正確な完璧さ

精密粉砕は、適切なコーヒーカプセル抽出に不可欠です。

ダニエル・エフライム

ポッドを 1 つのサーブ メーカーに配置し、そのおいしいオンデマンド エスプレッソを淹れるプロセスはシンプルで簡単だと思うかもしれません。しかし、そのポッドの開発を深く掘り下げると、1つの小さな製品に詰め込まれた芸術と科学の度合いを理解することは注目に値します。この理解の一部に旅をしてみましょう。

まず、高品質のシングルサーブコーヒー市場の進歩は、この市場の成長に伴うエンジニアリンググラインディング(粒子還元)装置の開発なしには不可能です。革新的な開発には、次のようなものがあります。

1. 洗練された研削プロファイルを作成するために必要な研削技術
2. 完全性を損なうことなくコーヒーを「圧縮」するコーヒー正規化システムの発明と開発。

さらに、どちらの技術も、粉砕システムから出るコーヒーが粉砕システムに入った豆と同じくらい冷たく、芳香族と揮発性物質でいっぱいであることを保証するために、水冷(冷却)され、正確に制御された環境で動作する必要があります。

結果:上記の粉砕装置の考慮事項により、より価値の高いシングルサーブ製品が可能になり、(たとえば、新鮮な醸造製品と比較して)製品価値が600%近く増加します。たとえば、約800ミクロン(um)の粗いフィルターブリューグラインドは、グラムあたり0.02ドルから0.03ドル(米ドル)の小売価格になりますが、カプセル内の洗練されたグラインドは、約100%多く(グラムあたり0.04ドルから0.05ドル)売れます。同様に、エスプレッソスタイルのグラインドは、フィルターブリューの地面の値よりも600%多く、またはグラムあたり0.12ドルで販売されます(例1)。

なぜグラインドが重要なのですか?

一般的なコーヒー挽き技術、特にシングルサーブで最も重要な概念は、以下に示すように、コーヒー豆内のコーヒーセルのコロイド構造から可溶性固体の管理された抽出です。この概念はコーヒー醸造の「秘密のソース」であり、抽出率が低いとコーヒーの強度が損なわれます。逆に、抽出率が過剰である場合、望ましくない成分の一部が抽出され、最適な淹れたてのコーヒーの結果の達成に有害です。

以下(例2)は、電子顕微鏡を使用した挽いたコーヒー粒子の大幅な拡大図です。細胞壁の直径は約30ミクロンで、コロイド材料は挽いたコーヒーと細胞構造内の空隙を埋めます。このコロイド材料の一部は、抽出したいものですが、制限があります。

コーヒーの挽き方と可溶性固形物の抽出の背後にある物理学:

挽いたコーヒー粒子からの可溶性固体の抽出は、抽出媒体、この場合は水(熱いまたは冷たい)に挽いたコーヒーの露出した表面積の関数です。粉砕によって水にさらされる領域が増えると、水にさらされる領域による抽出が大きくなります。次の表 (例 3) は、この関係を示しています。

これまでのところ、この概念は単純明快に見えます:水にさらされるコーヒーの表面積を増やす=抽出を増やす。しかし、問題があります。すべての醸造方法には、露出領域をどの程度さらすべきかについての独自の目標があり、コーヒーから可溶性固形物が過剰に抽出されないようにすることが重要です。次 (例 4) は、この概念を示しています。

この経験的な図は、望ましい抽出には下限と上限があり、抽出が少なすぎると醸造が弱く未発達になり、抽出が多すぎると苦くて味の悪い醸造結果になることを示しています。

次の目標は、淹れたての方法を考慮して、挽いたコーヒーの平均または平均粒子サイズを目的の露出表面積に正確に最適化することです。さらに、物事をより困難にするためには、醸造方法の平均粒子サイズを最適化するだけでなく、目的の粒子分布範囲内の粒子の割合を最適化することが重要です。

次のグラフ(例5)は、標準のフィルター醸造「K」カップとエスプレッソグラインドの違いを示しています。エスプレッソ製品のユニークな「レンガとモルタル」のグラインドプロファイルに必要なエスプレッソグラインドプロファイルの「バンプ」に注意することが重要です。

シングルサーブへの研削技術の適用:

