咖啡的科学：粒径尺寸如何改善咖啡粉的口感
有没有想过，为什么你的咖啡有时尝起来像个回味无穷的美梦，而有时又像一口令人失望的苦涩？
这个秘密，就在于咖啡豆的研磨。
咖啡粉末的颗粒的大小，直接关系到咖啡的冲泡方式、口感与风味。研磨时，需要根据冲泡方法来调整细度。如果需要的冲泡时间较长，需要研磨比较粗的咖啡粉末，避免咖啡精华被过度溶出；反之，冲泡时间较短时，则需研磨更细一点，避免咖啡精华溶出不足。
本文将带著我们深入研究咖啡研磨背后的科学，并了解如何用「粒径分析仪」，发现粉末的颗粒大小，如何影响一杯咖啡的风味和萃取。
为什么咖啡粉末的研磨尺寸很重要？
当我们谈论研磨尺寸时，我们指的是咖啡豆研磨的细度或粗度。这看起来似乎是一个小细节，但它在冲泡萃取的过程中，起著巨大的作用，因为它会影响咖啡精华的提取率。
萃取是将咖啡粉末中，所需的风味溶解到水中的过程。如果你的咖啡萃取不足，它的味道就会偏酸、偏淡。反之，过度萃取的咖啡可能会比较苦涩，甚至类似灰烬的口感。
咖啡研磨的基础知识
以下是咖啡颗粒尺寸及其最佳冲泡方法的简单分类：
特粗 (Extra Coarse)：大约胡椒颗粒大小，适合冷萃咖啡。
粗 (Coarse)：大概像粗海盐颗粒的大小，适合法式滤压壶、渗滤器。
中粗 (Medium)：大约海沙的颗粒粗细，适合 Chemex手冲咖啡壶或 Clever Dripper滤杯，滴漏式咖啡机。
中细 (Medium Fine)：类似食盐、细砂糖的颗粒。适合摩卡壶、Aeropress、虹吸式冲泡器、手冲锥。
细 (Fine)：像药粉那样的粗细，浓缩咖啡机的理想选择。
特细 (Superfine)：面粉般的粗细，用于土耳其咖啡。
粒径如何影响萃取结果？
表面积：较小的颗粒相对于其体积具有更大的总表面积。这意味著更多的咖啡会接触到水，从而加快萃取速度。反之，较大的颗粒需要更长的时间来提取风味，因为总表面积较小。
流量：粗磨可以让水更自由流过。这会导致提取速度变慢，但味道更强烈。细磨的咖啡粉，彼此间靠得更紧密，减缓了水流，确保水能更快、更彻底地提取咖啡。
接触时间：不同的冲泡方法，需要水和咖啡之间具有不同接触时间。例如，浓缩咖啡机将水快速地推入咖啡中，因此需要精细研磨，才能在短时间内提取足够的风味。然而，法式滤压壶可以让咖啡浸泡几分钟，因此较粗的研磨最能防止过度萃取。
找到你的完美研磨
获得正确的研磨度就是平衡以上这三个因素，以得到最佳的冲泡方法和口味。对于咖啡粉、自动研磨机的制造厂商来说，可以更进一步使用「粒径分析仪」来精密控制咖啡粉末的粒径大小，并可以针对不同来源的咖啡豆原料，调整出最佳的粒径大小，来获得一致的冲泡条件与风味，提高客户的满意度与信赖度。
干式粒径分析仪
势动科技所代理的 Bettersizer 2600 干式粒径分析仪，有针对像咖啡这种具有粗细不等、易团聚、有粘性特性的粉末，专门设计的量筒定量进样器，不但安装简便，更能让进样管路平顺畅通，加快测试流程。此外，Bettersizer 2600 雷射粒径分析仪，采用正反傅里叶光学系统，结合前向、侧向和后向，全方位散射光探测技术，对于粗细不等的咖啡粉末，都能得到准确的粒径尺寸分布。Bettersizer 2600 已经被许多咖啡研磨机制造厂所选用，确保机器研磨品质及粉末输出的一致性。
咖啡粉的粒径分析
在分析咖啡粉粒径尺寸时，分散粉末的气压可以设置在0.05MPa 到0.2MPa之间。当压力从0.05MPa 升到0.1MPa范围之间的过程，D50和D90逐渐下降，意味着团聚的咖啡颗粒逐渐被分散开来；当压力增加到0.1到0.2Mpa之间时，D50和D90分布趋于平稳，表明咖啡颗粒被充分分散。
咖啡粉D50和D90随压力的变化图
确定好压力条件后，我们用同一部咖啡磨豆机，分别用6、10和14三个档位，对同一种咖啡豆进行研磨，之后测量其粒度分布。如下图结果表明，Bettersizer 2600干式粒径分析仪，能精确检测咖啡粉的粒径尺寸与其分布，可以看出咖啡粉末分布的连续性（同时有粗细颗粒存在于某个粒径区间中）。
| 档位 | 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 |
图2.研磨机不同档位下的粒径分布曲线
咖啡粉末粗细的粒径尺寸对照
前面提到关于咖啡粉末粗细的分类，经过粒径分析之后，我们可以把咖啡粉末的粗细，以更科学的粒径尺寸大小，重新定义：
| 咖啡粉末粗细 | 对应粒径尺寸 |
| 特粗 (Extra Coarse) | 1500 µm |
| 粗 (Coarse) | 1000 µm |
| 中粗 (Medium) | 750 µm |
| 中细 (Medium Fine) | 500 µm |
| 细 (Fine) | 300 µm |
| 特细 (Superfine) | 100 µm |
Bettersizer 2600 粒径分析仪 让你的产品更完美
我们已经知道，在咖啡粉的研磨过程中，控制粉末粒径跟它的粒径分布至关重要。Bettersizer 2600 粒径分析仪，具有全自动控制功能，能在最简便迅速的操作下，有效测量出不同咖啡粉的粒径分布，加上专用的量筒定量进样器与进样分散系统，能有效避免样品因为团聚而堵塞管路，进而确保粒径测试过程的稳定性和可靠性，对于咖啡机或咖啡粉相关食品的制造厂商，在产品研发和品管方面，是一台必备且有效改进产品品质与稳定度的力气。
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