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前一阵子,看到了网友分享一段演讲的联结,主讲者是任职于LaMarxococcoUSA的ScottGuglielmino,题目是"Water,TheMainIngredientinCoffee,基于最近对水质的好奇,于是我就花了点时间从头把它听完,裡面有一些我之前没听过的东西(其实根本就是才疏学浅),觉得很重要,于是把它整理了一下:整个演讲分成两个主轴TastyCoffee以及HealthyMachines。
首先谈到了要有TastyCoffee,有四个重要的参数,也就是我之前文章所提到的TDS,Hardness,pH,以及Alkalinity。他花了点时间述说这些指标对于咖啡风味的重要性,论述的内容与小弟之前所提的几篇文章类似,除了alkalinity有所补充之外,其他在此不再赘述。
Alkalinitycontrolledextractionrate:
咖啡的美味部分来自于酸,萃取酸的过程显然重要,但是萃取的过程如果拖太久,会把一些我们不喜欢的味道也一併萃取出来,因此萃取速度就相对的重要,然而,高浓度的carbonate/bicarbonate(超过mg/L)的系统,会延缓萃取的速度。我曾经看过一个数据大概是这样的,以不同的水溶液冲煮一定量的咖啡。
假设是一公升的咖啡,以纯的去离子水deionizedwater所得到的时间是秒,那麽使用含有、、以及ppm NaHCO3水溶液所冲煮相同体积的咖啡,其所需的时间分别为,,以及秒。因此Alkalinity越高,萃取速度越慢。Scott认为loweralkalinityhelpsfasterextractionrate,各位千万不要误会说那就乾脆不要alkalinity喔,因为没有alkalinity,会导致超量的酸,反而更糟。他认为这个部分原因和在高温高压萃取时carbonate/bicarbonate产生CO2,此时CO2会对咖啡粉造成压力,有助于萃取。而Scott认为理想的alkalinity要落在30-40mg/L。
WhatMakesaMachinehealthy?
对于义式咖啡而言,水垢绝对是个令人头痛的问题,由于使用水裡面有一定的Hardness或是使用alkalinity,因此便会产生碳酸钙、碳酸镁的沉淀于是形成水垢,过多的水垢沉淀在义式机的管路以及冲煮头便会影响冲煮的速虑,当然就会影响咖啡风味,所以Scaleietheenemy!那简单,用软水就好了,根本不会有水垢,使用软水多好,还省一笔除水垢的钱,如过这样想的话,那很有可能我们会陷到另一个泥淖里面,就是管路腐蚀Corrosion。R.O.、过软、低pH值的水会造成管路的鏽蚀,尤其在高温高压下,管路鏽蚀除了造成机器使用寿命的减短以外,另外就是这些金属离子会溶于水中,然后我们透过咖啡把它喝下肚,会不会有金属过量的问题,在此我提供一个数据给大家参考。
这个水是实验室的纯水,我把它倒入电热水壶加热沸腾后,再倒入我的手冲铜壶,冲煮咖啡后,我从铜壶内取了水样本送去做元素分析,我的同事还问我说,你这不是纯水吗,有需要送吗?我说,就测看看吧,于是有趣的事情来了。如下图
只是简单的加热,水就有本事从电热水壶和铜壶中溶出铁和铜离子,以这个量来说,0.5L的水就含有铁9以及铜3.68mg,再扣除机器误差,大概就是每日摄取量(我国建议铁的摄取量是男性10mg女性15mg,美国建议的铜"食用量"为3mg)。若是这个水,从义式机的热水或是蒸汽锅炉下出来,我若说数值应该会更高应属合理的推测。不过,浓缩咖啡的体积较少,金属溶出的问题应该还好,但目前我无此数据,便无从论断。
LangelierSaturationIndex,LSI
话说回来,毕竟应少有人直接用RO当作义式机的水源,但是水造成的鏽蚀问题却是不得不察阿,那该怎么办,Scott认为,适当的水垢可以保护管壁不被腐蚀,但要如何在scale与corrosion中取得平衡balance?于是他介绍了一个水质的指标LangelierSaturationIndex,LSI,这个指标是早在年由WilfredLangelier所发表的,这方法当初是用来预测输水管线中的CaCO3的稳定性,这个数值可以预测水管中的CaCO3将会沉淀、溶解或是平衡。若是沉淀则会产生水垢,若是溶解则可能进一步造成输水管路的鏽蚀,当然取得平衡是最好的。而LSI正好就是在解决这方面的问题,这个计算方法涵盖了TDS,Hardness,pH,以及Alkalinity等四个参数,其计算式如下:
LSI=pH-pHs
其中pH指的就是水的pH值,可透过仪器测量,pHs指的是水在饱和的CaCO3时的pH值,这个值则要经过计算而得。我在这边并无意交各位去算这个,大家只要上网打LSI或是手机下载计算LSI的App软体,就可以取得计算器帮你计算。而LSI数值所代表的意义如下:
1.当LSI0时表示水中的CaCO3是过饱和的,因此有可能产生沉淀而形成水垢的趋势,
2.当LSI=0时表示水是接近中性,并不会有CaCO3沉淀或是溶解的情事发生。
3.当LSI0时表示水中的CaCO3是未饱和的,因此会有CaCO3被溶解会是管路腐蚀的情事发生。
值在0.2~0.7之間,這個數值的水會形成些微的水垢,可以保護管路但不至於腐蝕。
有兴趣的朋友可以玩一下,目前我的心得是,若是依照标准建议的数值下去计算可以得到一个现结论:以义式机使用的水为例子,pH=7时,TDS=ppm,[Ca2+]=80mg/L[HCO3-]=50mg/L在温度为79度时的pHs=7.0,此时的LSI值=7.0-7.0=0,再者,温度越高越接近冲煮温度,pHs值越小,那麽选用pH值大于7的水(在标准水质的pH区间内pH越高),可以达到比较好的保护效果。而这水在常温(25度)时,pHs=7.9,此时的LSI值=7.0-7.9=-0.9,会造成腐蚀的趋势。因此,这告诉我们,锅炉的水若是没用完要放掉,进新的水,这样才不会会吃到溶出过多金属的水