下のグラフ(例6)は、シングルサーブ研削の全体的な課題を明確に示しています。

プアオーバーまたはボトルブリューワーの醸造時間とカプセルの醸造時間を比較すると、醸造時間が90%以上短縮されていることがわかりますが、それでも、上記のように同じ可溶性固形物(多くなく、少なくない)を達成する必要があります。適切な醸造にはすべての粉砕が重要ですが、誤差の許容範囲とカプセル粉砕の技術的考慮は、醸造強度だけでなく時間にも重要です。

時間とグラインド、グラインドと時間:

特定のカプセル構成の理想的な粉砕サイズを達成した後、粉砕による醸造時間を制御するという追加の要件があります。これは、醸造者へのグラインドサイズを最適化するという概念と並んで混乱しているように見えるかもしれません。ただし、次のように分類すると、より理にかなっている場合があります。

1. エスプレッソ醸造所について考えてみましょう、特に粒子分布がエスプレッソの醸造にかかる時間にどのように影響するかを考えてみてください。
2. 同様に、カプセル粉砕では、与えられた時間内に醸造されるように粉砕を「微調整」する必要があります(例6を参照)。
3. これは、一方では理想的な抽出を提供し、他方では、他の粒子の間に「モルタル」を提供する粒子サイズの組み合わせがあるエスプレッソスタイルのカプセルに特に当てはまります。

挽いたコーヒーの緻密化:

緻密化は、コーヒーのふわふわ感(または逆に、ふわふわ感がない)として特徴付けることができ、毎分最大1600カプセルの速度でカプセルに効率的に収まります。例 7 は、2 つのカプセルと、それぞれに詰め込まれたコーヒーの量の比較を示しています。いずれの場合も、容量は同じですが、コーヒーの量は異なります。違いは、挽いたコーヒー製品ごとに、挽いたコーヒー製品ごとにグラインダーで達成されるコーヒーの密度または「コンパクトさ」であり、ボルテックス™デンシファイア/ノーマライザーを使用します。

正規化における最初の技術的成果は、Vortex™ノーマライザーによって表されるように、カプセルなどの定義されたスペースにより多くの挽いたコーヒーを収めることを可能にします。コーヒーは、その起源によって異なる密度特性を持ち、さまざまな程度に焙煎される有機製品であるため、特定の密度要件を満たすためには、カプセルへのコーヒーの密度または適合は動的なプロセスでなければなりません。

正規化の 2 番目の重要な要素は密度制御システムであり、時間の経過とともに比類のない密度の一貫性を提供し、それによって「設定したら忘れる」という信頼性を提供する必要があります。その技術が最適な(味と強さの)パラメータ制御調整の開発に含まれている場合、科学は、その制御システムが長期間にわたって一貫性と再現性を提供する能力によって提供されます。

要約すると:

1. 粒子サイズと分布は、特定のタイプのシングルサーブカプセルに対して正確でなければなりません。
2. 挽いたコーヒーの粒度分布は、まず、シングルサーブカプセルの設計(平均粒子サイズ)を満たすように最適化するだけでなく、その範囲外にある挽いたコーヒー粒子を最小限に抑える必要があります。
3. コーヒーグラインダーは、粒度測定設計を通じてカプセルの醸造時間を制御できるグラインドを生成できなければなりません。
4. 最適な量のコーヒーがカプセルに収まるだけでなく、高速包装条件下でも収まるように、コーヒーの密度を制御することが重要です。
5. 上記のすべては、プロセスが水冷(温度制御)環境で動作する間に達成する必要があります。

明らかに、これらの変数を同時に制御することは、手動では事実上不可能であり、したがって、各パラメータ選択のレシピを備えたPLC制御は、単一のサーブ研削システムの重要な部分です。

ここで、コーヒーポッドグラインドの作り方をよりよく理解するための短い旅から再浮上しましょう。この知識が深まると、毎日のシングルサーブコーヒーに対する評価が高まるでしょう。

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40年以上のコーヒービジネスの経験を持つダニエル・エフライムは、コーヒー挽き物やその他の関連 加工装置の開発と設計に積極的に取り組んできました。彼は数多くのコーヒー会議やシンポジウムで発表し、北米および海外で何百ものコーヒー挽きセミナーを実施してきました。彼の会社であるModern Process Equipment Corporationは、イリノイ州シカゴに拠点を置いています。