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意式浓缩萃取——“通道”和“微通道” 效应
发布时间:2019年08月12日 15:16:56  来源: 云南网
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  原标题:roast世界咖啡新闻 |其他|意式浓缩萃取--“通道”和“微通道” 效应

  通道”效应Channels——在咖啡萃取过程中大量冲煮水通过一个局部区域,是造成不均匀萃取的主要原因。

  我们希望深入地探讨水流在浓缩萃取过程中的流动现象。一种现象是我们熟悉的显而易见的“通道”效应,另外一种是更微妙隐晦的流动现象,即咖啡颗粒间隙的水流变化,它可能对浓缩味道有更大的影响。

  过度萃取与单宁

  随着萃取率的增加,我们最终会达到萃取临界点(苦,刺激干涩感出现),这就是我们所说的“萃取上限”。这种苦味和干涩感主要是由单宁引起的。单宁是一种可溶于水的大分子物质,在高萃取率水平被萃取出来进入浓缩咖啡。

  在这个临界点之前,萃取率越高,浓缩咖啡中的物质总量越大。传统上来讲萃取率可达到22-24%左右, Scott Rao和其他一些人在不出现过度萃取前提下可以将萃取率提高到27%。

  “通道”和“微通道” 效应

  Channels and Microchannels

  我们很容易判断浓缩咖啡制作过程中出现的“通道”效应——-无底把底部喷射出来的水雾/流,或者萃取液中的深棕色条纹——这些都是水流不均匀流经咖啡粉饼的迹象。

  有很多方法可以或多或少地消除“通道”效应从而提高萃取质量,但对提高萃取上限的影响相对较小。

  在没有明显“通道”效应的情况下,Scott Rao观察到了在流量与压力相互作用下所产生的流量波动—他称之为“微通道”(microchannels即咖啡颗粒间孔隙大小的微小变化,减少“微通道”效应可以改善萃取质量并提高萃取上限。

  Poiseuille’s定律

  正如Matt 在柏林的演讲中所解释的那样,咖啡颗粒间孔隙大小的微小变化可以对流经的流体产生巨大的影响,这由Poiseuille’s定律效应造成。Poiseuille’s定律表明,如果孔径增加一倍,流量会增加16倍。这意味着咖啡颗粒之间不可避免的间隙变化会对水流产生很大的影响,更多的水通过一个空隙意味着区域范围内萃取物质以及单宁萃取量的增加。

  不滑移边界条件

  然而,高流量(流量的差异)并不是问题的唯一答案。

  不滑移边界条件表明,流体在固壁面处的流速为零。(即,因为实际流体的粘性力和惯性,紧贴固体表面的流体与固体之间不存在相对运动,相对流速为零;远离固体表面的流体与固体有相对运动,且存在速度梯度,垂直流动方向的面上每一点速度大小不同,远离固壁面速度大,固壁面处边界层的流速为零)。

  所以,咖啡颗粒表面的分子只能通过扩散方式进入流体,至少在穿过边界层之前是这样。

  左:颗粒空隙内(微通道内)流体流速快,边界层处流速为零。右图:(因此)单宁(绿色)只能通过扩散方式进入流体。

  雷诺数与湍流

  我们之前的文章中解释了萃取意式浓缩时,流经粉饼的水流形态是湍流。这种流动不是沿着直线穿过咖啡粉饼,而是在粉饼内部随机地产生旋涡水流/运动。

  左:层流/右:湍流

  雷诺数值越大,湍流发生的几率越大。流动速度越快的液体雷诺数就越高,所以流过较大孔隙的速度较快的水流,属于湍流的可能性就越大。

  这种湍流使水流更接近咖啡颗粒表面,把单宁从边界层中拉出来,最终破坏了你浓缩咖啡。

  限制流速可以降低雷诺数。这也解释了通过分析流速曲线可以帮助你在萃取过程中如何通过减少湍流来改善浓缩咖啡的质量。

  过度萃取不一定必须由一个显而易见的“通道”效应造成。由于咖啡颗粒之间空隙的微小变化,任何局部区域的流量增加都可能导致湍流的增加,从而导致单宁被萃取出来。任何能减少这些咖啡颗粒之间空隙大小变化的方法,无论是更均匀的研磨,还是更好布粉/压粉准备工作,都能提高浓缩萃取上限。(Roast杂志供稿)

责任编辑:毛雪勰
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