loader image
Februar 08, 2020 /
Temperaturens skjulte effekt
Brygningstemperatur påvirker strømningshastigheden for espresso på uventede måder takket være opløste gasser.

I vores den seneste del af Advanced Espresso-kurset, diskuterede vi et overraskende fund i den videnskabelige litteratur: At øge bryggetemperaturen får espressobilleder til at køre langsommere. Vi satte os ud for at teste dette for os selv og opdagede, at sandheden er mere subtil: det viser sig, at ændring af temperaturen har en anden effekt på strømningshastigheden, afhængigt af hvilken del af skuddet, du ser på.

Faktisk, hvis du øger brygningstemperaturen, kører den første del af skuddet langsommere, men den sidste del af skuddet kører hurtigere. Dette betyder, at i vores eksperiment var den samlede skudtid omtrent den samme, men indebærer, at du kunne få forskellige resultater, afhængigt af hvilket bryggeforhold, du vælger.

Denne effekt er større i friskere kaffe og i en mørkere stege, hvilket får os til at formode, at effekten skyldes opløste gasser i kaffen. En mulighed er, at der ved høje temperaturer dannes flere bobler i puck under den tidlige del af skuddet. Dette fører på en eller anden måde til lavere Modstand at flyde eller mere kanalisering under den senere del af skuddet.

Baggrund

Lad os først se på det eksisterende offentliggjorte bevis: Videnskabelige artikler om emnet har nævnt, at højere temperaturer fører til lavere strømningshastigheder. Dette modintuitive resultat blev først rapporteret af Marino Petracco (2005), der viste en stor forskel i strømningshastighed ved brygning ved 4 ° C sammenlignet med 90 ° C.

Flowhastigheder for espresso brygget ved 4 ° C og 90 ° C. Tilpasset fra: A. Illy And R. Viani (Eds), Espresso kaffe: The Science of Quality, p268.

Denne effekt på strømning er let at mærke, når temperaturen falder fra 90 ° C til 70 ° C, men vil også påvirke skud under realistiske brygningsforhold, hævder Petracco. ”Effekten er lettere, men alligevel betydelig ved temperaturer omkring den optimale værdi.” Det papir, han citerer (S. Andueza et al., 2001) synes ikke at støtte denne påstand.

I mellemtiden er resultaterne af eksperimenter fra baristaer under realistiske brygningsbetingelser modstridende. Mens et eksperiment af Monika Fekete støttede ideen om, at temperatur kunne påvirke strømningen inden for et relevant temperaturområde (90–95 ° C), et andet sæt eksperimenter af Andre Eiermann, den schweiziske Barista-mester 2017, fandt, at der ikke var nogen effekt på skudtiden mellem 90 og 98 ° C. Baristas 'anekdotiske oplevelse synes at variere, hvilket antyder, at effekten kan være modstridende for forskellige kaffe eller andet udstyr.

For at verificere, hvad der foregik, og for at finde ud af, hvorfor forskellige mennesker fik forskellige resultater, oprettede vi vores eget eksperiment.

Resultaterne

Vi lavede skud fra tre kaffe - en tre måneder fri stege, en frisk lys stege og en frisk mørkere stege, og vi sørgede for at kontrollere for faktorer som slibetemperaturen (fulde eksperimentelle detaljer er nedenfor). Vi fandt, at skudtiden ikke ændrede sig generelt med temperaturen for nogen af ​​de tre kaffe.

Imidlertid så vi et markant fald i den tid, det tog inden de sidste 20 g kom ud, hvilket betyder, at skuddet kører hurtigere i slutningen - denne effekt var større i frisk kaffe og størst af alt i en mørkere stege.

Effekten af ​​temperatur på den tid, det tager at dispensere de sidste 20 g af hvert skud. Den sidste del af skuddet kører hurtigere ved højere temperaturer. Forskellen er større for den friskere stege, og størst af alt for den mørke stege.

I friskere ristet kaffe så vi også en lille stigning i den tid, det tog inden de første 20 g nåede bægeret - det tog i gennemsnit ca. 1 sekund længere ved 95 ° C end ved 80 ° C i friskbrændt kaffe.

