Коэффициент заваривания кофе

Экстракция — невероятно сложный процесс. Правильно экстрагированный кофе может быть привязан к нескольким переменным — вот несколько основ, которые помогут вам начать свои знания об экстракции

To extract – извлечь означает удалить или получить что-то, обычно с помощью определенного метода.

В случае с кофе мы используем воду для извлечения или удаления частей кофейных зерен, которые мы хотим выпить — не каждая часть кофейного зёрна имеет приятный вкус или желательна. Мы делаем это с определенной скоростью, до желаемой концентрации и для получения вкуса, который нам нравится.

В семенах кофе содержится множество различных соединений. Используя воду, мы стремимся экстрагировать нужное количество этих соединений, чтобы получить вкусную, сбалансированную чашку, которая не будет ни слишком крепкой, ни слабой. Как правило, выход экстракции указывается в процентах, что означает, сколько кофейных зерен попадает в готовый продукт («чашку»).

Около 30 процентов жареного кофе растворяется в воде; целевое извлечение колеблется от 18 до 22 процентов. Найти баланс между экстрагированием достаточного количества растворимых соединений кофе для получения сложного вкуса, но при этом не зайти так далеко, чтобы переэкстрагировать, — сложная задача. Чашка с недостаточной экстракцией может быть слабой и тусклой на вкус, в то время как чашка с чрезмерной экстракцией может вытягивать нежелательные горькие ноты.

Экстракция — невероятно сложный процесс. Правильно экстрагированный кофе может быть привязан к нескольким переменным — вот несколько основ, которые помогут вам начать свои знания об экстракции.

Свежесть

Вы, наверное, читали, что чем свежее кофе, тем он лучше, но иногда кофе может быть слишком свежим.

Фото Ади Гольдштейна

Свежеобжаренный кофе должен пройти период старения, который позволит ему дегазироваться. При обжарке в зернах образуется углекислый газ, который образует почти защитный слой вокруг только что обжаренного кофе. Газы в процессе обжаривания со временем выходят из пор зерен, делая их более проницаемыми. Недостаточно дегазированный кофе будет менее проницаемым и трудным для извлечения (экстракции).

Тип воды

Качество воды сильно различается в зависимости от географического происхождения, местной очистки воды и внутренних систем фильтрации. Вода полна растворенных минералов, таких как кальций и магний, и вам также необходимо учитывать щелочность, pH и уровень натрия.

Все вышеперечисленные переменные влияют на эффективность экстракции, поэтому важно знать, что содержится в воде для заваривания кофе.

Соотношение заваривания

Коэффициент заваривания относится к тому, сколько кофе используется для данного количества воды, что может быть выражено либо в граммах, либо в унциях. В качестве отправной точки обычно рекомендуется соотношение кофе и воды 1:16, но вы можете поэкспериментировать с соотношениями в зависимости от вкуса.

Размер помола

Представьте себе целое зерно кофе. Целый боб имеет меньшую площадь поверхности, чем боб, разделенный пополам, который имеет меньшую площадь поверхности, чем боб, разделенный на четверти, и т. д.

Фото Тайлера Никса

Размер помола напрямую зависит от площади поверхности кофейных зерен, которую вы обнажаете, и регулируется настройками кофемолки. Чем мельче или тоньше размер помола, тем больше площадь поверхности и тем легче воде извлечь аромат.

Верно и обратное: чем крупнее молотый кофе, тем меньше площадь его поверхности. В дополнение к резкому влиянию на растворимость кофе (кофе более мелкого помола растворяется лучше, поскольку открыта большая площадь поверхности), размер помола также влияет на скорость потока. Представьте, что вода течет через большие валуны, а не через песок: воде потребуется гораздо больше времени, чтобы течь через песок.

Температура

Горячая вода извлекает аромат кофе быстрее, чем холодная. Вот почему холодное заваривание занимает часы, а горячее заваривание — минуты.

Однако слишком горячая вода может сжечь кофейную гущу и привести к переэкстракции. Ассоциация Спешиалти Кофе  обычно считает  идеальной температуру заваривания  между 195 (90.5 °C) и 205 (96 °C) градусами по Фаренгейту.

Стабильность температуры на протяжении всего цикла заваривания желательна для воспроизводимых результатов, поэтому вы хотите, чтобы ваша вода оставалась одинаковой температуры на протяжении всего заваривания. Точно так же, как запекание продуктов при разных температурах приведет к совершенно разным результатам, разные температуры заваривания будут по-разному экстрагировать кофе.

Время контакта

Время контакта относится к продолжительности взаимодействия воды и кофе. Слишком короткий = недостаточно извлечен (экстрагирован); слишком длинный = чрезмерно извлеченный (переэкстрагирован).

Пред смачивание

Пред смачивание обычно относится к первому проливанию воды на сухую закладку кофе. Эта фаза подготавливает кофе к экстракции, помогая высвобождать CO2 и позволяя впоследствии добавленной воде более свободно проходить через слой молотого кофе.

Обычно бариста пред смачивают свой кофе примерно в два раза больше количеством воды, чем их порция (если они варят 30 граммов кофе, то пред смачивание обычно составляет около 60 граммов воды). Равномерное предварительное смачивание должно привести к более равномерной экстракции.

Сила/(TDS)

TDS (общее количество растворенных твердых веществ) относится к твердым веществам, растворенным в чашке, не включая пенку или масла, образовавшиеся на поверхности.

Фото Натана Думлао

Это измеряется  рефрактометром . TDS переводится как концентрация растворенных сухих веществ кофе в чашке и описывается с точки зрения крепости. Чем выше концентрация TDS, тем крепче чашка, а чем ниже концентрация TDS, тем слабее чашка.

На практике крепость определяется тем, как кофе ощущается во рту. Сильные чашки кажутся толстыми или тяжелыми, в то время как слабые чашки кажутся тонкими или водянистыми.

