咖啡的科學：粒徑尺寸如何改善咖啡粉的口感
有沒有想過，為什麼你的咖啡有時嘗起來像個回味無窮的美夢，而有時又像一口令人失望的苦澀？
這個秘密，就在於咖啡豆的研磨。
咖啡粉末的顆粒的大小，直接關係到咖啡的沖泡方式、口感與風味。研磨時，需要根據沖泡方法來調整細度。如果需要的沖泡時間較長，需要研磨比較粗的咖啡粉末，避免咖啡精華被過度溶出；反之，沖泡時間較短時，則需研磨更細一點，避免咖啡精華溶出不足。
本文將帶著我們深入研究咖啡研磨背後的科學，並了解如何用「粒徑分析儀」，發現粉末的顆粒大小，如何影響一杯咖啡的風味和萃取。
為什麼咖啡粉末的研磨尺寸很重要？
當我們談論研磨尺寸時，我們指的是咖啡豆研磨的細度或粗度。這看起來似乎是一個小細節，但它在沖泡萃取的過程中，起著巨大的作用，因為它會影響咖啡精華的提取率。
萃取是將咖啡粉末中，所需的風味溶解到水中的過程。如果你的咖啡萃取不足，它的味道就會偏酸、偏淡。反之，過度萃取的咖啡可能會比較苦澀，甚至類似灰燼的口感。
咖啡研磨的基礎知識
以下是咖啡顆粒尺寸及其最佳沖泡方法的簡單分類：
特粗 (Extra Coarse)：大約胡椒顆粒大小，適合冷萃咖啡。
粗 (Coarse)：大概像粗海鹽顆粒的大小，適合法式濾壓壺、滲濾器。
中粗 (Medium)：大約海沙的顆粒粗細，適合 Chemex手沖咖啡壺或 Clever Dripper濾杯，滴漏式咖啡機。
中細 (Medium Fine)：類似食鹽、細砂糖的顆粒。適合摩卡壺、Aeropress、虹吸式沖泡器、手沖錐。
細 (Fine)：像藥粉那樣的粗細，濃縮咖啡機的理想選擇。
特細 (Superfine)：麵粉般的粗細，用於土耳其咖啡。
粒徑如何影響萃取結果？
表面積：較小的顆粒相對於其體積具有更大的總表面積。這意味著更多的咖啡會接觸到水，從而加快萃取速度。反之，較大的顆粒需要更長的時間來提取風味，因為總表面積較小。
流量：粗磨可以讓水更自由流過。這會導致提取速度變慢，但味道更強烈。細磨的咖啡粉，彼此間靠得更緊密，減緩了水流，確保水能更快、更徹底地提取咖啡。
接觸時間：不同的沖泡方法，需要水和咖啡之間具有不同接觸時間。例如，濃縮咖啡機將水快速地推入咖啡中，因此需要精細研磨，才能在短時間內提取足夠的風味。然而，法式濾壓壺可以讓咖啡浸泡幾分鐘，因此較粗的研磨最能防止過度萃取。
找到你的完美研磨
獲得正確的研磨度就是平衡以上這三個因素，以得到最佳的沖泡方法和口味。對於咖啡粉、自動研磨機的製造廠商來說，可以更進一步使用「粒徑分析儀」來精密控制咖啡粉末的粒徑大小，並可以針對不同來源的咖啡豆原料，調整出最佳的粒徑大小，來獲得一致的沖泡條件與風味，提高客戶的滿意度與信賴度。
乾式粒徑分析儀
勢動科技所代理的 Bettersizer 2600 乾式粒徑分析儀，有針對像咖啡這種具有粗細不等、易團聚、有粘性特性的粉末，專門設計的量筒定量進樣器，不但安裝簡便，更能讓進樣管路平順暢通，加快測試流程。此外，Bettersizer 2600 雷射粒徑分析儀，採用正反傅里葉光學系統，結合前向、側向和後向，全方位散射光探測技術，對於粗細不等的咖啡粉末，都能得到準確的粒徑尺寸分佈。Bettersizer 2600 已經被許多咖啡研磨機製造廠所選用，確保機器研磨品質及粉末輸出的一致性。
咖啡粉的粒徑分析
在分析咖啡粉粒徑尺寸時，分散粉末的氣壓可以設置在0.05MPa 到0.2MPa之間。當壓力從0.05MPa 升到0.1MPa範圍之間的過程，D50和D90逐漸下降，意味着團聚的咖啡顆粒逐漸被分散開來；當壓力增加到0.1到0.2Mpa之間時，D50和D90分佈趨於平穩，表明咖啡顆粒被充分分散。
咖啡粉D50和D90隨壓力的變化圖
確定好壓力條件後，我們用同一部咖啡磨豆機，分別用6、10和14三個檔位，對同一種咖啡豆進行研磨，之後測量其粒度分佈。如下圖結果表明，Bettersizer 2600乾式粒徑分析儀，能精確檢測咖啡粉的粒徑尺寸與其分佈，可以看出咖啡粉末分佈的連續性（同時有粗細顆粒存在於某個粒徑區間中）。
| 檔位 | D10 (µm) | D50 (µm) | D90 (µm) |
|---|---|---|---|
| 6 | 22.42 | 163.0 | 483.6 |
| 10 | 30.73 | 259.9 | 654.9 |
| 14 | 47.89 | 341.8 | 762.5 |
不同檔位的平均粒徑尺寸
咖啡粉末粗細的粒徑尺寸對照
前面提到關於咖啡粉末粗細的分類，經過粒徑分析之後，我們可以把咖啡粉末的粗細，以更科學的粒徑尺寸大小，重新定義：
| 咖啡粉末粗細 | 對應粒徑尺寸 |
| 特粗 (Extra Coarse) | 1500 µm |
| 粗 (Coarse) | 1000 µm |
| 中粗 (Medium) | 750 µm |
| 中細 (Medium Fine) | 500 µm |
| 細 (Fine) | 300 µm |
| 特細 (Superfine) | 100 µm |
Bettersizer 2600 粒徑分析儀 讓你的產品更完美
我們已經知道，在咖啡粉的研磨過程中，控制粉末粒徑跟它的粒徑分佈至關重要。Bettersizer 2600 粒徑分析儀，具有全自動控制功能，能在最簡便迅速的操作下，有效測量出不同咖啡粉的粒徑分佈，加上專用的量筒定量進樣器與進樣分散系統，能有效避免樣品因為團聚而堵塞管路，進而確保粒徑測試過程的穩定性和可靠性，對於咖啡機或咖啡粉相關食品的製造廠商，在產品研發和品管方面，是一台必備且有效改進產品品質與穩定度的力氣。
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