1. 서론
Stéphane Ribes의 2020년 3월 발표 자료인 에스프레소 추출의 방사형 균일도는 에스프레소 퍽의 반경 방향으로 커피가 고르게 추출되는지를 조사합니다. 완성된 음료의 추출 수율을 추출 전체에 대한 완전한 설명으로 간주하는 대신, 이 발표 자료는 사용 후의 퍽을 동심원 영역으로 분리하여 중심부, 중간부, 외곽부의 추출 수율을 각각 측정합니다.
이러한 구분이 중요한 이유는 만족스러운 평균 추출 수율이 상당한 내부 편차를 가릴 수 있기 때문입니다. 추출이 많이 된 중심부가 수치상으로 심하게 미추출된 외곽부를 보상할 수 있습니다. 따라서 이 발표 자료는 다음 두 가지 모두에 초점을 맞춥니다:
전체 에스프레소 추출 수율: 음료로부터 측정합니다.
국부적 퍽 추출 수율: 커피 베드의 동심원 영역에서 각각 측정합니다.
두 가지 실용적 개입이 비교됩니다: 퍽 아래에 V60 종이 필터를 놓는 것과, 탬퍼를 평평한 베이스에서 볼록한 "US 커브" 베이스로 바꾸는 것입니다. 이어서 발표 자료는 남은 가장자리 부족 현상에 대한 바스켓 설계상의 설명을 제시합니다.
핵심 발견은 테스트된 조건에서 일반적인 에스프레소 퍽의 외곽부가 중심부보다 훨씬 적게 추출된다는 것입니다. 퍽 아래의 종이 필터는 이러한 방사형 차이를 상당히 줄이는 반면, 볼록한 탬퍼 베이스는 이를 더 악화시킵니다.
2. 제기된 질문
Stéphane은 다음과 같은 질문들을 조사하고 답하고자 했습니다:
퍽 아래에 종이 필터가 없는 표준 에스프레소 추출에서 중심에서 가장자리까지 추출 수율은 얼마나 균일한가?
퍽 아래에 V60 종이 필터를 놓으면 방사형 추출 균일도가 개선되고 평균 추출 수율이 증가하는가?
볼록한 "US 커브" 탬퍼 베이스는 평평한 탬퍼 베이스와 비교하여 방사형 추출에 어떤 영향을 미치는가?
에스프레소 바스켓의 제한된 천공 면적이 주변부 미추출을 설명할 수 있으며, 그 면적을 확장하는 것이 유망한 해결책이 될 수 있는가?
3. 방법
실험 원리
테스트 프로토콜은 두 가지 분석 경로로 진행됩니다. 먼저 에스프레소 음료를 수집하여 전체 추출 수율을 측정합니다. 다음으로 퍽을 외곽, 중간, 중심의 세 동심원 부분으로 나눕니다. 그런 다음 세 퍽 분획의 추출 수율(EY)도 측정합니다.
방사형 그래프는 세 영역의 경계를 다음과 같이 표시합니다:
장비 및 통제 조건
장비 및 도구: Decent Espresso 머신 DE1PRO v1.1(빨간색 Cafelat 8.0 mm 실리콘 가스켓 및 스페이서 없는 IMS SI 200 IM 샤워스크린 장착), SSP "High Uniformity" 버 장착 Mahlkönig EK43 S 그라인더, 15g VST 무테 바스켓.
물 및 커피 준비: 탄산나트륨과 엡솜염을 사용하여 CaCO₃ 알칼리도 50 ppm, CaCO₃ 총 경도 125 ppm으로 조정한 Montille 물. 냉동 커피 원두를 1회분씩(추출당 12g) 이중벽 스테인리스 스틸 컵에 분쇄했습니다.
퍽프렙 및 탬핑: 매 추출 전에 바스켓과 샤워스크린을 깨끗한 티슈로 건조했습니다. Decent 도징링을 사용한 Londinium WDT 도구로 분배하고(수직 탭 없음), 이어서 호그 도구로 부드럽게 긁어 표면을 고르게 했습니다. 탬핑은 The Force 탬퍼(58.5 mm 매끄러운 평평한 베이스 또는 US 커브 베이스)를 사용하여 연속 두 번 실시했습니다.
측정: 시료를 추출하여 방사형 영역(중심, 중간, 외곽)으로 나누고 최종 에스프레소 추출과 함께 평가했습니다. 총용존고형물(TDS)과 추출 수율(EY)은 격렬하게 교반한 후 여과하지 않은 Atago PAL 굴절계(테스트 물로 영점 조정)를 사용하여 실온에서 측정했습니다. 기록된 각 데이터 포인트는 3~5회 측정의 평균값입니다.
필터 및 탬퍼 비교에서는 도징량, 바스켓, 분쇄 설정 및 1:2.5 비율을 일정하게 유지했습니다. 이는 하나의 공통된 분쇄 저항 조건에서 비교를 의미 있게 만들지만, 각 구성이 개별적으로 최적점에 맞게 재조정되었을 때 어떻게 작동할지는 보여주지 않습니다.
추출 프로필
발표 자료는 Londinium 프로필과 블루밍 프로필의 조합으로 설명되는 하이브리드 "레버-블루밍" 프로필을 제공합니다. 주요 추출 유량은 2.5 mL/s입니다. 다음은 프로필 단계입니다:
초기 "포트필터 잠금" 단계는 선택 사항입니다. 그 목적은 추출 용수가 최종 예열을 마치는 동안 퍽이 뜨거운 머신 환경에 노출되지 않도록 하는 것입니다.