Перемешивание

Это слово мы используем для создания турбулентности в кофе. Делать это можно ложкой или струей воды из чайника. Перемешивание напрямую связано со скоростью экстракции, поэтому эта переменная должна оставаться неизменной от заваривания к завариванию.

Скорость потока

Скорость, с которой вода проходит через кофе.

Дженнифер Хааре — директор по обучению и развитию персонала Ipsento Coffee.

Крема, экстракция и крепость напитка

Самое главное, что нужно знать про идеальный эспрессо: крема, уровень экстракции и количество растворенных веществ (TDS).

Эспрессо – напиток, приготовленный из молотого кофейного зерна, который получают в процессе пролива горячей воды температурой 88-95 ºС под давлением 8-9 атмосфер через спрессованную таблетку кофе.

Современные кофемашины для приготовления эспрессо позволяют бариста контролировать параметры экстракции, включая скорость потока и давление в процессе экстракции. Это позволяет бариста точно передавать определенные вкусовые характеристики в чашку.

Автоматические системы одноразового приготовления эспрессо, использующие чалды или капсулы, в последнее время увеличили свою долю на рынке благодаря сроку годности капсул и качеству напитков в сочетании с высоким уровнем удобства для потребителя. Фиксированные параметры позволяют даже неопытным пользователям получить хорошую чашку кофе. Давление и коэффициент заваривания (соотношение кофе и воды) сравнимы с таковыми при приготовлении эспрессо на профессиональных рожковых кофемашинах, что позволяет приготовить крепкий кофе с хорошей крема.

С чего все начиналось?

г. Турин, Италия

История эспрессо берет начало на севере Италии в 1884 году в городе Турин. Анжело Моримондо представляет первую кофемашину. Кофе, приготовленный таким путем, получает название «эспрессо», что в переводе с итальянского означает «кофе, сделанный в данный момент специально для вас». Это был не тот эспрессо, который готовят бариста сейчас. Тот кофе готовился около 40 секунд под давлением горячего пара 1,5 бар. Он больше напоминал кофе, заваренный капельным методом.

Чуть позднее к этой кофемашине проявляет интерес миланский изобретатель Луиджи Беззера. Он дорабатывает машину и устанавливает несколько рабочих групп, создав при этом один из самых важных аксессуаров для кофемашины: холдер и портафильтр.

В 1903 году патент на кофемашину выкупает Дезидерио Павони. Кофемашина получает клапан для сброса давления, пароотвод. Запускается первое коммерческое производство. Пройдет семнадцать лет, прежде чем слово «эспрессо» станет самостоятельным и в 1920 году попадет в словарь лексикографа Альфредо Панзини.

Эспрессо становится обычным явлением для итальянцев. В военные годы потребление кофе снизилось, но доработка и улучшение кофемашин продолжилось. Главным и переломным моментом в истории напитка становится 1947 год. Ачиль Гаджиа представляет первую машину с пружинно-поршневым механизмом, позволяющим готовить кофе под давлением 8-10 бар. Напиток стал плотным, появилась крема и снизилась горечь во вкусе. Эспрессо стал таким, каким мы все его знаем. Машина получает название в честь своего создателя «Gaggia». Разработка и модернизация кофемашин продолжается и по сей день, но принцип и суть работы сильно не меняется.

Особенность вкусного эспрессо — золотисто-красная крема

Эспрессо представляет собой сложную многофазную жидкость, состоящую из эмульсии масляных капель, суспензии твердых частиц и вспененных пузырьков газа, которые превращаются в пенку, известную как крема.

Крема в чашке эспрессо

Эксперты по кофе используют крема для оценки качества экстракции. Например, пенка показывает, были ли все параметры, влияющие на экстракцию, такие как дегазация, измельчение, темперовка и давление воды, правильными при извлечении данной чашки.

Для многих потребителей красивый слой крема у эспрессо является частью ритуала потребления. Кто-то убирает ее ложкой, кто-то перемешивает, а кто-то взбалтывает чашку, чтобы смешать пенку с последним глотком кофе. В то же время красивые визуальные эффекты крема используются для создания ожиданий от вкусной, гладкой и ароматной чашки эспрессо.

Для большинства бариста приготовление крема – это скорее ремесло, чем наука. Правильно сформированная кофейная таблетка обеспечивает медленный поток воды под давлением. Это давление вместе с углекислым газом (CO2), присутствующим в свежем обжаренном и молотом кофе, и карбонатами, присутствующими в воде, является основным фактором образования крема. Бариста знают, как отрегулировать помол и температуру, чтобы оптимизировать экстракцию и получить желаемый цвет, количество и нежность пенки.

Хотя темно-коричневый цвет крема или «тигровая кожа» и мелкие пузырьки являются признаками хорошей экстракции, они являются лишь второстепенными показателями хорошей экстракции и вкусовых ощущений после аромата кофе.

Крема для эспрессо можно классифицировать как метастабильную пену с определенным сроком службы. В большинстве случаев до полного исчезновения пены проходит до 40 минут. По мере старения крема ее свойства меняются от жидкой мелкой пены в свежеприготовленном эспрессо до сухой многогранной пены при старении. В идеале пенка должна составлять не менее 10% от объема эспрессо с плотностью 0,3-0,5 г/мл. Последние исследования показали линейную зависимость между содержанием CO2 и массой пены, а также объемом пены.

Крема – это нечто большее, чем просто внешний вид. Хотя аромат кофе эспрессо является основным фактором симпатии к продукту, его текстурные свойства и вкусовые качества играют ключевую роль в общей оценке потребителей.

