咖啡是世界上最受欢迎的饮料之一，它是用一种咖啡植物上生长的咖啡豆煮出来的，然后经过加工和烘焙。咖啡树生长在一个被称为豆带的地区，在赤道附近的热带地区茁壮成长。
如何测量咖啡粉的粒径
视频信用：Bettersize Instruments Ltd.
在过去的十年里，咖啡的生产和消费每年都有显著的增长。国际咖啡组织(ICO)估计，到2021年3月，2020/21咖啡年的全球咖啡豆产量和消费量将分别为1.7189亿和1.645亿60公斤袋装咖啡豆1．
如果以ico预测的单价为120.36美分/磅的完全消费假设，2020/21咖啡年的预计咖啡豆年收入将为261.9亿美元。1
咖啡有一个高利润和巨大的市场，这导致了对咖啡豆，研磨咖啡和煮咖啡质量的关注。
生咖啡豆首先被挑选出来，经过加工，然后烘烤，然后磨碎，煮成咖啡。
烘焙咖啡豆的过程涉及到一系列可控的化学反应，这些反应会从生咖啡豆中提取出所需要的物质，而正是这些物质提供了非常重要的咖啡风味。
酿造过程中的热水提取这些有效物质，这有助于与咖啡相关的独特的香气和味道。
萃取的复杂过程涉及许多原理，包括热力学、输运现象和流体动力学。
影响咖啡提取效果的酿造过程有几个部分，包括酿造方法、酿造时间、水温、水与咖啡的比例以及咖啡粉的粒度。
尤其是咖啡粉的粒度，决定了所煮咖啡的最终特性，决定了提取的水平和提取时间的长度。
通过贝特化实验室进行了实验，以研究使用激光衍射仪器培养咖啡的粒度和尺寸分布可能影响咖啡萃取的有效性。
测量粒度粒度分布
本试验的样品材料是产自中国云南的商业烘焙阿拉比卡咖啡豆。
和其他咖啡一样，这个地区的咖啡豆也属于豆带。然而，这些咖啡豆以其特别的柔滑和巧克力味和中等的酒体而闻名。
图1所示。四磨咖啡粉。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图1显示了研磨和筛分咖啡豆的四种类别:超细、细、中、粗。
的Bettersizer 2600利用干分散装置研究了咖啡的相对粒径。Bettersizer 2600通过使用独特的傅里叶和反傅里叶光学系统，为0.02 ~ 2600微米(µm)的颗粒提供精确的测量欧洲杯猜球平台结果。
激光粒度分析仪能够从湿分散和干分散单元产生结果。干燥分散单元的使用是为了确保准确的结果，因为有一个潜在的粒径2磨碎的咖啡与水接触时要更换。
为了使随机误差的影响最小化，所有测量值至少重复三次。图2示出了从Bettersizer 2600获得的四个研磨的粒度分布。
图2。四种咖啡粉的粒度分布，由Bettersizer 2600获得。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图2还示出了当磨削水平增加时，四个咖啡的模式如何进一步定位朝向细粒。这使得它显而易见的是，从粗磨的煤咖啡的平均粒度减小到更精细的研磨。
除超细研磨外，超细研磨咖啡的粒度分布相对较窄，这表明在超细研磨咖啡中存在团欧洲杯猜球平台聚的咖啡颗粒。这可能是因为更细的颗粒有更大的表体积比，所以更高的表面欧洲杯猜球平台能更容易将更细的颗粒凝聚成更大的颗粒。
图3。四种咖啡粉的平均d50，误差条显示。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图3为超微粉、细粉、中粉和粗粉的d50 μ m(µm)，分别为61、290、623和1093。
这些结果表明，Bettersizer 2600能够准确区分和监测不同研磨级别的咖啡粉的粒度。
检测煮好的咖啡的萃取水平
这四种研磨咖啡都是为了研究不同颗粒大小对萃取效果的影响。
其他酿造条件，例如水温，所用水量，地下咖啡和酿造方法的质量，都被控制成相同，以确保影响提取水平的唯一变量是粒度的粒度。
该实验利用了使用Hario V60的倒泡制方法。
a的上半部分Hario V60由一个包含滤纸和咖啡粉的锥形杯子组成。热水流过杯子后，在重力作用下滴落到壶里。
建议每隔8克碾磨咖啡使用140毫升水，以实现这种特定类型的咖啡豆的完美酿造。
为了保证推荐的咖啡粉与水的比例，建立了一个平衡。采用内置温度控制和数字温度显示的电食锅炉，确保热水温度保持在90°C。
