'咖啡新聞 |意式濃縮萃取--“通道”和“微通道” 效應'

濃縮咖啡 咖啡 美妝愛用 新聞 文章 走進咖啡世界 2019-09-05
"

通道”效應Channels——在咖啡萃取過程中大量衝煮水通過一個局部區域,是造成不均勻萃取的主要原因。

我們希望深入地探討水流在濃縮萃取過程中的流動現象。一種現象是我們熟悉的顯而易見的“通道”效應,另外一種是更微妙隱晦的流動現象,即咖啡顆粒間隙的水流變化,它可能對濃縮味道有更大的影響。

過度萃取與單寧

隨著萃取率的增加,我們最終會達到萃取臨界點(苦,刺激乾澀感出現),這就是我們所說的“萃取上限”。這種苦味和乾澀感主要是由單寧引起的。單寧是一種可溶於水的大分子物質,在高萃取率水平被萃取出來進入濃縮咖啡。

在這個臨界點之前,萃取率越高,濃縮咖啡中的物質總量越大。傳統上來講萃取率可達到22-24%左右, Scott Rao和其他一些人在不出現過度萃取前提下可以將萃取率提高到27%。

“通道”和“微通道” 效應

Channels and Microchannels

我們很容易判斷濃縮咖啡製作過程中出現的“通道”效應——-無底把底部噴射出來的水霧/流,或者萃取液中的深棕色條紋——這些都是水流不均勻流經咖啡粉餅的跡象。

有很多方法可以或多或少地消除“通道”效應從而提高萃取質量,但對提高萃取上限的影響相對較小。

在沒有明顯“通道”效應的情況下,Scott Rao觀察到了在流量與壓力相互作用下所產生的流量波動—他稱之為“微通道”(microchannels即咖啡顆粒間孔隙大小的微小變化),減少“微通道”效應可以改善萃取質量並提高萃取上限。

Poiseuille’s定律

正如Matt 在柏林的演講中所解釋的那樣,咖啡顆粒間孔隙大小的微小變化可以對流經的流體產生巨大的影響,這由Poiseuille’s定律效應造成。Poiseuille’s定律表明,如果孔徑增加一倍,流量會增加16倍。這意味著咖啡顆粒之間不可避免的間隙變化會對水流產生很大的影響,更多的水通過一個空隙意味著區域範圍內萃取物質以及單寧萃取量的增加。

不滑移邊界條件

然而,高流量(流量的差異)並不是問題的唯一答案。

不滑移邊界條件表明,流體在固壁面處的流速為零。(即,因為實際流體的粘性力和慣性,緊貼固體表面的流體與固體之間不存在相對運動,相對流速為零;遠離固體表面的流體與固體有相對運動,且存在速度梯度,垂直流動方向的面上每一點速度大小不同,遠離固壁面速度大,固壁面處邊界層的流速為零)。

所以,咖啡顆粒表面的分子只能通過擴散方式進入流體,至少在穿過邊界層之前是這樣。

"

通道”效應Channels——在咖啡萃取過程中大量衝煮水通過一個局部區域,是造成不均勻萃取的主要原因。

我們希望深入地探討水流在濃縮萃取過程中的流動現象。一種現象是我們熟悉的顯而易見的“通道”效應,另外一種是更微妙隱晦的流動現象,即咖啡顆粒間隙的水流變化,它可能對濃縮味道有更大的影響。

過度萃取與單寧

隨著萃取率的增加,我們最終會達到萃取臨界點(苦,刺激乾澀感出現),這就是我們所說的“萃取上限”。這種苦味和乾澀感主要是由單寧引起的。單寧是一種可溶於水的大分子物質,在高萃取率水平被萃取出來進入濃縮咖啡。

在這個臨界點之前,萃取率越高,濃縮咖啡中的物質總量越大。傳統上來講萃取率可達到22-24%左右, Scott Rao和其他一些人在不出現過度萃取前提下可以將萃取率提高到27%。

“通道”和“微通道” 效應

Channels and Microchannels

我們很容易判斷濃縮咖啡製作過程中出現的“通道”效應——-無底把底部噴射出來的水霧/流,或者萃取液中的深棕色條紋——這些都是水流不均勻流經咖啡粉餅的跡象。

有很多方法可以或多或少地消除“通道”效應從而提高萃取質量,但對提高萃取上限的影響相對較小。

在沒有明顯“通道”效應的情況下,Scott Rao觀察到了在流量與壓力相互作用下所產生的流量波動—他稱之為“微通道”(microchannels即咖啡顆粒間孔隙大小的微小變化),減少“微通道”效應可以改善萃取質量並提高萃取上限。

Poiseuille’s定律

正如Matt 在柏林的演講中所解釋的那樣,咖啡顆粒間孔隙大小的微小變化可以對流經的流體產生巨大的影響,這由Poiseuille’s定律效應造成。Poiseuille’s定律表明,如果孔徑增加一倍,流量會增加16倍。這意味著咖啡顆粒之間不可避免的間隙變化會對水流產生很大的影響,更多的水通過一個空隙意味著區域範圍內萃取物質以及單寧萃取量的增加。