Исследователи пришли к выводу, что все характеристики ощущения во рту можно условно сгруппировать по следующим компонентам:

• вязкость (густой)
• наличие веществ (насыщенный)
• сопротивление языку (круглый)
• послевкусие (затяжной)
• покрытие ротовой полости (обволакивающий)
• ощущение на мягких тканях (мягкий)

В дополнение к внешнему виду и текстуре эспрессо, крема улучшает ароматические характеристики кофе и создает ожидания в отношении потребления.

Уровень экстракции эспрессо (EXT)

Экстракция – процесс извлечения из молотого кофейного зерна микроэлементов и минералов при взаимодействии с водой, которые придают напитку характерный вкус, цвет и аромат.

Кофейные зерна преимущественно состоят из нерастворимой целлюлозы. В лабораторных условиях из кофейного зерна можно растворить в воде не более 36% веществ. При заваривании водой количество растворенных веществ варьируется от 14% до 26%. Вещества, содержащиеся в кофейном зерне, обладают разной степенью или уровнем экстракции. Это означает то, что для их растворения в воде потребуется разное время.

Недоэкстрагированный эспрессо

Быстрорастворимые соединения, такие как кофеин, сахара или органические кислоты, экстрагируются очень эффективно в первые секунды приготовления напитка и быстро достигают уровня экстракции более 90%. По этой причине в чашке недоэкстрагированного кофе преобладают водорастворимые соединения, такие как сахара и кислоты, приводящие к сладко-кислотному профилю. По оценкам, около 90% кофеина из капельного кофе извлекается в течение первой минуты заваривания.

Переэкстрагированный эспрессо

Менее растворимые соединения экстрагируются только через некоторое время (или объем воды). Избыточная экстракция способствует извлечению менее растворимых горьких и вяжущих соединений. Как следствие, соотношение между ранее извлеченными кислотами или сахарами и горькими лактонами и инданами со временем будет меняться, что нарушает баланс сенсорного профиля. Он перейдет от сладко-кислого к более горьковато-резкому и вяжущему. Избыточной экстракции можно избежать, остановив экстракцию по истечении запланированного времени, а затем добавив в заварку горячую воду вместо того, чтобы ждать, пока вся вода пройдет через гущу.

Экстрагированные вещества (кислоты, сахара и кофеин) должны балансировать друг с другом, чтобы кофе получился вкусным.

Согласно стандартам Specialty Coffee Association (SCA) для получения сбалансированной чашки эспрессо уровень экстракции должен быть в пределах от 18% до 22%.

Изменение уровня экстракции

На уровень экстракции эспрессо влияют три фактора первой категории, управляя которыми, можно менять степень экстракции:

• время экстракции: чем дольше время, тем выше уровень экстракции.
• температура воды: чем выше температура, тем выше уровень экстракции.
• степень помола зерна: чем мельче помол, тем выше уровень экстракции.

К факторам второй категории влияния на уровень экстракцию можно отнести следующие:

• степень обжарки кофе: чем темнее обжарка, тем выше уровень экстракции.
• минерализация воды: минерализация воды влияет на уровень экстракции.
• разновидность зёрен: зависит от клеточной структуры, плотности и химического состава отдельного вида

Подробнее о влиянии качества воды и ее минерализации на кофе читайте в нашей статье «Вода и кофе».

TDS (аббревиатура Total Dissolved Solids) – общее количество растворенных твердых веществ в напитке от общего веса или, вкратце, это сколько «кофе» содержится в чашке кофе. Например, насыщенность кофейного напитка на уровне 1,32% TDS означает, что напиток состоит из 98,68% воды и 1,32% веществ, извлеченных из кофе.

Средняя чашка кофе на 98,75% состоит из воды. Остальные 1,25% – это растворенные твердые вещества (твердые вещества – это ароматизаторы). Чтобы быть более конкретным, обычно существует диапазон примерно от 1,1 до 1,5% TDS (SCA рекомендует 1,15%-1,45%).

Кофе с меньшим содержанием растворенных твердых веществ имеет более слабый вкус – он менее концентрированный. Кофе с более высокой долей сильнее на вкус – он более концентрированный. Эспрессо очень крепкий, потому что он чрезвычайно концентрированный. Он содержит около 10% твердых веществ, что намного выше, чем кофе, заваренный капельным методом. Другими словами, крепость – или концентрация – заваренного кофе зависит от общего количества растворенных в нем твердых веществ или TDS.

Согласно стандартам Specialty Coffee Association (SCA), для получения сбалансированной чашки эспрессо насыщенность готового напитка (TDS) должна быть в пределах от 8% до 10%.

Изменение крепости

На степень крепости эспрессо (уровень TDS) в первую очередь оказывают влияние два параметра:

• коэффициент заваривания (соотношение кофе и воды): чем больше кофе по сравнению с водой, тем более крепкий кофе (с более высоким TDS).
• степень помола зерна: чем меньше помол (больше площадь поверхности для экстракции), тем выше TDS.

Идеальный эспрессо и его разновидности

Результатом исследований Specialty Coffee Association (SCA) стали практические рекомендации для получения идеальной и сбалансированной чашки эспрессо:

• насыщенность готового напитка (TDS%) должна быть в пределах от 8% до 10%
• уровень экстракции (EXT%) должен быть в пределах от 18 до 22%.

Соотношение крепости (TDS%) и концентрации кофе (EXT%)

Характеристики правильного и сбалансированного эспрессо:

• сладость;
• приятная горчинка;
• сочность;
• приятная кислинка;
• долгое приятное послевкусие.

При недостаточной экстракции эспрессо получается не сладким, кислотным и с травянистым вкусом. При излишней экстракции во вкусе чувствуется сильная горечь, малая кислотность и сухость с нотками копчености и дыма.

Существует три разновидности эспрессо. Все они отличаются плотностью, кислотностью, горечью и соответственно соотношением воды к кофе:

• Ристретто (короткий)
• Эспрессо
• Лунго (длинный).