图4。四个研磨的酿造的咖啡在玻璃杯子里。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图4显示了将不同煮好的咖啡倒入透明玻璃杯后观察它们的颜色。最浅的棕色是由粗磨产生的;杯子里的咖啡还是比较清晰的，杯子的底部也可以看到。
随着地面咖啡的粒度减少，磨削变细，酿造咖啡的颜色逐渐变暗和较暗。额外的细磨有最黑暗的酿造咖啡：液体不再透明，杯子底部很难看出。
通过测量和比较总溶解固体(TDS)浓度和煮制质量，研究了四种煮制咖啡的萃取水平。
TDS用于测量液体介质中以百万分之一(ppm)为单位的固体含量，其中1ppm表示每千克液体中有1mg溶解固体。
在本实验的背景下，较低的TDS值表明在煮好的咖啡中，咖啡豆中的可溶性含量较少。
表1。四种咖啡粉的煮制质量和TDS结果。资料来源:Bettersize Instruments Ltd。
| 磨 |
酿造质量[g] |
TDS (ppm) |
| 粗 |
128.01 |
541 |
| 媒介 |
124.03 |
757. |
| 细 |
118.27 |
1050. |
| 超细的 |
119.65 |
1166. |
如表1所示，煮好的咖啡的质量随着咖啡粉大小的减少而减少。此外，TDS值随着磨粒变得粗糙而降低;TDS浓度也与酿造质量成反比。
图5。煮过的咖啡渣有四种。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图5显示了实验的额外发现;在酿造之后，精细和超细的研磨咖啡颗粒被凝聚并倾向于移动到滤纸的底部，形成糊状的混合物。欧洲杯猜球平台
相反，粗咖啡研磨的左侧咖啡梯度仍然可区分地彼此分离。
这些观察结果很可能是粒子表面面积的结果。欧洲杯猜球平台与粗颗粒相比，欧洲杯猜球平台细颗粒在酿造过程中与热水的接触面积更大，这是因为它们有更大的表面积。
接触面积越大，热水流过磨碎的咖啡的时间就越长，这反过来又会增加扩散到咖啡颗粒内部的水量。欧洲杯猜球平台
这就意味着，离开咖啡颗粒的水更少，随后滴进壶里，导致磨得更细的咖啡质量减少。欧洲杯猜球平台这将导致更精细的研磨2从咖啡粉中提取出更多有效物质的，即咖啡因。
为了明智地调查咖啡的萃取水平，Bettersize实验室的5名同事被要求参加四种煮好的咖啡的盲品测试。
至关重要的是，味道测试始终是主观的，结果是有关使用倒入方法酿造这种特定类型的咖啡豆的个人观点的结果。
据参与味觉测试的同事说，特细的咖啡粉是“强烈的酸和苦”，而粗的和中等的咖啡粉是“淡，水，缺乏香气。”
咖啡接受最多的恭维是细磨。它被认为是“恰好正确的，最接近咖啡店的咖啡”。
煮咖啡的质量和颜色,加上TDS和味觉测试,测量的结果是反光的抽取,粗、中磨刚刚完成,而额外的细磨在提取,因此有一个暗棕色,TDS价值高,强酸性口味。
因为在这个实验中所有其他的酿造条件都是相同的，这说明了有必要仔细控制研磨咖啡的颗粒大小，这样才能生产出合适的萃取水平的咖啡。
结论
酿造咖啡的味道质量及其提取水平都受到粒度粒度和粒度分布的显着影响。
在现实生活实践中，粒径的影响磨碎的咖啡可由其他变量补偿，如水温，酿造时间和酿造方法。
为了探索这些变量之间的完美结合，从而生产出完美的咖啡，必须监测咖啡粉的颗粒大小和大小分布。
Bettersizer 2600是一个可靠和复杂的仪器，为咖啡行业提供颗粒尺寸解决方案，包括制造包装咖啡粉，速溶咖啡，咖啡机和咖啡豆研磨机。
参考文献
- 咖啡市场报告，2021年3月国际咖啡组织2021年3月。
- Severini，C。;Derossi，A .;Fiore，A.G ;;De Pilli，T。alessandrino，o ;;Del Mastro，A。一些提取变量的差异如何影响咖啡店（咖啡馆）的浓缩咖啡质量：浓缩咖啡及其质量。J. SCI。食物农业。2016,96（9），3023-3031。https://doi.org/10.1002/jsfa.7472．
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