コーヒーを淹れる操作であるコーヒーの醸造は、抽出とろ過という２つの操作から成り立っています。
コーヒー成分の抽出を簡単に表現すると、焙煎コーヒー豆粉砕粒子と熱いお湯を混ぜ合わせて、焙煎コーヒー豆粉砕粒子内のコーヒー成分を熱いお湯に取り込む作業です。
コーヒー成分が熱いお湯に移動した後の焙煎コーヒー豆粉砕粒子とコーヒー成分を取り込んだ熱いお湯の混合物がスラリーで、そのスラリーを炉材であるフィルター(紙フィルターや布フィルター)を使ってろ過するプロセスがコーヒー醸造のろ過操作だと年老いた珈琲豆焙煎屋は理解しています。
【目次】
ケーク濾過 | ケーキろ過
焙煎コーヒー豆粉砕物粒子のようなある程度の大きさの湿潤粒子(懸濁粒子)のスラリーを濾過する場合、ろ材の細孔と同じかそれ以上の大きさの粒子径を持つ懸濁粒子がろ材面で捕捉分離されて、沪過ケーク層を形成して行きます。
この濾過ケーク層は、微細な細孔構造を持っているので、その後のろ過にろ材として作用して、ろ材自体の細孔よりも小さな湿潤粒子(懸濁粒子)も分離するというプロセスで濾過が進行して行きます。
この濾過方式を、ケーク濾過(ケーキろ過)と呼んでいると年老いた珈琲豆焙煎屋は理解しています。
コーヒー醸造で使われている濾過方式
コーヒー醸造(コーヒーの抽出ろ過)で利用されている濾過方式は、ケーク濾過(ケーキろ過)と呼ばれている濾過方式だと年老いた珈琲豆焙煎屋は確信しています。
上のケーク濾過のプロセスをコーヒー醸造(ハンドドリップ)のろ過に当てはめると・・・。
焙煎コーヒー豆粉砕物粒子とお湯が混ざり合っているスラリーを、ドリッパーにセットした紙フィルターに流し込んで濾過すると、焙煎コーヒー豆粉砕物粒子は紙フィルターで捕捉分離されて、コーヒー清澄液だけがドリッパーを受けているサーバーに落ちてきます。
紙フィルターで分離捕捉された焙煎コーヒー豆粉砕物粒子である懸濁粒子は、紙フィルターの上に堆積して行きます。この堆積層を濾過ケーク層と呼んでいて、コーヒー醸造のろ過において大変重要な役割を演じています。
コーヒー成分抽出後の焙煎コーヒー豆粉砕物粒子で作られた濾過ケーク層が、紙フィルターの細孔では捕捉できない大きさの粒子でも捕捉分離するので、コーヒー清澄液の清澄度が高くなると年老いた珈琲豆焙煎屋は考えています。
一定圧力でケーク濾過を行うと
濾過する圧力を一定にしてケーク濾過を行うと、沪過が進行して行くとともに濾過する速度は徐々に低下して行きます。
この濾過速度の減少を阻止する方法として、紙フィルターの上に作られているコーヒー成分抽出後の焙煎コーヒー豆粉砕物粒子のろ過ケーク層を崩して、紙フィルター内のスラリーを濾過濃縮する方法や、お湯の注湯量を徐々に増やして濾過圧力を大きくすることで濾過速度を一定にする方法などがあると年老いた珈琲豆焙煎屋は考えています。
微小な懸濁粒子のスラリーの場合
焙煎コーヒー豆粉砕物粒子のような大きな懸濁粒子では無くて、微小な懸濁粒子をスラリーから捕捉分離して清澄液を得る方法としては、懸濁粒子よりも小さな細孔のろ材表面や層の厚いろ材層にスラリーを流し込んで、懸濁粒子が液体とともにろ材層の細孔構造の中を通過して行く間に、その微小な懸濁粒子を捕捉分離する清澄濾過(ろ材濾過)が使われています。
清澄濾過(ろ材濾過)が進行して行くと、ろ材に目詰まりができます。その結果、沪過速度は減少して行きます。
そこで、沪過速度減少を阻止する方法として、ある一定の時間濾過をしたあと沪過作業を止めて、ろ材層を洗浄して捕捉粒子を除去してから、再び沪過作業を開始するという方法が採用されているようです。
また、ケーク濾過と清澄濾過(ろ材濾過)を同時に行うろ過の仕方もあるようです。