Три вида эспрессо

Все эти напитки готовят на кофемашине с одинаковыми параметрами, меняется лишь время вываривания микроэлементов из частичек молотого кофе.

Современные рецепты и стандарты, все больше и больше уходят в сторону миксологии, что безусловно положительно влияет на качество вкуса. Бариста лучше понимает вкус и аромат, отличаем одну горечь от другой, но забывает с чего все началось. Словосочетание «итальянский эспрессо» вызывает высокомерную усмешку у современных «модных» бариста, но ведь именно итальянцы создали самый популярный кофе в мире, основу всего. Без эспрессо, без сердца кофейных напитков, не было бы всего того, что мы так любим.

Ристретто

• Уровень растворенных веществ в готовом напитке: более 12% TDS
• Коэффициент заваривания (соотношение воды и кофе): до 1:1,5

Ристретто отличается более сладким вкусом, меньшим объемом и содержанием кофеина.

• Уровень растворенных веществ в готовом напитке: 8%-12% TDS
• Коэффициент заваривания (соотношение воды и кофе): от 1:1,6 до 1:2,5

Лунго

• Уровень растворенных веществ в готовом напитке: до 8% TDS
• Коэффициент заваривания (соотношение воды и кофе): от 1:2,6 и более.

Лунго получается менее концентрированным и более лёгким по телу. Из-за большей экстракции лунго может приобретать горький вкус. Но этого можно избежать, если использовать зерно светлой обжарки — такой кофе экстрагируется медленнее.

Главное, что нужно знать про эспрессо

Представляем глоссарий кофейных терминов, которые встречаются при работе с профессиональным оборудованием. На этой странице найдете основные термины и понятия с подробным пояснением, которые сгруппированы в тематические блоки.

ВОДОПОДГОТОВКА

Термины, которые относятся к вопросу водоподготовки при работе с профессиональным кофейным оборудованием.

Дистилляция — метод очистки воды, основанный на испарении, когда вода нагревается до образования пара, который после остывания конденсируется. Образовавшуюся после этого жидкость называют дистиллятом или конденсатом. Многие смеси можно разделить на компоненты путем перегонки, так как температуры кипения их различны. Все твердые примеси и более высококипящие жидкости остаются, а более низкокипящие примеси отгоняются раньше основной жидкости. Смеси, которые не разделяются обычной перегонкой, называются нераздельнокипящими или азеотропными. Различают три способа перегонки: при обыкновенном давлении, при уменьшенном давлении и перегонка с водяным паром.

Подробнее о методах очистки воды читайте в нашей статье.

Карбонатная жесткость относится к бикарбонату кальция и магния. Иногда ее называют временной жесткостью, потому что ее можно устранить или снизить путем кипячения. При нагревании бикарбонаты выпадают в твердые карбонатные формы. Это основная причина образования накипи в водонагревателях и котлах. Карбонатная жесткость определяется общим минимумом общей жесткости и щелочности, в зависимости от того, что ниже. Во время образования накипи общая жесткость и щелочность снижаются в равной степени.

Некарбонатная жесткость обусловлена в первую очередь нитратами, хлоридами и сульфатами кальция и магния. Некарбонатную жесткость иногда называют постоянной, т.е. ее нельзя устранить или снизить кипячением.

Жёсткость vs. Щелочность

Соотношение жесткости и щелочности. Для воды с показателем pH ниже 8,3 щелочность может быть точно рассчитана по содержанию гидрокарбонатов (HCO3—), т.к. все остальные компоненты (CO32-, OH— и H+) присутствуют в концентрациях на несколько порядков ниже, чем HCO3—. По этой причине для большинства вод принято считать, что значение карбонатной жесткости соответствует показателю щелочности. При pH выше 8,3 значительный вклад карбонатного иона CO32- также необходимо учитывать, хотя это происходит только в регионах с очень жесткой водой (более 370 ppm CaCO3 щелочности).

Идеальное соотношение общей и карбонатной жесткости. Чтобы приготовить чашку идеального эспрессо рекомендуется, чтобы соотношение общей и карбонатной жесткости воды находилось в пропорции 2:1. Другими словами, карбонатная жесткость должна составлять половину общей жесткости.

Ионообменный метод очистки основан на замещении одних ионов, связанных с функциональными группами ионообменного материала, на другие. Данный метод используется для удаления из раствора катионов, обуславливающих жесткость воды, таких как кальций, магний, железо, катионов тяжелых металлов, а также с целью декарбонизации воды. В рамках ионообменного метода очистки выделяют четыре подкласса: декарбонизация (Brita Purity C300), умягчение (Brita Purity 1200 Finest), декарбонизация с умягчением (Everpure Claris Ultra 500) и выщелачивание.

Декарбонизация. Для процесса декарбонизации используется катионный обменник, в котором ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+) заменяются на ионы водорода (H+). Процесс декарбонизации в одинаковой степени влияет на жесткость и щелочность воды не зависимо от ее исходного состава.

Умягчение. Для процесса умягчения используется катионный обменник, где ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+) обмениваются на ионы калия (K+) или натрия (Na+). Процесс умягчения влияет только на жесткость воды. Щелочность не изменяется.

Декарбонизация с умягчением. В комбинированном методе очистки дополнительно к процессу декарбонизации применяется в незначительном степени умягчение. Результат комбинированного процесса зависит от исходного состава воды. В случае с более жесткой водой умягчения дополнительно снизит общую жесткость.

Выщелачивание. Для процесса выщелачивания используется анионный обменник, где ионы гидрокарбоната заменяются на ионы хлора. Данный метод пока коммерчески недоступен для кофейных применений. Альтернативой анионному обменнику может быть сильная кислота (например, соляная HCl). Процесс выщелачивания приведет только к снижению щелочности, общая жесткость не изменится.

