1. 서론
Stéphane Ribes의 연구(2020년 4월)는 약배전~중배전 에스프레소 로스팅 원두를 사용하여 프리인퓨전 유량이 에스프레소 추출 역학에 미치는 물리적·화학적 영향을 평가합니다. Decent Espresso 플랫폼을 활용하여 이 연구는 분쇄도와 온도 등 다른 변수를 일정하게 유지한 채, 프리인퓨전 중 초기 물 유량의 변화가 최고 추출 압력, 추출량, 총용존고형물(TDS), 추출 수율(EY)을 어떻게 변화시키는지 조사합니다.
2. 질문
도징양, 분쇄도, 목표 추출량을 일정하게 유지할 때 프리인퓨전 유량을 변경하면 최고 압력과 추출 속도에 어떤 영향을 미칩니까?
프리인퓨전 유량은 에스프레소 로스팅 원두의 추출 수율(EY)에 어떤 영향을 미칩니까?
일정한 최고 추출 압력(~6 bar)을 유지하기 위해 서로 다른 프리인퓨전 유량에서 커피 도징량을 어떻게 조정해야 합니까?
3. 방법
머신 및 구성: Decent Espresso DE1PRO v1.1 머신에 Cafelat 8.0mm 실리콘 가스켓과 IMS SI 200 IM 샤워스크린(스페이서 없음)을 장착했습니다.
그라인더 및 준비: SSP "High Uniformity" 버를 장착한 Mahlkönig EK43 S 그라인더를 사용했습니다. 퍽프렙에는 이중벽 스테인리스 스틸 컵, Decent 도징링과 함께 사용하는 Londinium WDT 도구, 수직 스탠드에 장착된 Hog 퍽프렙 도구, 그리고 58.5mm 평평한 매끄러운 베이스의 The Force 태퍼(2회 적용)를 사용했습니다.
물 및 온도 프로토콜: 포트필터는 케틀에서 70°C로 예열했으며, 바스켓과 샤워스크린은 매 추출 전 완전히 건조시켰습니다. 미네랄을 재첨가한 Montille 물(알칼리도 50ppm CaCO3, 경도 125ppm CaCO3)을 사용했습니다. 추출은 85°C에서 하이브리드 "레버-블루밍" 프로필을 사용하여 목표 주 추출 유량 2.5mL/s로 진행했습니다.
커피 및 비율: Colombia Huila Tesoro Gigante(OR Roastery의 내추럴 에스프레소 로스팅). VST 15g 무테 바스켓에 13g을 도징하여 총 추출 시간 33초 동안 30g 출력(추출 비율 2.3)을 목표로 했습니다.
측정: Atago PAL 굴절계를 조정된 물로 영점 조정했으며, 모든 시료는 여과 없이 실온에서 측정하여 시료당 3~5회 측정값의 평균을 취했습니다.
아래는 하이브리드 "레버" 블루밍 프로필에 사용된 매개변수입니다:
4. 진행
1. 고정 도징량 유량 스윕: 동일한 13g 커피 도징량, 동일한 분쇄도, 동일한 목표 출력(33초 동안 30g)을 사용하여 다섯 가지 프리인퓨전 유량(2.4mL/s, 3.0mL/s, 4.0mL/s, 6.0mL/s, 8.0mL/s)을 테스트했습니다.
2. 압력 프로필 및 EY 분석: 각 프리인퓨전 유량 설정에 대해 해당하는 최고 압력(bar)과 추출 수율(EY %)을 측정했습니다.
3. 도징량 조정 캘리브레이션: 약 6 bar의 목표 최고 압력에 맞추어 정규화하기 위해, 서로 다른 프리인퓨전 유량에서 도징량(+0.3g에서 -0.3g)을 조정하는 두 번째 테스트 시리즈를 진행했습니다.
