top of page

How Coffee Extracted

กลไกทางฟิสิกส์ของการสกัดกาแฟ?


Coffee Extraction, Pour Over Coffee, How to make coffee, Drip Coffee


แช่ผงกาแฟไว้ในน้ำร้อน 8 นาที vs เทน้ำร้อนผ่านผงกาแฟภายในวเลา 3 นาที… ถ้าผงกาแฟบดมาเบอร์เดียวกัน น้ำร้อนเท่ากัน สกัดแบบไหนจะสกัดกาแฟออกมาได้เข้มข้นกว่ากัน? 🤔


คนที่อยู่คลุกคลีอยู่กับกาแฟมาสักพักจะรู้แล้วว่า ผมกำลังพูดถึงการ Cupping☕️ และ การ Drip 💧ซึ่งถ้าเป็นคนที่เคยชิมกาแฟที่ได้จากการสกัดทั้งสองแบบก็จะรู้ว่า กาแฟที่ได้จากการดริป หรือเทน้ำไหลผ่านผงกาแฟนั้น ได้กาแฟที่เข้มข้นกว่าการแช่ผงกาแฟไว้นิ่ง ๆ เยอะเลย (ทั้ง ๆ ที่ใช้เวลาน้อยกว่า)


เป็นความเป็นจริงที่ขัดกับจินตนาการมาก😵‍💫 เพราะการแช่ผงกาแฟในน้ำนาน ๆ ⏱ ระยะเวลาการสัมผัสมากกว่า ก็ควรจะสกัดกาแฟออกมาได้มากกว่าสิ… เทน้ำไหลผ่านแป๊บ ๆ มันจะสกัดกาแฟออกมาได้เยอะกว่าได้ยังไง? 🧐


ข้อสงสัยนี้มีคำตอบครับ


ในบทความนี้ ZMITH จะพาเพื่อน ๆ ดำดิ่งลงไปในโลกแห่งฟิสิกส์ของการสกัดกาแฟกันครับ😁



Coffee Extractioin

การสกัดกาแฟ ⚗️


ก่อนจะมาเป็นเครื่องดื่ม☕️ กาแฟนั้นถูกแปรรูปมาหลายขั้นตอนมาก ซึ่งขั้นตอนที่ใกล้เคียงกับความเป็นเครื่องดื่มที่สุดก็คือ “ผงกาแฟ” หรือเมล็ดกาแฟคั่วที่บดเสร็จแล้วนั่นเองครับ ขั้นตอนการใช้น้ำ(หรือสารละลายอื่น ๆ) เพื่อดึงเอาสารประกอบในผงกาแฟออกมา เราเรียกว่า “การสกัด(Extraction)”


วิธีในการสกัดกาแฟนั้นมีหลากหลายรูปแบบ ทั้งการดริป(Filter) การแช่(Cupping, French Press) การใช้แรงดัน(Espresso, Mokapot) ซึ่งจะสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มใหญ่ ๆ ได้สองกลุ่มคือ กลุ่มวิธีที่ใช้การซึมผ่าน (Percolation) และกลุ่มที่ใช้วิธีการแช่ (Immersion)


ซึ่งไม่ว่าจะเป็นการสกัดแบบไหนก็จะมีกลไก(Mechanism) ทางฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นหลัก ๆ อยู่สองกลไกคือ

1. การแพร่ (Diffusion)

2. การพา (Advection)

เดี๋ยวเราจะไปดูกันว่า สองกลไกนี้ช่วยให้เราสกัดกาแฟออกจากผงได้ยังไง



Diffusion

การแพร่


โดยปกติองค์ประกอบต่าง ๆ ของของไหล(Fluid)จะเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาอยู่แล้ว โดยที่ทิศทางของการเคลื่อนไหวนั้น คือการเคลื่อนตัวจากจุดที่มีความเข้มข้นสูง ไปยังที่ที่มีความเข้มข้นต่ำ ซึ่งปรากฏการณ์นี้เราเรียกว่า “การแพร่(Diffusion)”


ลองนึกถึงภาพเราเทช็อต Espresso ลงในน้ำ กาแฟจะกระจายตัวออกไปจากจุดที่เข้มมาก ไปจุดที่เข้มน้อยเรื่อย ๆ จนน้ำกับกาแฟผสมกันทั่วถึง (กลายเป็น Americano 😁) ซึ่ง ณ จุดที่ความเข้มข้นเท่ากันหมด การแพร่ก็จะหยุดลง….


สารประกอบในผงกาแฟ ก็ออกมาข้างนอกด้วยกลไกเดียวกันนี้แหละครับ…


จังหวะที่เรา Bloom กาแฟ ผงกาแฟสัมผัสกับน้ำเป็นครั้งแรก น้ำจะซึมเข้าไปตามรูพรุนของเนื้อผงกาแฟ ดันเอาแก๊สที่อยู่ข้างในออกมา ที่เราเห็นกาแฟพองตัวขึ้น และมีฟองอากาศนั่นแหละครับ คือการที่น้ำเข้าไปแทนที่แก๊สที่อยู่ในผงกาแฟ


เมื่อผงกาแฟชุ่มน้ำแล้วสารประกอบที่ละลายน้ำได้ภายในผงกาแฟจะเคลื่อนที่จาก “ภายใน” ผง ออกมาอยู่ที่ “พื้นผิว” ของผงกาแฟ… ณ ตรงนี้ ถ้าเราใช้การ Brew แบบแช่ (immersion) เช่นการ Cupping สารประกอบภายในผงกาแฟก็จะค่อย ๆ ซึมออกมาในน้ำด้วยวิธีการแพร่ไปเรื่อย ๆ อย่างช้า ๆ