Выбор ионообменного метода очистки. Если в исходном составе водопроводной воды соотношение общей и карбонатной жесткости 2:1, то для идеального эспрессо рекомендуется система фильтрации с технологией декарбонизации. Если в исходном составе водопроводной воды соотношение общей и карбонатной жесткости выше, чем 2:1, то для идеального эспрессо рекомендуется система фильтрации с технологией декарбонизации и умягчения.

Обратный осмос (деминерализация) – метод очистки воды, основанный на неселективном удалении всех растворенных твердых частиц фильтрацией через полупроницаемую мембрану (Brita Proguard Coffee 50). Осмотическая мембрана проницаемая только для воды, но не для других компонентов, присутствующих в воде. При деминерализации происходит деионизация воды путем ионного обмена, удаляющая ионы независимо от исходного состава. Процесс влияет как на жесткость, так и на щелочность воды. Степень влияния зависит от исходного состава. Для более жесткой воды влияние на жесткость будет заметнее.

Осаждение — метод очистки воды, применяемый для преобразования растворенных ионных частиц в твердофазные частицы, которые можно удалить из водной фазы путем коагуляции и фильтрации. Осаждение проводят в виде гидроксидов, карбонатов или сульфидов, характеризующихся низкими значениями произведений растворимости.

Коагуляция — это процесс укрупнения частиц в жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. В результате коагуляции образуются агрегаты – более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления мелких (первичных). Первичные частицы в таких агрегатах соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей среды. Коагуляция сопровождается укрупнением частиц и уменьшением их общего числа в жидкости.

Фильтрация – метод очистки воды, основанный на удалении частиц, микробов или органических соединений, вызывающих неприятный запах. Термин «фильтрация» применяется ко всем технологическим приемам очистки воды от нежелательных взвесей, заключающихся в пропускании через специальные фильтрующие прослойки (фильтрующий слой). Метод фильтрации активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным. Тем не менее, фильтрация не гарантирует оптимальное качество воды для приготовления кофейных напитков и является одним из компонентом профессиональной системы водоподготовки для кафе.

Щелочность представляет собой способность воды нейтрализовать или буферизовать кислоты. Другими словами, количество кислоты, которое необходимо добавить в пробу воды до достижения определенного значения pH, является мерой ее щелочности. Если, например, в кофейный напиток добавить кислоту, его pH снизится. Чем больше кислоты необходимо добавить для достижения определенного pH, тем выше щелочность. Не следует путать щелочность с раствором, имеющим щелочной pH, что просто означает, что его pH выше 7 (при 25 °C). Таким образом, щелочность отражает способность воды или кофе противостоять изменению pH при добавлении кислоты, независимо от фактического значения pH.

TDS (total dissolved solids) означает общее содержание растворенных твердых веществ (общую минерализацию) и представляет собой числовое значение, указывающее на присутствие примесей в растворе, чаще всего в воде. TDS измеряется в миллиграммах на литр, которые принято называть миллионными долями, или сокращенно ppm. Следует отметить, что «растворенные» твердые вещества определяют как твердые вещества, которые могут пройти фильтр с пористостью 2 микрометра (мкм). Твердые вещества, которые неспособны пройти через фильтр с такой пористостью, определяют как «взвешенные» твердые вещества.

TDS-метр — прибор, которым измеряют количество растворенных частиц в воде и других жидкостях. В кофейне с его помощью измеряют TDS воды для приготовления кофе. Однако даже нормальный показатель TDS не гарантирует, что напиток получится вкусным. Принцип работы TDS-метра основан на способности воды проводить электрический ток: дистиллированная вода не проводит ток, потому что у молекулы воды нет заряда. Но если в воду добавить небольшое количество примесей (ионов), то ее электропроводность возрастает. Чем больше в воде растворено солей и минералов, тем быстрее проходит ток. TDS-метр показывает сколько в воде содержится солей и минералов. В то же время он не показывает примеси, которые не являются электролитами (сахара, хлороформ, бензол, нефтепродукты, диоксин, некоторые инсектициды) и качественный состав минералов (сколько именно в воде кальция, магния и прочих веществ).

КОФЕМАШИНА

Термины, которые относятся к устройству кофемашины и процессу приготовления эспрессо.

Автоматическая кофемашина — традиционная рожковая кофемашина, которая позволяет настраивать дозировку объема пролива воды (контролировать время пролива). Имеет дополнительные кнопки для одиночной/двойной порции пролива. На автоматических кофемашинах итальянского производства нередко присутствуют следующие программируемые кнопки: одинарная короткая, двойная короткая, одинарная нормальная, двойная нормальная, одинарная длинная, двойная длинная и непрерывный пролив (полуавтоматический). Кнопки можно настроить для подачи определенного объема воды, работы в течение определенного времени или запуска определенного количества циклов счетчика. Автоматические кофемашины используют расходомер, который представляет собой небольшое водяное колесо с магнитным датчиком внутри, чтобы определить либо объем перекачиваемой воды, либо количество оборотов счетчика. В некоторых кофемашинах используются весы, чтобы более точно определить, сколько массы напитка было заварено.

Бойлер — нагревательный механизм кофемашины, предназначенный для подогрева воды и создания пара. Бойлеры бывают разных типов, когда дело доходит до эспрессо, и у каждого есть свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать.

Открытые бойлеры сегодня редкость, но их все еще можно найти на некоторых старинных рычажных эспрессо-машинах или в более современных их версиях. Открытый бойлер — это сосуд с открытым верхом, в котором кипит вода.

Закрытые бойлеры сегодня распространены повсеместно и полностью герметичны, за исключением различных отверстий для входа и выхода воды, а также некоторых предохранительных клапанов, если это необходимо. Закрытые бойлеры могут создавать и поддерживать давление пара, что важно для работы многих конструкций эспрессо-машин, а также для взбивания молока.

