« Le professeur Abbott nous a dit qu'il ne croyait pas vraiment canalisation se produit dans l’espresso (sauf cas extrêmes). Alors sinon canalisation, et alors ? Il y a seulement quelques semaines, nous vous disions que la surextraction n'est pas vraiment une chose, et que tout est causé par canalisation; maintenant nous vous le disons canalisation n'existe pas non plus. Qu'est-ce que ça donne, BH ?

Eh bien, la bonne nouvelle est que nous n’avons pas réellement l’intention de bouleverser le panier des pommes ; nous voulons juste examiner un peu plus en profondeur la façon dont l'eau s'écoule pendant un tir. Ce faisant, nous constatons que nous pouvons faire une distinction entre les canaux évidents et visibles que nous connaissons tous, et les variations de débit plus subtiles et plus insidieuses qui ont potentiellement un effet plus important sur la saveur et qui déterminent réellement la limite. de la quantité de bonnes choses que nous pouvons extraire.

« Surextraction » et tanins

Tout d’abord, un petit rappel de ce qui se passe lorsque l’on parle de surextraction. À mesure que l’extraction augmente, nous atteignons finalement un point où le café commence à devenir sec et amer – ce point est ce que nous appelons le « plafond d’extraction ». Cette saveur amère et cette sensation sèche et astringente sont causées par les tanins et pseudo-tanins — des composés apparentés tels que l'acide chlorogénique qui ont un effet similaire. Ce sont pour la plupart de grandes molécules, lequel dissoudre lentement dans l'eau. Cela signifie qu’ils n’entrent dans le café qu’à des niveaux d’extraction très élevés. Étant donné que les tanins et les pseudo-tanins ont un effet similaire et que les deux apparaissent dans de nombreux tests de tanins, les deux classes de molécules sont souvent simplement appelés « tanins » dans l'industrie du café.

Plus l'extraction est uniforme, plus la quantité totale pouvant être extraite avant que la sécheresse des tanins ne s'installe est élevée. Avec les méthodes conventionnelles, ce point pourrait être atteint autour de l'extraction 22-24%, mais Scott Rao et autres ont récemment réussi à atteindre 27% sans perceptible astringence.

Canaux et microcanaux

Nous connaissons tous l'apparence d'un canal dans l'espresso, que ce soit sous la forme d'un jet provenant du fond d'un porte-filtre nu, ou une traînée blonde révélatrice provenant de vos becs – un signe clair d’un écoulement très irrégulier à travers le lit de café.

Dans sa récente conférence au Prufrock Coffee à Londres, le professeur Abbott doutait que ce type de canal ait un grand effet, sauf en diluant simplement le café, car il affecte une si petite partie du lit de café. En effet, une bonne technique peut plus ou moins éliminer ce type de canal et améliorer ainsi l'extraction, mais a un effet relativement faible sur l'élévation du plafond d'extraction.

En observant la relation entre la pression et le débit lors d'un shot sur la machine à expresso Decent, Scott Rao a remarqué fluctuations du débit même lorsqu'elles ne sont pas visibles canalisation se produit. La réduction de ces fluctuations de débit, qu'il appelait « microcanaux », a amélioré le tir et augmenté considérablement le plafond d'extraction. Ce qui semble se produire ici, spécule Abbott, c'est que la taille des espaces entre les grains de café (pores) change à mesure que l'eau s'écoule, avec des amendes. "Il suffit d’une seule particule pour passer du site A au site B pour changer [la taille de] un pore.

Loi de Poiseuille

Ces petits changements dans la taille des pores ont un effet démesuré sur l'écoulement, en raison d'un effet appelé Loi de Poiseuilles, comme Matt l'a expliqué dans son discours à Berlin le mois dernier (Vous avez besoin d'un abonnement BH Unlimited pour ouvrir ce lien). Ceci indique que si vous doublez le diamètre d'un pore, le débit d'eau qui le traverse augmente de 16 fois. Cela signifie que les inévitables petites variations dans les écarts entre les moutures de café ont un effet important sur le débit de l'eau. Plus d'eau passant à travers un pore signifie une plus grande extraction des moutures environnantes – mais Abbott n'est pas convaincu que cette différence de débit à elle seule suffise à expliquer l'extraction des tanins dans ces zones.

La condition limite sans glissement

La raison pour laquelle le débit élevé ne suffit pas à expliquer l’extraction des tanins est à cause de ce phénomène contre-intuitif. Le condition aux limites sans glissement indique qu’à la frontière entre un solide et un liquide, le débit est nul. 

À gauche : débit rapide à travers le pore, mais débit nul aux frontières. À droite : les tanins (en vert) ne peuvent rejoindre le flux qu'en la diffusion.

Cela signifie que molécules à la surface ne peuvent se frayer un chemin dans le flux de liquide que via la diffusion, au moins jusqu'à ce qu'ils franchissent la couche limite. La diffusion l'écoulement principal de l'eau est « étonnamment lent », explique Abbott, et ne suffit donc pas à expliquer comment les tanins s'échappent de la surface.

Nombres de Reynolds et Turbulence

Dans notre article sur les flux Darcy et Forcheimer, nous avons expliqué que le flux à travers un expresso palet est turbulent. Au lieu de traverser le café en lignes droites, le flux comporte des tourbillons et des courants aléatoires.

Gauche : écoulement laminaire / droite : écoulement turbulent.

Le nombre de Reynolds prédit si l'écoulement dans un liquide sera laminaire ou turbulent ; des nombres plus élevés signifient un plus grand risque d'écoulement turbulent. Les liquides se déplaçant plus rapidement ont des nombres de Reynolds plus élevés — donc un écoulement plus rapide à travers un pore plus grand est plus susceptible d'être turbulent.

Ce turbulence permet à l'écoulement de l'eau de se rapprocher de la surface, arrachant les tanins de la couche limite à déplacement lent. C’est donc ce flux turbulent qui permet d’extraire les tanins, et ruine votre cliché.

Étant donné que la limitation du débit maintient le nombre de Reynolds bas, cela permet également d'expliquer comment le profilage du flux peut améliorer un tir, en réduisant l'écoulement turbulent.

Le fait est qu'il n'est pas nécessaire qu'il y ait un « canal » défini à travers le palet pour provoquer ce genre d'extraction. Toute zone localisée d'augmentation du débit, due à de minuscules variations dans la taille de l'espace entre le café moulu, peut entraîner une augmentation du débit. turbulence et donc dans l'extraction des tanins. Tout ce qui réduit la variation de la taille de ces espaces, qu'il s'agisse d'une taille et d'une forme de mouture plus uniformes, ou mieux palet préparation, peut ainsi relever le plafond d'extraction — et nous commençons tout juste à découvrir jusqu'où cela peut aller.