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Extraction Theory

Percolation vs Immersion

Lorsque le solvant du café (eau chaude) extrait les composants solubles de la poudre de café, la méthode hydrodynamique dans laquelle l'eau et les grains de café se rencontrent est généralement classée en deux types, qui ont un impact significatif sur le corps de la tasse et la clarté de la saveur.

🌊 Filtré (café filtre)

L'eau nouvelle traverse la couche de poudre par gravité. Grâce à la deuxième loi de diffusion de Fick, l'écart de concentration entre l'interface eau et poudre est continuellement maintenu au maximum, de sorte que la vitesse d'extraction est très rapide et un parfum floral/fruité frais et clair (Clean Cup) est produit.

🛁 Type de lixiviation (interrupteur/appui)

Il s’agit d’une technique consistant à infuser des grains de café et de l’eau pendant un certain temps. À mesure que les ingrédients sont saturés d’eau, la différence de concentration de la pente de dissolution converge vers zéro, ce qui entraîne un ralentissement naturel de la vitesse de progression de l’extraction. Il procure une douceur stable sans hauts ni bas et un corps lourd en huile.

⚖️ Quatre variables clés qui déterminent le goût

List

  • ☕️ Taille de la mouture des grains de café : Basé sur la loi de diffusion de Fick, plus la mouture est fine, plus la surface de contact effective est grande, permettant à une grande quantité d'être dissoute rapidement, tandis que plus elle est grossière, plus la vitesse de pénétration est lente.
  • 🌡️ Température de l'eau : Plus la température est élevée, plus la vitesse de mouvement moléculaire est élevée, maximisant ainsi le coefficient de diffusion de dissolution (D) des substances organiques volatiles. À basse température, les composants lourds ne sont pas extraits, ce qui donne un goût plus aigre.
  • ⏱️ Temps d'extraction (Temps de contact) : Proportionnellement au temps de séjour de l'eau et des particules, celles-ci se dissolvent et s'écoulent séquentiellement dans l'ordre suivant : acidité initiale → douceur à mi-parcours → lipides et amertume tardifs.
  • ⚖️ Rapport d'infusion : La quantité de solvant injectée par rapport aux grains (généralement 1:15 à 1:16 standard) définit la résistance finale de la tasse (TDS) et les limites de solubilité des ingrédients.
  • Chimie de l’eau et cinétique d’extraction

    Environ 98,5 % du liquide de préparation du café est de l’eau. Les ions spécifiques dissous dans l'eau vont au-delà de la simple dissolution et forment des liaisons de coordination électrostatiques avec les différents composés polaires et non polaires à l'intérieur des grains de café, déterminant ainsi le goût et l'arôme finaux.

    🧪 Magnésium (Mg²⁺)

    En raison de son petit rayon ionique et de sa densité de charge élevée, il se lie très fortement aux composés volatils polaires (COV) des fleurs/fruits et aux acides organiques du groupe carboxyle (-COO⁻) pour extraire intensément une acidité vive et vibrante.

    🍫 Calcium (Ca²⁺)

    Il a un nombre de coordination flexible (6 ~ 8), ce qui le rend excellent pour capturer les mélanoïdines et les polysaccharides de haut poids moléculaire, et fournit un corps lourd et une forte concentration de douceur comme le chocolat/les noix à la tasse.

    ⚖️ Bicarbonate (HCO₃⁻)

    Il agit comme un tampon pour les ions hydrogène (tampon pH). Si l'alcalinité est trop élevée, il absorbe tout le H⁺ de l'acide organique et le goût devient plat, et si elle est trop faible, il a un goût aigre et piquant, rompant l'équilibre.

    Standards

  • Norme SCA TDS : 75 ~ 250 ppm (cible 150 ppm)
  • Alcalinité standard : 40 ppm CaCO₃
  • pH standard : 7,0 (neutre)
  • Systèmes de filtration d'eau

    Le système de purification de l'eau du magasin contrôle chimiquement la composition des minéraux présents dans l'eau brute, ce qui détermine entièrement les notes de tasse du café infusé final.