Бойлер двойного назначения представляет собой закрытый бойлер, который используется как для нагрева воды, так и для создания пара. Его можно использовать только для одной функции за раз. В этих бойлерах часто используется два термостата: один для более низкой температуры для приготовления эспрессо, другой для более высокой температуры для создания большого количества пара под давлением. Приготовление молочных напитков на таких машинах занимает больше времени, чем на других, и с ней сложнее работать.

Машины с двойным бойлером оснащены двумя бойлерами, один из которых предназначен для заваривания кофе, а другой — для пара. Часто это самый дорогой класс эспрессо-машин из-за количества материалов и ресурсов, затраченных на их конструкцию, но они также являются одними из самых технически совершенных. Почти все высококачественные эспрессо-машины для домашнего или коммерческого использования являются машинами с двойным бойлером. Такие машины также часто включают в себя PID-контроллеры для настройки температуры воды как для варочного, так и для парового бойлеров. Это означает, что бариста может независимо настраивать температуру в соответствии со своими потребностями.

Мультибойлерные машины имеют отдельные варочные бойлеры для каждой рабочей группы с независимыми температурными настройками. Это добавляет машине большую гибкость и точность. Как и в случае с двойными бойлером, машины могут одновременно заваривать кофе и взбивать молоко, не влияя на производительность. Мультибойлерные кофемашины отличает высокая термостабильность.

Подробнее о материалах, которые используются при изготовлении бойлеров, читайте в нашей статье.

Вибрационный насос является наименее дорогим вариантом и используется в большинстве домашних эспрессо-машин. Производительность ограничена и редко превышает 100-200 мл в минуту. Ему требуется несколько секунд, чтобы полностью набрать давление, но в остальном они работают нормально. Вибрационный насос имеет соленоидную катушку с сердечником и простым шариковым клапаном. Подпружиненный соленоидный сердечник при подаче напряжения втягивается соленоидной катушкой. Таким образом, втягивая жидкость и подавая ее к обратному клапану, создается давление в гидравлической системе кофемашины.

Дисперсионный экран (душ, рассеиватель, верхний фильтр) — часть рабочей группы кофемашины, к которой прижимается молотый кофе при приготовлении. Служит для равномерного распределения горячей воды по всей поверхности молотого кофе в корзине. Дисперсионный экран накапливает остатки масла, нагревает его, превращая в сажу, что сильно влияет на вкус напитка, делая его горьким и жженым, а в запущенных случаях может привести к закупорке и непроходимости. По этой причине не стоит забывать о правилах ухода за оборудованием, выполняя регулярную чистку после рабочей смены. Со временем потребуется замена дисперсионного экрана на новый.

Корзина с фильтром

Корзина с фильтром. Кофемашины для эспрессо требуют упаковки кофе в корзину с фильтром, которая обычно представляет собой стальной цилиндр с открытым верхом и множеством отверстий, пробитых в дне. Корзины бывают разных размеров, как по диаметру (58 мм очень распространены для коммерческого использования), так и по глубине. Глубина корзины во многом зависит от предполагаемого использования и размера дозы. Корзина для одинарной порции будет короче, чем корзина с двойной или тройной порцией. Некоторые корзины рассчитаны на довольно конкретную дозу. Например, корзины марки VST предназначены для доз 15 гр., 18 гр., 20 гр. и т. д.

Некоторые корзины имеют небольшой выступ на стенке корзины чуть ниже верхнего края. Он предназначен для захвата пружины внутри портафильтра, которая будет надежно удерживать корзину на месте, чтобы она не выпадала или не смещалась при выбивании кофейной таблетки, протирании корзины или во время хранения. В корзинах без выступов такого нет, они с прямыми стенками сверху донизу. Такие корзины могут выпасть или сместиться. Однако преимущество заключается в том, что корзины без выступов обычно изготавливаются более точно с жесткими производственными допусками.

Слепая корзина используется для чистки рабочей группы после смены. Чистящее средство насыпается в корзину и портафильтр устанавливается в группу для полива воды. Отсутствие отверстий в дне корзины не позволяет воде выйти из группы. В результате под действием специальных чистящих средств и созданного давления очищаются дисперсионные сетки, уплотнители и механизмы блокировки портафильтра.

Идеальная доза. Каждая корзина имеет теоретическую идеальную дозу, при которой наполняется достаточно для того, чтобы кофе набух и заполнил все пустое пространство при подаче горячей воды для равномерного потока. Недостаточно заполненная корзина может привести к неравномерному расширению кофе, чрезмерному перемешиванию потока воды и проблемам с экстракцией. Переполненная корзина может повредить дисперсионную сетку, не зафиксироваться должным образом, привести к утечкам, замедлению потока и т. д.

Портафильтр (холдер) — держатель корзины металлического фильтра для приготовления эспрессо. Портафильтры обычно тяжелые, прочные и сделаны из металла, такого как латунь или сталь. Они могут иметь одинарный или двойной носик, или они могут быть «бездонными». Портафильтры бывают разных размеров, так как стандартного размера нет, и разные бренды могут иметь несколько разные конструкции, что делает их несовместимыми с другими машинами.

Помпа (насос) представляет собой устройство для закачивания воды. Различают встроенные и внешние помпы. При подключении кофемашины к водопроводу внутренняя помпа используется для создания необходимого давления в 9 атмосфер во время экстракции кофе, а также для наполнения бойлера водой. При использовании бутилированный воды дополнительная внешняя помпа позволит сохранить ресурс встроенного насоса кофемашины. При любых отклонениях в работе помпы, вкус и запах напитка будет меняться.

Встроенные насосы кофемашины делятся на три основных типа: вибрационные, роторные и шестеренчатые.

