La molienda de precisión es esencial para la correcta extracción de las cápsulas de café.
Por Daniel Efraín
Se podría suponer que el proceso de colocar una cápsula en una máquina para hacer una sola porción y preparar ese delicioso espresso a pedido es simple y directo; Sin embargo, al profundizar en el desarrollo de esa cápsula, es notable comprender el gran grado de arte y ciencia que hay en un pequeño producto. Hagamos un viaje a algunos de estos entendimientos.
Para empezar, el avance del mercado del café de calidad sería imposible sin el desarrollo de equipos de molienda (reducción de partículas) para acompañar el crecimiento de este mercado. Algunos de los desarrollos revolucionarios incluyen:
- La tecnología de molienda necesaria para producir perfiles de molienda sofisticados y
- La invención y desarrollo de un sistema de normalización del café que «compacta» el café sin pérdida de integridad.
Además, ambas tecnologías deben funcionar en un entorno refrigerado por agua (refrigerado) y controlado con precisión para garantizar que el café que sale del sistema de molienda esté tan fresco y lleno de aromáticos y volátiles como los granos que entraron en el sistema de molienda.
El resultado: Las consideraciones anteriores sobre el equipo de molienda permiten un producto de una sola porción de mayor valor, lo que equivale a un aumento del valor del producto de cerca del 600% (en comparación con, por ejemplo, un producto de cerveza fresca). Por ejemplo, una molienda de filtro grueso de, aproximadamente, 800 micras (mmm) tendrá un valor minorista de $0.02 a $0.03 (USD) por gramo, mientras que una molienda sofisticada en una cápsula se venderá por aproximadamente un 100% más ($0.04 – $0.05 por gramo). Del mismo modo, una molienda estilo espresso se venderá por un 600% más que el valor molido de la preparación del filtro, o $ 0.12 por gramo (Ejemplo 1).
¿Por qué es importante la molienda?
El concepto más importante en la tecnología de molienda de café en general, y de una sola porción en particular, es la extracción controlada de los sólidos solubles de la estructura coloidal de las células de café dentro del grano de café, como se muestra a continuación. Este concepto es la «salsa secreta» de la preparación del café, y si la tasa de extracción es baja, la fuerza del café se ve comprometida; Por el contrario, si la tasa de extracción es excesiva, se produce una extracción de algunos de los componentes menos deseables, lo que es perjudicial para el logro del resultado óptimo del café preparado.
A continuación (Ejemplo 2) se muestra una vista muy ampliada de las partículas de café molido utilizando un microscopio electrónico. Las paredes celulares tienen aproximadamente 30 micras de diámetro y el material coloidal llena los vacíos dentro del café molido y las estructuras celulares. Parte de este material coloidal es lo que queremos extraer, pero con un límite.
La física detrás de la molienda de café y la extracción de sólidos solubles:
La extracción de sólidos solubles de las partículas de café molido es una función de la superficie expuesta del café molido al medio de extracción, en este caso agua (caliente o fría). A medida que aumenta el área expuesta al agua a través de la molienda, mayor es la extracción debido al área expuesta al agua. En la tabla siguiente (Ejemplo 3) se muestra esta relación.
Hasta ahora, este concepto parece sencillo: aumentar la superficie del café expuesto al agua = aumento de la extracción; Sin embargo, hay un problema. Cada metodología de elaboración de cerveza tiene su propio objetivo en cuanto a la cantidad de área expuesta que se debe exponer, y es fundamental que no haya una extracción excesiva de sólidos solubles del café, lo que sería tan perjudicial como una extracción insuficiente de los sólidos solubles. A continuación (Ejemplo 4) se representa este concepto:
Esta ilustración empírica ilustra que hay un límite inferior y superior para la extracción deseada, con muy poca extracción que da como resultado una infusión débil y subdesarrollada y demasiada extracción que da como resultado una infusión amarga y de mal sabor.
El siguiente objetivo es optimizar el tamaño de partícula medio, o promedio, del café molido con precisión al área de superficie expuesta deseada, dada la metodología de preparación. Además, para dificultar las cosas, es fundamental optimizar el tamaño medio de partícula para el método de preparación, así como optimizar el porcentaje de partículas en los rangos de distribución de partículas deseados.
El siguiente gráfico (Ejemplo 5) muestra la diferencia entre una preparación de filtro estándar, una taza «K» y una molienda de espresso. Es importante tener en cuenta la «protuberancia» en el perfil de molienda de espresso, que es deseable para el perfil de molienda único de «ladrillos y mortero» de un producto de espresso.
