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2022年8月25日 投稿者: somacoffeekyoto
Q&A, ホームコーヒーについて, 未分類

再現性の高い抽出レシピの作り方③  – 粉量減衰メソッド

再現性の高い抽出レシピの作り方③  – 粉量減衰メソッド
2022年8月25日 投稿者: somacoffeekyoto
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 目次
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    粉量減衰メソッド

    まず、前記事で解説している「レシオ&時間一定メソッド」との大きな違いをお示しします。

    一定メソッド

    • 杯数を増やす場合、ドリンクレシオ(粉量と抽出量の比率)を一定とするので粉量も抽出量も単純に杯数倍となる
    • 杯数が変わっても抽出時間は一定

    減衰メソッド

    • 抽出量は等倍
    • 杯数を増やすにつれて粉量を徐々に減らして行く(レシオが変化する)
    • レシオの変化に合わせて抽出時間を調整する

    注水パターンを変えずに粉量を増やす場合、自ずと抽出時間が長くなる分だけ、風味に濃い目効果がプラスされることになります。

    減衰メソッドは、その【時間:長 → 濃いめ】効果を【粉量:少 → 軽め】という別の効果で打ち消すことで、杯数ごとの濃度感を一定に保つことを目的とするものです。

    この考え方自体は昔から知られているものですが、言葉や文章で表現しても伝わりにくい内容です。

    何より、「粉量減衰メソッドを用いる場合、個々のケースについて具体的な調整量を指し示す術が存在しないため、最終的な判断は各々の感覚任せになってしまう」という、再現性についての致命的な問題を抱えていました。

    杯数を変える時には、何をどれくらい増やしたり減らしたりすればいいの?

    このような疑問は、ご自身でコーヒーを淹れている方ならば当然のように抱くものではないかと思います。

    それらの答えを得るためには、一体何が必要なのでしょうか?

    この問題は、「コーヒーの世界には、抽出の理論と技術を司る根源的な分野に未知の領域がある」という事実に気付かせてくれる事例の一つです。

    誰もが使える抽出ノウハウの一つに、「粉量減衰メソッド」を加えるためには、当店が「複雑性の障壁」と呼ぶ抽出条件の相互作用問題のうち、そのいくつかを乗り越える必要があります。

    減衰メソッドの核心部分とは、ブリューレシオという分量条件が異なる抽出であっても、同一の濃度を達成するための適切な諸条件の調整方法です。

    数々の検証とデータから導き出した法則性に基づき、分量と時間について適切な値を決定するための新たな計算手法を導入することとします。

    ※今のところは、抽出過程の非線形な変化を伴う現象を前提とした推測・仮説の域を出ていませんし、どこかに希望的観測を含んでいるかもしれない、という自問自答の段階です。

    実験的なアプローチ方法の一つとしてご覧頂き、有志の方には是非ご意見・ご批判等頂ければと思います。

    また、挽目調整という別の方策については、各々の挽目を正確に計測したり、調整する手段がない(最低でも粒度分布測定器が必要になる上に、様々なミルの挽目まで言及し始めると結論が出ない)ため、ご家庭向けとしては採用していません。

    一般化に当たっての要旨と記号化の必要性

    「レシオ&時間一定メソッド」を確立する試みの中で、粉の状態・ドリッパー・フィルター・注水パターンといった複数の要因によって構成される「ろ過流量」を安定させることが、再現性の向上に多く寄与するということが判明しました。

    一部とは言え、【分量・時間・濃度】の相関関係を具体的な数値で示すことが可能となったことによって、これまでは感覚的に表現されて来た変動要因についても、レシピの項目の一つとして並べることが出来るようになります。

    安定した注水パターンとろ過速度によって可視化されるポイント

    • 杯数ごとの粉量増減率
    • 杯数ごとの1投時間増減率

    これらの値を工程レシピに導入し、複雑な変化を伴うケースにも対応可能とする計算方法が以下になります。

    はじめに、様々な数値を扱うための措置として、意味が曖昧になりやすいコーヒー用語については、出来るだけ数学・物理分野において一般的に使用されている表現や記号に置き換えます。

    このような試みにおいて全体の整合性を確保するためには、主体によって各要素を指す言葉や表現、あるいは意味が異なるといった情報伝達のズレに対して、積極的な防止策を講じることが求められます。

    ※記号化の過程にも紆余曲折のストーリーがあるのですが、割愛させてもらいます。

    実践的に使用可能な範囲と抽出例

    • 使用器具:1~2杯Hario V60 01 2~5杯Hario V60 02 ペーパー
    • 抽出条件について言及がないものは記事②内の基準レシピ・注水パターンと同じ
    • 1投目(蒸らし)以降の2~4投目は注水量・時間ともに3等分とする
    • 最小杯数の抽出レシピを基準値とする
    • ハンドドリップ・プアオーバー透過式5杯分ほどまで

    粉量計算式

    コーヒー抽出のポイントを細分化、記号化した要素の一覧(一部)

    • 乗算:*
    • 除算:/
    • 累乗:^
    • 杯数:n(1≦n≦5)
    • n杯分粉量(g):Sn
    • n杯分目の粉増加量(g) :an
    • 最小杯数粉量(g) :a1 (n=1)
    • 総抽出量(g):Mn = n*最小杯数抽出量
    • 最小杯数抽出量:M1(n=1)
    • 投入回:i(任意の自然数)※分割回数については記事②参照
    • 1投注水量(g):mi(m1を除くm2・m3…mi)
    • 1投時間(s):ti(t1を除くt2・t3・…ti)※1投注水時間ではないことに注意
    • 蒸らし注水量(g):m1(i=1)
    • 蒸らし時間(s):t1(i=1) ※m1・t1は独立した値のため計算時注意
    • 総抽出時間(s):T(t1+t2+t3 …ti≒T)
    • 杯数ごとの粉量増減率(g/n):r
    • 杯数ごとの1投時間増減率(s/n):rt
    • 濃度(%):成分量(g) /Mn ※TDS濃度(記事②参照)
    • 収率(%):成分量(g)/Sn