Полуавтоматическая кофемашина — традиционная рожковая кофемашина с ручным проливом воды, в которой отсутствует возможность программирования клавиш (волюметрический контроль). Полуавтоматические машины являются одними из самых распространенных на современном рынке. Они используют насос, и бариста должен включать и отключать насос вручную, обычно нажимая кнопку на машине. Полуавтоматические машины варьируются от очень низкого бюджета до среднего класса и могут включать в себя целый ряд других функций в зависимости от уровня цены. Основная определяющая характеристика заключается в том, что они не имеют настроек для управления объема или времени пролива порции.

Прессостат — это устройство контролирующее давление пара / температуры кипятка в бойлере кофемашины. Принцип работы прессостата основан на воздействии давления водяного пара на мембрану, которая связана с приводом (штоком) передающим силу на контактную группу. При отсутствии давления в бойлере мембрана прессостата находится в спокойном состоянии, контакты подающие напряжение на ТЭН замкнуты, идет нагрев воды. По достижении установленного значения, давление пара выгибает мембрану прессостата и контакты размыкаются. Таким образом кофемашина поддерживает рабочую температуру для приготовления напитка. Настройка требуемого давления/температуры воды осуществляется с помощью регулировочного винта. Регулировочный винт меняет сопротивление пружины для повышения или понижения необходимого давления в бойлере. Принцип действия прессостатов аналогичен, за исключением кофемашин с цифровым PID-контроллером, в этом случае используются полупроводниковые и пьезо датчики.

Рабочая группа — место, где горячая вода добавляется в кофе под давлением. Она оснащена механизмом блокировки портафильтра, прокладочным материалом для создания уплотнения по краю корзины и дисперсионным экраном для равномерного распределения воды по кофе.

Группа E-61 — создана компанией Faema в 1961 году и известна как термосифонная группа. Она пассивно нагревается от парового котла машины и поддерживает постоянную температуру благодаря большой открытой поверхности. Обычно изготавливается из хромированной латуни и имеет механическое трехсторонний клапан. Нижнее положение открывает промывочный клапан и отключает насос. Среднее положение открывает пролив и позволяет выполнить предварительную инфузию под давлением, если она доступна. Верхнее положение включает насос. Группы E-61 в основном используются в машинах с теплообменниками, но могут использоваться и в других случаях.

Насыщенная группа – стала популярна и широко используется благодаря La Marzocco. Насыщенные группы имеют камеру, которая заполнена горячей водой и обычно напрямую подключена к бойлеру. Это помогает поддерживать термическую стабильность во время использования и ограничивает потери тепла воды для заваривания на пути заваривания между бойлером и кофе.

Группа с активным подогревом — вместо того, чтобы полагаться на воду для нагрева группы, некоторые новые машины фактически активно нагревают группу с помощью собственного специального нагревательного элемента. Этот элемент может нагревать камеру с водой, подобно конструкции насыщенной группы, или может нагревать непосредственно металлические части группы. Группы активного нагрева можно найти на машинах Nuova Simonelli T3, а также на Sanremo Opera, и они почти всегда включают в себя интерфейс цифрового регулятора температуры (PID-контроллер).

Разравнивание — тип распределения, который в основном фокусируется на самом верхнем слое молотого кофе в корзине. Разравнивание выполняется по множеству причин. Некоторые кофемолки дают ровную и пушистую горку кофе с хорошей ровностью в корзине, и нужно только легкое прикосновение, чтобы распределить самую верхнюю поверхность перед трамбовкой. Иногда разравнивание выполняется после распределения путем постукивания, опять же, чтобы осадить только самый верхний слой кофе. Бывает, что разравнивание делается исключительно из эстетических соображений, чтобы кофе перед темперовкой выглядел более опрятным. Разровнять молотый кофе в корзине можно с помощью простого инструмента, такого как разравниватель.

Распределение относится к неутрамбованному молотому кофе в корзине и к тому, насколько равномерно он распределен и насколько равномерно плотный. Утрамбовка неровного слоя кофе не решит проблем с распределением, поэтому для достижения хорошей и стабильной экстракции эспрессо важно сосредоточиться на хороших методах распределения. Существует множество методов и инструментов, специально разработанных для этой задачи. Одним из таких методов является метод распределения Вайса, который включает в себя перемешивание молотого кофе в корзине тонким щупом, таким как разогнутая канцелярская скрепка. Другие прибегают к постукиванию ладонью по стенке портафильтра. Важно различать распределение, которое фокусируется на выравнивании всей кофейной таблетки, и разравнивание, которое фокусируется в основном на верхней половине.

Подробнее о влиянии кофейной таблетки на качество эспрессо читайте в статье.

Роторный (ротационный лопастный) насос часто считается более желательным, поскольку его скорость вращения можно изменять для увеличения или уменьшения давления (для воды скорость потока напрямую связана с давлением). Роторный насос вращается с помощью электромотора с частотой оборотов 4500 в минуту. Такого вида насос называют волюметрическим, т.к. давление и прокачка жидкости происходит за счет изменения объема в камере с движущими лопастями. Корпус ротационного лопастного насоса выполнен из латуни, а движущиеся (трущиеся) части из графитовых материалов, что придает ему свойства долговечности при правильной эксплуатации.

Суперавтомат — это универсальное устройство для приготовления кофейных напитков использующее цельнозерновой кофе, в котором весь цикл заваривания выполняется без помощи бариста. Пользователь может просто нажать кнопку «капучино», и машина дозирует зерна, перемалывает их, варит эспрессо и взбивает молоко, а затем запускает цикл быстрой очистки, чтобы быть готовой к следующему напитку. Большинство суперавтоматов имеют ограниченные возможности настроек, поэтому пользователь может выбрать только определенные объемы. Другие имеют расширенные элементы управления с точными весами, настройками размера помола и контроля температуры заваривания. Во многих случаях суперавтомат считается гораздо более удобным, но более низким качеством, чем традиционная кофемашина, поскольку машина не знает, как настроить эспрессо так, как это делает человек, и, следовательно, не сможет реагировать на вкус. Кроме того, качество сборки и надежность часто являются проблемами для этих машин.