Aplicación de la tecnología de molienda a una sola porción:
El siguiente gráfico (Ejemplo 6) muestra claramente los desafíos generales de la molienda de una sola porción:
Al comparar el tiempo de preparación de una cafetera de vertido o botella con el de una cápsula, se puede ver una reducción de más del 90% en el tiempo de preparación y, sin embargo, es necesario lograr los mismos sólidos solubles (ni más ni menos) que se muestra arriba. Toda la molienda es importante para una preparación adecuada, pero el margen de error y la consideración técnica de la molienda de la cápsula son fundamentales no solo para la fuerza de la preparación, sino también para el tiempo.
Tiempo vs. molienda, molienda vs. tiempo:
Después de lograr el tamaño de molienda ideal para una configuración de cápsula determinada, existe un requisito adicional, que es controlar el tiempo de preparación a través de la molienda. Esto puede parecer confuso junto con el concepto de optimizar el tamaño de la molienda para el cervecero; Sin embargo, puede tener más sentido si se desglosa de la siguiente manera:
- Piense en una cafetera de espresso y, específicamente, en cómo la distribución de partículas puede afectar el tiempo que se tarda en preparar el espresso.
- De manera similar, con la molienda en cápsulas, existe una necesidad adicional de «ajustar» la molienda para que se elabore en la cantidad de tiempo dada (ref. Ejemplo 6).
- Este es especialmente el caso de las cápsulas estilo espresso, en las que hay una combinación de tamaños de partículas, que, por un lado, proporcionan la extracción ideal y, por otro lado, proporcionan el «mortero» entre las otras partículas.
Densificación del café molido:
La densificación se puede caracterizar como la esponjosidad (o por el contrario, la no esponjosidad) del café para que pueda caber de manera eficiente en una cápsula a una velocidad de hasta 1600 cápsulas por minuto. El ejemplo 7 muestra la comparación entre dos cápsulas y la cantidad de café que contienen cada una. En cada caso, el volumen es el mismo, pero la cantidad de café es diferente. La diferencia es la densidad, o «compacidad», del café, que se logra en el molinillo, para cada producto de café molido, con el densificador/normalizador Vortex™.
El primer logro técnico en la normalización, representado por el normalizador Vortex™, permite que quepa más café molido en un espacio definido, como una cápsula. Dado que el café es un producto orgánico que tiene diferentes características de densidad dependiendo de su origen, y se tuesta en varios grados, la densidad, o ajuste, del café en la cápsula debe ser un proceso dinámico para cumplir con el requisito de densidad específico.
El segundo elemento crítico en la normalización es el sistema de control de densidad, que debe proporcionar una consistencia incomparable en la densidad a lo largo del tiempo, proporcionando así una confianza de «configúrelo y olvídese». Si el arte está contenido en el desarrollo del ajuste óptimo de control de parámetros (sabor y fuerza), la ciencia la proporciona la capacidad de ese sistema de control para proporcionar consistencia y repetibilidad durante un período prolongado.
En resumen:
- El tamaño y la distribución de las partículas deben ser correctos para el tipo específico de cápsula monodosis.
- La distribución de la granulometría del café molido debe optimizarse primero para cumplir con el diseño de la cápsula de una sola porción (tamaño medio de partícula), así como minimizar las partículas de café molido que caen fuera de ese rango.
- El molinillo de café debe ser capaz de producir una molienda que pueda controlar el tiempo de preparación de la cápsula a través del diseño de granulometría.
- El control de la densidad del café es fundamental para que la cantidad óptima de café no solo quepa en la cápsula, sino que también lo haga en condiciones de envasado a alta velocidad.
- Todo lo anterior debe lograrse mientras el proceso opera en un entorno refrigerado por agua (temperatura controlada).
Obviamente, tener que controlar estas variables, simultáneamente, es prácticamente imposible de forma manual y, en consecuencia, los controles PLC con receta(s) para cada selección de parámetros es una parte crucial de un sistema de molienda de una sola porción.
Resurjamos ahora de nuestro corto viaje a una mejor comprensión de la elaboración de la molienda de cápsulas de café. Con este mayor conocimiento, habrá un nivel elevado de aprecio por la taza diaria de café de una sola porción.
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Con experiencia en el negocio del café durante más de 40 años, Daniel Ephraim ha participado activamente en el desarrollo y diseño de molienda de café y otros equipos de procesamiento relacionados. Se ha presentado en numerosas conferencias y simposios sobre café y ha realizado cientos de seminarios de molienda de café en América del Norte y en el extranjero. Su empresa, Modern Process Equipment Corporation, tiene su sede en Chicago, Illinois.