แต่ถ้าเราใช้วิธีการสกัดด้วยวิธีการซึมผ่าน(Percolation) เช่นการดริป จะมีกลไกอีกอย่างเข้ามาช่วย ทำให้สารประกอบภายในกาแฟถูกสกัดออกมาได้เร็วขึ้น ซึ่งกลไกนี้เรียกว่า “การพา(Advection)”



Advection

การพา


“การพา” คือการที่ของไหลพาเอาอนุภาค หรือพลังงานความร้อนไปกับมวลด้วยเมื่อมันเคลื่อนที่… ฟังดูเข้าใจยาก… ลองนึกถึงภาพวันลอยกระทงครับ พอเราปล่อยกระทงลงในน้ำที่ไหล กระทงก็ถูกน้ำ “พา” ไปตามการไหลของมัน นั่นแหละครับ ภาพหยาบ ๆ ของ “การพา(Advection)”


แล้วกลไกนี้มันช่วยการสกัดกาแฟของเรายังไง?


ลองนึกภาพตามดูนะครับ…


ตอนที่ผงกาแฟโดนน้ำ สารประกอบจะแพร่ออกมารอบ ๆ ผงกาแฟ ทำให้ความเข้มข้นของน้ำรอบ ๆ ผงกาแฟสูงขึ้น… เมื่อความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของน้ำในผงกาแฟ กับน้ำรอบผงกาแฟใกล้เคียงกันมากขึ้น “การแพร่(Diffusion)” ก็จะช้าลง… ยิ่งแช่นาน กระบวนการก็ยิ่งช้าลงเรื่อย ๆ


แต่ถ้าน้ำที่อยู่รอบ ๆ ผงกาแฟไม่ได้อยู่นิ่ง ๆ แต่ไหลผ่านไปเรื่อย ๆ สารประกอบที่แพร่ออกมาก็จะถูกน้ำ “พา” ไปทำให้ระดับความเข้มข้นของน้ำรอบ ๆ ผงกาแฟไม่สูงขึ้น ความเร็วของการแพร่ก็จะไม่ลดลง (ตราบเท่าที่ยังมีเคมีในผงกาแฟให้แพร่ออกมาเรื่อย ๆ)


ด้วยการทำงานของกลไกทั้งสองอย่าง สุดท้ายเราจะสามารถดึงเอาสารประกอบในกาแฟออกมาได้มากกว่าปล่อยกาแฟแช่น้ำไว้เฉย ๆ นั่นเอง 😁




Conclusion

สรุป


อ่านมาจนถึงตรงนี้ เชื่อว่าหลายคนจะเริ่มเก็ทแล้วว่า ทำไมกาแฟดริป ถึงได้เข้มกว่ากาแฟ Cupping ทั้ง ๆ ที่ใช้เวลาน้อยกว่า บดก็หยาบกว่า


เหตุผลก็คือ การดริป หรือวิธีการสกัดแบบซึมผ่าน (Percolation) เป็นวิธีการสกัดที่ใช้ประโยชน์จากกลไกทั้งสองอย่างร่วมกัน ทำให้ประสิทธิภาพในการสกัดสูงกว่าวิธีการแช่ (immersion) ที่อาศัยเพียงแค่กลไกการแพร่ (Diffusion) เพียงอย่างเดียวนั่นเองครับ


ซึ่งหลักการนี้ก็สามารถนำไปอธิบายกาแฟสกัดเย็นได้ด้วย ว่าทำไมกาแฟ Cold Drip ถึงสามารถสกัดกาแฟได้เข้มข้นกว่ากาแฟ Cold Brew แบบแช่(Full Immersion) ทั้ง ๆ ที่ใช้เวลาน้อยกว่ากันมาก ๆ


และกลไกทั้งสองอย่างนี้ยังสามารถทำให้เราเข้าใจวิธีการเก็บรักษาเมล็ดกาแฟได้ดีขึ้นอีกด้วย ซึ่งมันสามารถอธิบายได้ว่า ทำไมการเปลี่ยนภาชนะบรรจุเมล็ดกาแฟ หรือการเก็บกาแฟลงในภาชนะที่ดูดอากาศออกเรื่อย ๆ ถึงทำให้กาแฟเสื่อมเร็วขึ้น




จริง ๆ ถึงเราไม่เข้าใจเรื่องนี้เราก็สามารถสกัดกาแฟออกมาให้อร่อยได้ ด้วยการฝึกฝน และประสบการณ์ แต่ส่วนตัวผมเชื่อว่าการเข้าใจกลไกที่อยู่เบื้องหลังสิ่งที่เราทำจะทำให้เราประหยัดเวลาหลงทาง และลองผิดลองถูกไปได้มาก


นอกจากนั้นเราจะได้มีเรื่องไว้โม้ระหว่างที่เราดริปกาแฟให้ลูกค้า หรือให้เพื่อนชิมด้วยครับ…555 🤣 แน่นอนว่า Story และข้อมูลต่าง ๆ ก็เป็นส่วนหนึ่งของประสบการณ์ (Experience)


เพราะประสบการณ์ คืองานคราฟท์ครับ 😁



1,454 views0 comments

Recent Posts

See All

コメント


bottom of page