông:
| Nồng độ đường (% theo khối lượng) | Khối lượng riêng (g/ml, khoảng) | Gần giống |
|---|---|---|
| 0% | 1,00 | Trà không đường, nước lọc |
| 10% | 1,04 | Nước ngọt có ga, nước ép trái cây |
| 20% | 1,08 | Nước mía, trà rất ngọt |
| 40% | 1,18 | Siro pha loãng |
| 60% | 1,29 | Siro đặc, nước đường nấu sệt |
Nhìn bảng sẽ hiểu vì sao siro trái cây luôn nằm dưới đáy ly soda, và vì sao sữa đặc có đường, khoảng 1,3 g/ml, lắng ngay xuống đáy ly cà phê sữa đá. Chỉ cần chênh lệch vài phần trăm khối lượng riêng là đã đủ tạo lớp, nếu rót khéo.
Sữa tươi nằm ở đâu?
Sữa tươi không đường khoảng 1,03 g/ml, nặng hơn trà và cà phê không đường một chút nhưng nhẹ hơn siro nhiều. Vì vậy trong một ly matcha sữa đá kiểu ba tầng, thứ tự thường là siro đường dưới đáy, sữa ở giữa, trà xanh đánh tan ở trên. Trà xanh pha đậm có bột trà lơ lửng nhưng phần nước vẫn gần như nước lọc nên nổi trên sữa.
Nhiệt độ góp phần tạo lớp thế nào?
Chất lỏng nóng nở ra nên nhẹ hơn cùng chất lỏng ấy lúc lạnh. Nước ở khoảng 80 °C nhẹ hơn nước đá lạnh chừng 3%. Con số nghe nhỏ, nhưng vẫn đủ để một lớp cà phê nóng rót nhẹ nằm yên trên lớp sữa lạnh trong ít phút.
Đá viên cũng là một lớp riêng. Nước đá có khối lượng riêng khoảng 0,92 g/ml nên viên đá nổi. Khi đá tan, nước tan ra là nước lọc lạnh, không đường. Nước này lạnh nên có xu hướng chìm, nhưng lại không đường nên có xu hướng nổi. Trong ly đồ uống ngọt, yếu tố đường thường thắng: nước đá tan tạo thành một lớp nhạt vị trên cùng. Đó là lý do ngụm đầu của ly trà sữa để lâu thường nhạt, càng xuống càng ngọt.
Người pha chế rót như thế nào để giữ lớp?
Bí quyết chung là làm cho lớp sau "đặt" lên lớp trước chứ không "đâm" vào nó. Một dòng chất lỏng rơi từ cao xuống có động năng, nó khoan sâu vào lớp dưới và cuốn hai lớp vào nhau. Các cách sau đều nhằm giảm động năng đó:
- Rót qua lưng thìa: úp thìa sát mặt chất lỏng trong ly, rót chậm lên lưng thìa. Chất lỏng toả mỏng và trượt nhẹ ra mặt lớp dưới.
- Rót qua đá: ly đầy đá thì dòng rót bị các viên đá chia nhỏ, chảy chậm theo khe. Nhiều quán pha cà phê sữa đá, trà sữa nhiều tầng theo cách này.
- Rót dọc thành ly: nghiêng ly hoặc rót sát thành để chất lỏng chảy xuống như theo một con dốc.
- Rót lớp nặng trước: siro và sữa đặc luôn vào ly đầu tiên, lớp nhẹ nhất vào sau cùng.
Ly cao và hẹp giữ lớp đẹp hơn ly thấp và rộng, vì mỗi lớp dày hơn và ranh giới lộ rõ hơn qua thành ly.
Vì sao khuấy một lần là mất lớp vĩnh viễn?
Khuấy tạo ra dòng xoáy kéo các mảng chất lỏng của lớp này đi xuyên qua lớp kia, cắt chúng thành những sợi ngày càng mỏng. Sợi càng mỏng thì khuếch tán càng nhanh xoá ranh giới. Vài vòng thìa là đủ để đường phân tán đều khắp ly.