På den anden side i kaffe, der var 3 måneder fri for stege, bremsedes den første del af skuddet ikke mærkbart, og stigningen i strømningen ved slutningen var mindre - hvilket antyder, at opløste gasser kunne spille en rolle i denne effekt .

Hvordan kan vi forklare dette?

En mulighed er, at denne opførsel skyldes gasser i kaffebedet. Gasser som CO2 spiller en vigtig rolle i espressoekstraktion. Ristning af gasser, der er fanget i kaffefeltet, frigives ved kontakt med vand. Nogle af gasserne opløse i vandet, men nogle kan skabe bobler, der øges Modstand til strømmen af ​​vand.

Ved højere temperaturer er gasser mindre opløselige i vand. Det betyder sandsynligvis, at dette betyder ved højere temperaturer, at der dannes flere bobler, hvilket vil øge Modstand i sengen. Dette kan forklare, hvorfor den første del af skuddet bliver langsommere, mens boblerne frigøres. Når boblerne er skubbet ud af puck, eller der er pumpet nok vand ind i opløse den resterende gas, denne effekt stopper, og strømmen øges igen.

Dette forklarer dog ikke, hvorfor den anden halvdel af strømmen bliver hurtigere i stedet for bare at vende tilbage til det samme niveau. Det synes mest sandsynligt, at dette skyldes øget kanalisering ved højere temperaturer - enten fordi den højere ekstraktion ved højere temperaturer betyder puck begynder at nedbrydes hurtigere, eller måske fordi dannelsen af ​​bobler forstyrrer puck på en måde.

Det faktum, at stigningen i flowet ved udgangen er større i både friskere og mørkere ristet kaffe antyder det imidlertid, at dette også skyldes de opløste gasser - og at boblerne på en eller anden måde forårsager, at der dannes kanaler senere i ekstraktionen. Boblerne forstyrrer muligvis fysisk puck i meget lille skala, men det ser sandsynligvis ud, at de efterlader små, tørre pletter. Da der er tør kaffe hydrofob, vand strømmer omkring disse tørre pletter i stedet for gennem dem, hvilket fører til kanalisering.

En anden mulighed er, at den langsomme strømning i starten giver sengen mere tid til at blive fuldt befugtet, før den fulde strømning starter, og dette reducerer bøder migration - på lignende måde som hvordan et lavt tryk præ-infusion gør det muligt for den senere del af et skud at flyde hurtigere.

Er der en praktisk anvendelse?

Disse effekter på strømningshastighed er temmelig små til den slags temperaturer, som du sandsynligvis vil brygge med, så for det meste vil den ikke spille en vigtig rolle i din espresso. Baseret på vores eksperimenter ville den største effekt, som du ville forvente at se fra en temperaturstigning på 1 ° C, være at få den anden halvdel af dit skud til at flyde bare en tiendedel af et sekund hurtigere.

Selv hvis du foretager en ret stor ændring i brygningstemperatur, de øvrige effekter af temperatur på brygning vil have en meget større effekt end strømmen. Dette resultat fortæller os dog noget interessant om den rolle, som gasser spiller ved espressoekstraktion. Dette kan være en del af grunden til, at 'blomstrende' i espresso har så stor virkning på ekstraktionen - giver tid for gasserne til opløse eller flugt fjerner bobler og gør præ-infusion mere effektiv.

Eksperimentet

For dem af jer, der ønsker de fulde eksperimentelle detaljer og mere detaljeret diskussion af nogle af resultaterne, skal du læse videre!

Diagrammerne bliver ret komplicerede i det næste afsnit, så BH-forfatter / forsker, Tom Hopkinson leder os igennem det i dette skærmbillede.

protokol

Vi trak skud i disse eksperimenter i et fast forhold med en dosis på 18 g, et udbytte på 40 g, og vi brugte temperaturer mellem 80 og 95 ° C. Vi målte den samlede skudtid og den tid, det tog at nå 20 gram i kop. For at undgå, at resultaterne påvirkes af, at kværnen varmet op, randomiserede vi temperaturen for hvert skud.