5. 결과
다음은 실험을 통해 발견된 결과로, 먼저 13g 고정 도징량으로 진행한 결과와 이후 도징량을 늘리거나 줄여 조정한 결과입니다:
다음 표는 모든 실험 결과를 한눈에 보여줍니다:
해당 결과는 프리인퓨전 유량이 추출 수리학과 퍽 역학을 어떻게 형성하는지에 대한 핵심 통찰을 보여줍니다:
비선형 최고 압력 거동(13.0g 고정 도징량): 프리인퓨전 유량이 증가함에 따라 최고 추출 압력은 비선형의 U자형 관계를 따릅니다. 낮은 유량(2.4mL/s)에서는 압력이 약 6.4 bar에서 최고조에 달합니다. 중간 범위 유량(3.0~4.0mL/s)에서는 초기 베드 압축 감소로 인해 최고 압력이 더 낮은 수준(약 4.6~4.8 bar)으로 떨어집니다. 높은 유량(6.0~8.0mL/s)은 퍽을 초기에 격렬하게 채우고 압축하여 최고 추출 압력을 약 8.7~8.8 bar까지 급격히 끌어올립니다.
압력 정규화를 위한 역방향 도징량 조정(6 bar 목표): 균일한 6 bar 최고 압력을 유지하려면 도징량이 퍽 압축을 역으로 보상해야 합니다. 중간 범위 유량(3.0~4.0mL/s)에서는 베드 저항을 약 6.2 bar로 높이기 위해 커피를 추가해야 합니다(+0.3g, 총 13.3g). 높은 유량(6.0~8.0mL/s)에서는 저항을 줄이고 최고 압력을 약 6.0 bar로 낮추기 위해 커피를 줄여야 합니다(-0.3g, 총 12.7g).
추출 수율(EY) 불변성: 모든 프로필에서—고정 도징량이든 도징량 조정이든—추출 수율은 19.5%에서 20.0% 사이로 사실상 정적을 유지합니다. 이는 프리인퓨전 유량이 화학적 용매 구동 요인이라기보다 주로 수리학적 압력과 유량 역학 제어를 위한 물리적 지렛대로 작용한다는 것을 확인시켜 줍니다.
6. 결론
실험 결과는 프리인퓨전 유량이 커피 베드 저항과 퍽 압축을 어떻게 조절하는지 보여주며, 목표 추출 압력을 유지하기 위해 필요한 도징량 보정을 확립합니다.
분쇄도, 커피 도징량(13g), 추출 시간(33초)을 일정하게 유지할 때 프리인퓨전 유량을 변경하면 최고 추출 압력에 어떤 영향을 미칩니까?
중간 범위 프리인퓨전 유량(3.0~4.0mL/s)은 초기 베드 압축이 낮아 가장 낮은 최고 추출 압력(약 4.6~4.8 bar)을 만들어냅니다. 빠른 프리인퓨전 유량(6.0~8.0mL/s)은 커피퍽을 초기에 강하게 채우고 압축하여 최고 압력이 약 8.7~8.8 bar까지 치솟게 합니다.
프리인퓨전 유량은 에스프레소 로스팅 원두의 전체 추출 수율(EY)에 어떤 영향을 미칩니까?
프리인퓨전 유량은 추출 수율에 사실상 영향을 미치지 않습니다. 조정하지 않은 경우와 도징량을 조정한 경우 모두—모든 테스트 조건에서 EY는 19.5%에서 20.0% 의 좁은 범위 내에 고정되어 있습니다.
추출을 일정한 최고 압력(~6 bar)으로 정규화하기 위해 서로 다른 프리인퓨전 유량에서 커피 도징량을 어떻게 조정해야 합니까?
적당한 프리인퓨전 유량(3.0~4.0mL/s)의 경우 충분한 베드 저항을 형성하기 위해 도징량을 +0.3g(13.3g) 늘려야 합니다. 빠른 프리인퓨전 유량(6.0~8.0mL/s)의 경우 저항을 줄이고 높은 최고 압력을 방지하기 위해 도징량을 -0.3g(12.7g) 줄여야 합니다.
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