Một khi đã trộn đều, không có lực nào tách đường ra khỏi nước để đưa nó trở lại đáy. Trọng lực không tách được dung dịch đã đồng nhất: đường tan thật sự không lắng xuống, dù để ly bao lâu. Đây là điểm khác với các hỗn hợp như nước phù sa hay sơn, nơi hạt rắn không tan sẽ lắng lại sau một thời gian.
Các nhà vật lý gọi đây là một quá trình không thuận nghịch: trộn thì dễ, tự tách lại thì không bao giờ xảy ra. Ly phân tầng vì thế là thứ đẹp nhất trước ngụm đầu tiên.
Những ly phân tầng quen thuộc được xếp lớp ra sao?
| Đồ uống | Lớp dưới (nặng) | Lớp giữa | Lớp trên (nhẹ) |
|---|---|---|---|
| Cà phê sữa đá | Sữa đặc có đường | Cà phê đen | Nước đá tan |
| Soda trái cây | Siro trái cây | Nước soda | Bọt ga, đá |
| Trà sữa đường đen | Siro đường đen | Sữa tươi | Trà hoặc lớp kem mặn |
| Matcha sữa ba tầng | Siro đường | Sữa tươi | Trà xanh đánh tan |
| Nước ép hai màu | Nước ép ngọt hơn, đặc hơn | — | Nước ép ít ngọt hơn |
Lớp kem mặn hay kem sữa béo trên mặt ly là một trường hợp đặc biệt: chất béo nhẹ, lại được đánh bông có nhiều bọt khí, nên nổi chắc trên cùng. Cũng vì nhiều bọt khí mà lớp kem đánh bông chiếm thể tích lớn hơn hẳn lượng kem lỏng ban đầu.
Tự làm ly hai lớp ở nhà và quan sát được gì?
Không cần dụng cụ quầy pha chế. Thử làm một ly nước ép hai màu từ trái cây có sẵn:
- Pha một cốc nước cam vắt thêm một thìa đường, khuấy tan hẳn. Đây là lớp nặng.
- Pha riêng một cốc nước ép dưa hấu hoặc nước chanh loãng không thêm đường. Đây là lớp nhẹ.
- Đổ lớp nặng vào ly cao, cho đá đầy ly.
- Rót lớp nhẹ thật chậm qua lưng thìa sát mặt đá.
Nếu ranh giới không rõ, lần sau tăng thêm đường ở lớp dưới hoặc rót chậm hơn. Muốn thấy khuếch tán, để ly yên trong tủ mát và ngó lại sau nửa giờ, sau hai giờ: ranh giới sẽ nhoè dần thành một dải chuyển màu. Ghi lại thời gian là đã có một quan sát khoa học nhỏ đúng nghĩa.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao sữa đặc luôn nằm dưới đáy ly cà phê?
Sữa đặc có đường có khối lượng riêng khoảng 1,3 g/ml, nặng hơn cà phê đen gần như nước lọc. Nó lại rất sánh nên khó trộn nếu không khuấy. Vì thế sữa đặc lắng xuống đáy và nằm yên ở đó.
Làm sao rót đồ uống nhiều lớp không bị lẫn?
Rót lớp nhiều đường trước, lớp ít đường sau. Mỗi lớp rót thật chậm qua lưng thìa, qua đá hoặc dọc thành ly để dòng chất lỏng không khoan xuống lớp dưới. Ly cao và hẹp giữ lớp đẹp hơn ly thấp.
Đồ uống phân tầng để được bao lâu?
Nếu để yên, ranh giới giữ khá rõ trong vài chục phút, nhoè dần sau một hai giờ do khuếch tán và đá tan. Mang đi, rung lắc hay khuấy thì các lớp trộn ngay.
Vì sao ngụm đầu ly trà sữa để lâu bị nhạt?
Đá tan tạo ra nước lọc lạnh không đường, nhẹ hơn phần trà sữa ngọt bên dưới nên đọng lại thành lớp nhạt trên cùng. Khuấy đều trước khi uống sẽ hết hiện tượng này.
Đã khuấy rồi để yên có tách lớp lại được không?
Không. Đường đã tan hoàn toàn thì không lắng xuống dù để bao lâu. Chỉ các hạt không tan như bột trà, cặn cà phê mới lắng lại theo thời gian.