Vi brugte en EK43 på en fast slibindstilling, og trak skuddene på en La Marzocco Linea Classic ved hjælp af det samme gruppehoved hver gang. Når temperaturen ændredes, efter at kedeltemperaturen var stabiliseret, rensede vi gruppen grundigt og lod derefter 10 minutter gå, for at lade gruppetemperaturen ligge i ligevægt. Gruppen blev også renset med en fast mængde vand umiddelbart inden brygning af hvert skud for at bringe alle dele op på driftstemperatur.

Resultater

Vi startede med at teste to kaffe: en 3 måneder fri stege og en 3 dage fri stege. Vi lavede skud med en fast opskrift med 3 forskellige kaffe og målte den tid det tog at nå 20 g og 40 g i koppen. Som med Eiermanns eksperiment fandt vi ingen signifikant forskel i den samlede skudtid eller for den tid, det tog at nå 20 g.

Effekten af ​​temperatur på den tid, det tager at nå 20 g og 40 g udbytte. Brygningstemperatur havde ingen samlet indflydelse på skudtiden.

Vi bemærkede dog noget usædvanligt. Mens skudtider ændrede sig ikke generelt, den tid det tog at komme fra 20 g op til 40 g så ud til at blive kortere, efterhånden som temperaturen steg. Forskellen mellem 80 ° C og 95 ° C var statistisk signifikant (T-test, p <0.05) for begge stege, selvom forskellen syntes at være større for den friske ristede kaffe.

Effekten af ​​temperatur på den tid, det tager at dispensere de sidste 20 g af hvert skud. Højere temperaturer får den sidste halvdel af skuddet til at køre hurtigere.

Vi så også en lille stigning i den tid, det tog at nå 20 g i den friske kaffe - ca. 1 sekund i gennemsnit mellem 80 ° C og 95 ° C. Fordi denne effekt dog er forholdsvis lille, gør tilfældig variation i skudtiden det svært at visualiser effekten. Den første del af skuddet er ansvarlig for meget af variationen i skudtiden, så ændringer i den samlede skudtid kan skjule forskellen i hvor lang tid det tager at nå 20 g. Denne variation betyder også, at resultaterne ikke er statistisk signifikante af sig selv.

Den nemmeste måde at se, hvad der foregår i denne del af skuddet, er ved at se på, hvor hurtigt den første del af skuddet løber i forhold til den samlede skudtid - med andre ord forholdet mellem den tid, det tager at nå 20 g og det tager at nå 40 g.

Vi så, at dette forhold steg med temperaturen. Med andre ord, uanset hvad den faktiske skudtid var, så ud til, at højere temperaturer sænkede den første del af skuddet sammenlignet med den anden.

Igen var forskellen mellem 80 ° C og 95 ° C statistisk signifikant (T-test, p <0.05) for begge stege, og forskellen syntes at være større for den friske ristede kaffe.

Effekten af ​​temperatur på andelen af ​​den samlede skudtid, der er taget til at dispensere de første 20 g af hvert skud. Højere temperaturer får den første del af skuddet til at køre langsommere sammenlignet med den samlede skudtid.

For at bekræfte, at denne effekt holdt sig over et bredere temperaturområde løb vi et par ekstra skud ved 60 ° C og fandt ud af, at tendensen fortsatte.

Effekten af ​​en større temperaturændring: den røde linje viser den samlede tid, det tager at dispensere de sidste 20 g (venstre akse), og den blå linje viser det forhold, hvor lang tid det tager at dispensere de første 20 g af hvert skud (på højre akse). Tendensen med langsommere i starten, hurtigere i slutningen fortsætter helt ned til en bryggetemperatur på 60 ° C.

På dette tidspunkt mistænkte vi, at virkningen kunne være relateret til opløste gasser, så vi gentog eksperimentet med en mørkere ristet kaffe, der ville indeholde mere gas - en espresso-blanding indeholdende 25% Robusta, 4 dage fri.