不滑移邊界條件

然而,高流量(流量的差異)並不是問題的唯一答案。

不滑移邊界條件表明,流體在固壁面處的流速為零。(即,因為實際流體的粘性力和慣性,緊貼固體表面的流體與固體之間不存在相對運動,相對流速為零;遠離固體表面的流體與固體有相對運動,且存在速度梯度,垂直流動方向的面上每一點速度大小不同,遠離固壁面速度大,固壁面處邊界層的流速為零)。

所以,咖啡顆粒表面的分子只能通過擴散方式進入流體,至少在穿過邊界層之前是這樣。

咖啡新聞 |意式濃縮萃取--“通道”和“微通道” 效應

左:顆粒空隙內(微通道內)流體流速快,邊界層處流速為零。右圖:(因此)單寧(綠色)只能通過擴散方式進入流體。

雷諾數與湍流

我們之前的文章中解釋了萃取意式濃縮時,流經粉餅的水流形態是湍流。這種流動不是沿著直線穿過咖啡粉餅,而是在粉餅內部隨機地產生旋渦水流/運動。

"

通道”效應Channels——在咖啡萃取過程中大量衝煮水通過一個局部區域,是造成不均勻萃取的主要原因。

我們希望深入地探討水流在濃縮萃取過程中的流動現象。一種現象是我們熟悉的顯而易見的“通道”效應,另外一種是更微妙隱晦的流動現象,即咖啡顆粒間隙的水流變化,它可能對濃縮味道有更大的影響。

過度萃取與單寧

隨著萃取率的增加,我們最終會達到萃取臨界點(苦,刺激乾澀感出現),這就是我們所說的“萃取上限”。這種苦味和乾澀感主要是由單寧引起的。單寧是一種可溶於水的大分子物質,在高萃取率水平被萃取出來進入濃縮咖啡。

在這個臨界點之前,萃取率越高,濃縮咖啡中的物質總量越大。傳統上來講萃取率可達到22-24%左右, Scott Rao和其他一些人在不出現過度萃取前提下可以將萃取率提高到27%。

“通道”和“微通道” 效應

Channels and Microchannels

我們很容易判斷濃縮咖啡製作過程中出現的“通道”效應——-無底把底部噴射出來的水霧/流,或者萃取液中的深棕色條紋——這些都是水流不均勻流經咖啡粉餅的跡象。

有很多方法可以或多或少地消除“通道”效應從而提高萃取質量,但對提高萃取上限的影響相對較小。

在沒有明顯“通道”效應的情況下,Scott Rao觀察到了在流量與壓力相互作用下所產生的流量波動—他稱之為“微通道”(microchannels即咖啡顆粒間孔隙大小的微小變化),減少“微通道”效應可以改善萃取質量並提高萃取上限。

Poiseuille’s定律

正如Matt 在柏林的演講中所解釋的那樣,咖啡顆粒間孔隙大小的微小變化可以對流經的流體產生巨大的影響,這由Poiseuille’s定律效應造成。Poiseuille’s定律表明,如果孔徑增加一倍,流量會增加16倍。這意味著咖啡顆粒之間不可避免的間隙變化會對水流產生很大的影響,更多的水通過一個空隙意味著區域範圍內萃取物質以及單寧萃取量的增加。

不滑移邊界條件

然而,高流量(流量的差異)並不是問題的唯一答案。

不滑移邊界條件表明,流體在固壁面處的流速為零。(即,因為實際流體的粘性力和慣性,緊貼固體表面的流體與固體之間不存在相對運動,相對流速為零;遠離固體表面的流體與固體有相對運動,且存在速度梯度,垂直流動方向的面上每一點速度大小不同,遠離固壁面速度大,固壁面處邊界層的流速為零)。

所以,咖啡顆粒表面的分子只能通過擴散方式進入流體,至少在穿過邊界層之前是這樣。

咖啡新聞 |意式濃縮萃取--“通道”和“微通道” 效應

左:顆粒空隙內(微通道內)流體流速快,邊界層處流速為零。右圖:(因此)單寧(綠色)只能通過擴散方式進入流體。

雷諾數與湍流

我們之前的文章中解釋了萃取意式濃縮時,流經粉餅的水流形態是湍流。這種流動不是沿著直線穿過咖啡粉餅,而是在粉餅內部隨機地產生旋渦水流/運動。

咖啡新聞 |意式濃縮萃取--“通道”和“微通道” 效應

左:層流/右:湍流

雷諾數值越大,湍流發生的機率越大。流動速度越快的液體雷諾數就越高,所以流過較大孔隙的速度較快的水流,屬於湍流的可能性就越大。

這種湍流使水流更接近咖啡顆粒表面,把單寧從邊界層中拉出來,最終破壞了你濃縮咖啡。

限制流速可以降低雷諾數。這也解釋了通過分析流速曲線可以幫助你在萃取過程中如何通過減少湍流來改善濃縮咖啡的質量。

過度萃取不一定必須由一個顯而易見的“通道”效應造成。由於咖啡顆粒之間空隙的微小變化,任何局部區域的流量增加都可能導致湍流的增加,從而導致單寧被萃取出來。任何能減少這些咖啡顆粒之間空隙大小變化的方法,無論是更均勻的研磨,還是更好布粉/壓粉準備工作,都能提高濃縮萃取上限

文章來自:roast magazine

"

相關推薦

推薦中...