Темпер — обычно небольшое и переносное устройство, используемое для уплотнения молотого кофе в корзине. Основание темпера или поршень чаще всего представляет собой кусок металла, обычно из стали, и в идеале имеет размер, подходящий для плотного прилегания к корзине. Основание темпера обычно плоское, но иногда бывает и других разновидностей, например, выпуклое или с рифленым рисунком, вырезанным на металле.

Темперовка (утрамбовка) – это процесс уплотнения молотого кофе внутри корзины для удаления воздуха, создания равномерно плотной кофейной таблетки и подготовки кофе к экстракции. Отказ от темперовки вреден, так как воздушные пустоты в таблетке приводят к неравномерной и плохой экстракции.

Подробнее о правилах темперовки читайте в статье.

Теплообменник — элемент нагревательной системы кофемашины. В кофемашинах с теплообменником бойлер используется только для пара. Обычно это более крупный бойлер емкостью 1 литр или более, поэтому он может обеспечить много пара и много тепла. Теплообменник представляет собой спиральную трубу, пересекающую верхнюю часть бойлера и соединяющую подачу воды с рабочей группой кофемашины. Когда вода проходит через змеевик теплообменника, она нагревается паром в котле. Змеевик, как правило, достаточно длинный, чтобы вода была достаточно нагрета, когда она движется от одного конца к другому, поэтому эти машины обычно могут выдерживать последовательные операции приготовления без слишком низкого падения температуры воды для заваривания. Однако вода может перегреться, если она слишком долго простаивает в змеевике, поэтому на кофемашинах с теплообменником часто выполняют охлаждающую промывку, чтобы удалить чрезмерно горячую воду, прежде чем делать эспрессо.

Термоблок — нагревательный механизм кофемашины, предназначенный для подогрева воды. Термоблок состоит из двух металлических блоков, в одном из которых имеется трубка змеевидной формы, по которой протекает вода, другая часть — электронагревательный элемент. Вода в термоблоке нагревается в таком количестве, которое необходимо для приготовления одной или двух чашек кофе. Нагрев производится практически мгновенно. Термоблоки недороги в изготовлении, часто используются в полупрофессиональных кофемашинах и суперавтоматах с низким бюджетом. Они очень подвержены засорению из-за образования накипи, а также выходу из строя из-за плохой конструкции. Материалы, из которых изготавливаются термоблоки значительно отличаются. Так, существуют блоки из: алюминия, латуни и металла. К слову, термоблоки из нержавейки наиболее эффективны, однако, достаточно дорогостоящие.

В большинстве современных кофемашин установлено по два термоблока. Один — для приготовления непосредственно самого напитка, другой — для образования пара, который необходим, при приготовлении капучино, латте и т.д.

Шестеренчатые насосы несколько более продвинуты и могут регулировать скорость потока с помощью электроники, то есть их можно менять во время приготовления эспрессо, если это позволяет машина. Особенностью шестеренчатого насоса является вращательное движение тела вытеснения. Жидкость, заключенная во впадинах зубцов шестерен, ограниченных снаружи корпусом, при вращении колес перемещается из области всасывания в область нагнетания, а затем выдавливается в рабочую систему. Роторные и шестеренчатые насосы часто требуют, чтобы машина была подключена к водопроводу, чтобы они снабжались постоянным давлением в сети для правильной работы.

ТЭН (трубчатый электронагреватель) — это элемент кофемашины, который производит нагрев воды в бойлере. Выполнен в виде трубки, заполненной теплопроводящим электронным изолятором. В центре изолятора находится нихромовая нить, которая передает нужную удельную мощность на поверхность трубчатого электронагревателя. Место между трубкой и нагревательным элементом заполняется электронным изолятором с достаточным уровнем теплопроводимости, устойчивым к высочайшим температурам. К главным составляющим ТЭНа для кофемашин относятся: трубка, нагревательный элемент, контактная группа, изолирующий слой. Трубчатые электронагреватели для кофемашин обеспечивают нагрев воды до 100°С. Бойлер для таких нагревателей изготавливается из нержавеющей стали, чтобы избежать коррозии.

Эспрессо — это и название машины, и стиль заваривания, и название производимого напитка. Эспрессо варят, пропуская горячую воду под высоким давлением (обычно около 9 бар) через мелко помолотый кофе. Время заваривания часто довольно короткое, около 20-30 секунд, а объем напитка обычно составляет около 30-60 мл. Благодаря высокому коэффициенту заваривания (масса кофе / масса напитка) эспрессо является очень крепким напитком с интенсивным вкусом. На него также сильно влияют небольшие изменения в технологии производства, поэтому такие факторы, как размер помола, масса порции, масса напитка, температура заваривания и т. д. могут усиливаться в чашке.

PID-контроллер — цифровой регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальный), используемый для установки желаемой температуры в бойлере. В кофемашинах с PID-контроллером прессостат не устанавливается. Он постоянно проверяет температуру с помощью датчика и по необходимости включает и выключает нагревательный элемент. Система PID-регулирования решает проблему циклического нагрева и охлаждения путём использования математических алгоритмов для прогнозирования и противодействия тепловой инерции, которой подвергается кофемашина. Кофемашины с двойными бойлерами обычно управляются именно с помощью PID-контроллера. Преимущество состоит в том, что он максимально точно контролирует температуру воды в бойлере, а главный недостаток — цена (он в разы дороже прессостата).