Denne kaffe viste, hvad der skete tydeligere: den samlede skudtid ændrede sig slet ikke mellem 80 og 95 ° C (29.8 s vs 29.5 s), men skuddene tog cirka 1 sekund længere for at nå 20 g i gennemsnit (23.4 s mod 22.3 s), selvom dette heller ikke var statistisk signifikant.

Andelen af ​​tiden, der blev taget til at nå 20 g, steg på lignende måde som den friske ristede kaffe, og de sidste 20 g flydede meget hurtigere (7.5 s vs 6.1 s) - en endnu større effekt, end vi så med den friske lette stege. Disse resultater var statistisk meget signifikante (p <0.005).

Effekten af ​​temperatur på en mørkere stege: de røde felter viser den tid, det tager at dispensere de sidste 20 g (venstre akse), og de blå felter viser det forhold, hvor lang tid det tager at dispensere de første 20 g af hvert skud (til højre håndakse). Ved højere temperaturer kører den første del af skuddet (blåt) langsommere i forhold til den samlede skudtid. Den anden del af skuddet (rød) kører hurtigere.

Dette bekræftede, at den første del af skuddet nedsættes ved højere temperaturer, mens den anden del af skuddet fremskyndes. Disse effekter er større end i den gamle kaffe, og hastigheden op i slutningen er større end i den friske, men lettere ristede kaffe. Dette stemmer overens med teorien om, at opløste gasser spiller en rolle i denne virkning.

Coaching-kalender

Find et kursus med en BH-certificeret coach

februar 2020

Mon Tir Ons Tor fre Sat Sol
1
2
3
4
5
6
  • FR: BARISTA ONE
7
  • FR: PERCOLATION
8
9
  • AU: Barista One
10
11
12
13
14
  • ZAR: Barista One
15
  • ZAR: Barista One
16
17
  • Malaysia, Emery School of Coffee, Kuala Lumpur, Barista One med Cadence Sim
18
19
20
  • Barista One I. Caféer el Magnifico
21
22
  • HP11BH / Hemel: Barista One
23
24
25
26
27
28
  • Barista One II. Caféer el Magnífico
29
  • HP11BH / Hemel: Barista One

Nyheder og opdateringer

Tilmeld dig, deltag og hold kontakten!

5
Giv en kommentar

Vær venlig Login at kommentere
avatar
Tilmeld
Nyeste ældste de fleste stemte
Underretning af
Peter
Gæst
Peter
Pickmybrewer
Gæst
Pickmybrewer

Fremragende post

manasipanov3
Medlem
manasipanov3

Jeg er uenig i hulhypotesen! Gasbobler kunne ikke øge modstanden mod vandstrømningshastigheden. Jeg skrev et helt blogindlæg som svar på dette eksperiment og konklusion: https://npcoffeescience.webnode.com/l/temperatures-not-so-hidden-effect/
Jeg er selvfølgelig åben for diskussion om dette emne.

BHLearn
BHLearn

Tak for at du tog dig tid til at sende Manasipanov3. Vi giver dit stykke al den overvejelse, det fortjener, og tilføjer et tillæg til dette indlæg for at sikre, at vi tager dine forslag i betragtning. BH

Kevin N.
Gæst
Kevin N.

Eventuelle gasbobler inden i pucken reducerer massestrømningshastigheden. Når trykket stiger i begyndelsen af ​​skuddet, skulle dette udvikle utroligt små gasbobler. De vil være meget mindre på grund af de kortvarige virkninger af det stigende pres. Det er underligt (medmindre du er en super-nørd, der elsker hydrodynamik), men sker (det er et pres ved dannelse vs tryk ved forskydningskritisk ting, hvis du er interesseret). Når de desuden bevæger sig nedad gennem pucken, får forskydningen til at bobler dannes endnu mindre såvel som at øge hastigheden på bobleproduktion eksponentielt (bogstaveligt talt! Dette er ikke en... Læs mere "

Copyright © 2019 Barista Hustle, All Rights Reserved!

Du har abonnement!