    🧪 Filtre échangeur d'ions hydrogène (H⁺)

    Les ions minéraux (Ca²⁺, Mg²⁺) sont remplacés par des ions hydrogène (H⁺). Il réduit l'alcalinité (HCO₃⁻), rend l'eau légèrement acide et fait ressortir de manière explosive l'acidité vive de l'acide organique d'agrumes dans le café et une tasse claire et propre.

    🧼 Filtre échangeur d'ions sodium (Na⁺)

    Remplacez les ions de dureté par des ions sodium (Na⁺). Parce que l'alcalinité de l'eau est maintenue, l'acidité forte est légèrement supprimée, mais elle met l'accent sur le corps lourd semblable à un sirop et la douceur ronde, ce qui la rend adaptée au café lourd.

    🌀 Osmose inverse (RO) et injection minérale

    L'eau brute est entièrement filtrée pour produire de l'eau distillée pure, puis les teneurs en magnésium et en calcium sont artificiellement contrôlées et injectées. Il est utilisé lors de la conception d’une qualité d’eau spécialisée haut de gamme constante, sans hauts ni bas.

    Rendement d'extraction et mathématiques TDS (Maths de rendement et contrôle)

    La qualité de l'extraction du café est définie par l'équilibre entre la concentration quantitative (TDS) et le rendement d'extraction (EY%). Les baristas utilisent la formule ci-dessous ainsi que le test de la tasse sensorielle pour affiner la perfection de l'extraction.

    Formula Title: 📐 Formule de rendement d'extraction standard SCA

    Formula Example: * Exemple : Extraction de 300g (Boisson) de café avec 20g (Dose) de grains de café, rendement lors de la mesure du TDS 1,35% = (300 × 1,35) / 20 = 20,25%

    Ranges Title: 🎯 Gamme Golden Cup standard SCA

    Ranges

  • Rendement d'extraction approprié : 18,0 % ~ 22,0 %
  • Concentration TDS appropriée (TDS %) : 1,15 % ~ 1,45 %
  • Rapport d'infusion : 15 g ~ 17 g d'eau pour 1 g de grains de café (1:15 ~ 1:17)
  • Hydrodynamique de contournement et de floraison

    Lors de l'extraction du café filtre, le chemin par lequel l'eau pénètre dans la couche des grains de café et le processus de dégazage du gaz contenu dans les grains de café sont des mécanismes clés qui déterminent la résistance hydrodynamique et hydraulique.

    🌬️Mécanique de dérivation d'air

    Il s'agit d'un phénomène dans lequel l'eau ne traverse pas le lit de café en poudre, mais est évacuée vers le bas le long de l'espace nervuré entre le filtre en papier et la paroi du goutteur. • Gowoohoe (V60, Origami) : Mélangé à de l'eau claire, il évite le dessèchement excessif des ingrédients et maximise le corps léger et la saveur claire. • Zhouhoe (Orea V3, Kono) : Bloque étroitement le by-pass, permettant à l'eau de pénétrer verticalement à travers la couche de poudre, créant une texture sirupeuse et hautement concentrée.

    ♨️Blooming & Dégazage du dioxyde de carbone

    Immédiatement après la torréfaction, le dioxyde de carbone (CO₂) est piégé sous haute pression dans le réseau poreux à l’intérieur du grain de café. • Lorsque l'eau est injectée pour la première fois, le gaz est vaporisé de manière explosive et les bulles générées à ce moment créent une forte résistance à l'écoulement hydraulique, empêchant la pénétration de l'eau. • Le gaz doit être suffisamment dégazé par efflorescence avec de l'eau 2 à 3 fois le poids des grains de café pendant 30 à 40 secondes pour garantir une porosité (κ) homogène du lit de café et permettre une extraction uniforme sans canalisation.

    cocipe

    Guide de recettes pour l'harmonie parfaite du café...