4. 결과
실험을 통해 Stéphane은 다음과 같은 추출 수율(EY)을 발견했습니다:
요약하자면, Stéphane은 다음을 발견했습니다:
1. 기준선 추출 부족: 표준 에스프레소 추출에서 커피 퍽의 외곽 가장자리(총 도징량의 바깥쪽 1/4)는 중심 분쇄물 추출 수율의 절반만 달성합니다.
2. 종이 필터의 영향: 퍽 아래에 V60 종이 필터를 놓으면 방사형 균일도가 크게 개선되고 평균 추출 수율이 21%에서 24%로 증가합니다.
3. 탬퍼 형태의 영향: 볼록한 탬퍼 베이스(US 커브)는 중심부로의 유량을 증가시켜 방사형 불균일을 악화시키고 평균 추출 수율을 평평한 탬퍼 베이스(21%)에 비해 20%로 떨어뜨립니다.
4. 필터 바스켓 천공 표면적의 영향: Reneka Micro-Sieve 바스켓(천공 직경 40 mm)은 표준 49 mm 바스켓(Decent, VST, IMS)보다 표면적이 33% 더 작아, 일반적으로 추출 수율 3퍼센트 포인트 손실을 초래합니다. 정밀 바스켓의 천공 표면적을 49 mm에서 53 mm로 확장하면 활성 구멍 커버리지가 +17% 증가하며, 이는 방사형 추출 균일도를 크게 개선할 것으로 가설화됩니다.
5. 결론
발표 자료의 증거는 일반적인 에스프레소 추출의 특정한 구조적 약점을 지적합니다: 퍽의 외곽 부분이 중심부보다 실질적으로 훨씬 적은 유효 추출을 받는다는 것입니다. 이는 사소한 경계 효과가 아닌데, 영향을 받는 외곽 환형부가 도징량의 약 1/4을 차지하기 때문입니다.
퍽 아래의 V60 종이 필터는 테스트된 개입 중 가장 성공적입니다. 이는 중심부를 본질적으로 변화시키지 않으면서 외곽 영역 추출을 13%에서 22%로 높이고, 방사형 편차를 4분의 3만큼 줄이며, 전체 추출을 21%에서 24%로 증가시킵니다. 반대로 볼록한 탬퍼는 중심부 선호를 심화시키고 외곽 추출을 단지 7%로 감소시킵니다.
바스켓 천공 분석은 일관된 공학적 설명을 제공하지만, 직접적인 실험이 필요한 제안으로 남아 있습니다.
1: 퍽 아래에 종이 필터가 없는 표준 에스프레소 추출에서 중심에서 가장자리까지 추출 수율은 얼마나 균일한가?
테스트된 조건에서 매우 불균일합니다. 중심부는 25% EY, 중간부는 23%, 외곽부는 단지 13%에 도달합니다. 따라서 도징량의 바깥쪽 1/4은 중심부 수준의 약 52%로만 추출됩니다. 보고된 음료 평균 21%는 12퍼센트 포인트의 방사형 범위를 감추고 있습니다.
2: 퍽 아래에 V60 종이 필터를 놓으면 방사형 추출 균일도가 개선되고 평균 추출 수율이 증가하는가?
예, 이 실험에서는 상당히 개선됩니다. 외곽부는 13%에서 22%로 상승하고, 중간부는 23%에서 24%로 상승하며, 중심부는 25%로 유지됩니다. 중심-가장자리 범위는 12포인트에서 3포인트로 축소되고, 전체 추출 수율은 21%에서 24%로 증가합니다. 개선은 중심부의 추가 추출보다는 주변부 추출의 회복에 주로 기인합니다.
3: 볼록한 "US 커브" 탬퍼 베이스는 평평한 탬퍼 베이스와 비교하여 방사형 추출에 어떤 영향을 미치는가?
방사형 균일도를 악화시킵니다. 중심부는 25%로 유지되지만, 중간부는 22%로, 외곽부는 7%로 떨어집니다. 중심-가장자리 차이는 12포인트에서 18포인트로 커지고, 보고된 전체 추출은 21%에서 20%로 감소합니다. 데이터는 퍽 외곽부를 희생하면서 유량이 중심부로 더 강하게 집중되는 것과 일치합니다.
4: 에스프레소 바스켓의 제한된 천공 면적이 주변부 미추출을 설명할 수 있으며, 그 면적을 확장하는 것이 유망한 해결책이 될 수 있는가?
이는 그럴듯하고 기하학적으로 잘 뒷받침되는 가설이지만, 발표 자료에 의해 입증되지는 않았습니다. 표준 49 mm 천공 영역은 미추출된 외곽 영역이 시작되는 지점에서 거의 정확히 끝나며, 40 mm Reneka 영역은 상당히 더 작습니다. 천공 직경을 49 mm에서 53 mm로 늘리면 활성 면적이 약 17% 추가되고 구멍이 측정된 외곽 환형부로 확장됩니다. 천공 직경의 효과를 구멍 밀도, 구멍 형태, 바스켓 형상 및 기타 설계 차이와 분리하려면 통제된 바스켓 실험이 여전히 필요할 것입니다.
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