    基準レシピと比較用レシピによる複数の抽出液を計測することで得られた値と、それらの関係を整理して行くと、「一杯ごとの粉の増減量」については、その比率がおよそ「0.9」に近い値を示す、という結果が得られました。

    よって、増減させる粉量は等比数列を用いて近似的に求められることとなり、以下の式を用いることで事前に杯数分ごとの粉量を算出することが出来るようになります。

    そして、杯数ごとの粉量の増減に伴う、一投時間の増減率についても、計測値から得られた値を元に指標化する方法を確立しました。

    その指標を用いることで、総抽出時間についても事前に算出することが可能となります。

    以下は、基準レシピの値を代入した計算と抽出の一例です。

    一般項:n杯分目の粉増加量

    初項:a1 = 12 公比:r = 0.9

    2杯分目の粉増加量 = 12*0.9^1 ≒ 10.8

    3杯分目の粉増加量 = 12*0.9^2 ≒ 9.7

    4杯分目の粉増加量 = 12*0.9^3 ≒ 8.7

    5….

    上の式よりn杯分の粉量の関係は等比数列の和によって表せます。

    2杯分粉量 = 12+(12*0.9^1) ≒ 23

    3杯分粉量 = 12+(12*0.9^1)+(12*0.9^2) ≒ 32 

    4杯分粉量 = 12+(12*0.9^1)+(12*0.9^2)+(12*0.9^3) ≒ 41

    5….

    等比数列の和の公式:n杯分粉量

    総抽出量と総注水量の計算式

    最小杯数抽出量:M1=150の場合

    総抽出量(g):Mn = n*150

    M2 = 2*150 = 300

    M3  = 3*150 = 450

    M4 = 4*150 = 600

    M5…

    総注水量は、抽出量に「蒸らし注水量」を足した値とする

    蒸らし注水量(g):m1=Sn*1.5~2

    総注水量(g):蒸らし注水量係数を「1.5」とした場合

    1杯 12*1.5=18 150+18=168

    2杯 23*1.5≒35 300+35=335

    3杯 32*1.5≒48 450+48=498

    4杯 41*1.5≒62 600+62=662

    5杯…

    1投注水量と時間の計算式

    杯数ごとの1投時間増減率(s/n):rt=1.3 

    ※計測によって得られた値(記事②参照)

    1杯分時の1投時間tiについて計測により28秒と得られたことより

    ti(s) = 28 *1.3^n-1

    1杯 mi= 150 / 3 = 50g ti = 28

    2杯 mi = 300 / 3 = 100g ti = 37

    3杯 mi = 450 / 3 = 150g ti = 48

    4杯 mi = 600 / 3 = 200g ti = 62

    5杯…

    総抽出時間の計算式

    蒸らし時間(s):t1=30とした場合

    総抽出時間T(s)≒t1+t2+t3 …ti

    この例ではt2以降は3等分としているため

    T≒t1+ti*3

    1杯  30+28*3=114 1分54秒

    2杯 30+37*3=141 2分21秒

    3杯 30+48*3=174 2分54秒

    4杯 30+62*3=216 3分36秒

    5杯…

    杯数当たりの粉量 - 早見表 -

    1cup 2cup 3cup 4cup 5cup
    10g 19 27 34 41
    11g 21 30 38 45
    12g 23 32 41 49
    • 濃度

    同一の最小杯数粉量a1(10・11・12)からなる、それぞれのグループは濃度が一定となる

    10g~41g:1.15~1.2%

    11g~45g:1.3~1.35%

    12g~49g:1.45~1.5%

    • 収率

    1杯:18% 2杯:19% 3杯:20%

    4杯:21% 5杯:22%

    メリット&デメリットまとめ

    メリット

    • レシオ&時間一定法と比べ、同じ濃度感のコーヒーを得る際の粉量と時間を節約出来ること

    この方法では、杯数が増えるにつれて一定割合で増加する粉量が減ります。

    2杯分以降については1杯分よりもブリューレシオが徐々に大きくなって行くということです。

    それにもかかわらず、どの杯数でも同じ濃度を保ち続ける結果になります。

    理論的には、杯数が増えるにつれて粉から取り出す成分量を増やし行く必要がある手法、ということになり、結果的に杯数が増えるにつれて収率が上がって行く、という実際の現象と整合しています。

    記号化や計算手順、実証方法などの正確性において十分なものとは言えませんが、抽出条件の何がどのくらい(この例においては分量・時間についての係数rとrt)変化すると、濃度・収率はどのくらい変化するのか?、という関係性を具体的に記述するためのツールに発展する可能性を秘めています。

    デメリット

    • 慣習的なコーヒー解説の枠組みまで落とし込むことが出来ない内容を多く含むため、不特定多数の方に習得を促したい場合、上記の説明方法に対して抜本的な見直しが必要になる
    • 杯数によって収率が変化する ⇒ 風味のバランス(含有成分量の比率)が変化する
    • ドリッパーの適正杯数がより大きな場合でも応用可能だが、追加の計算が必要になる
    前の記事再現性の高い抽出レシピの作り方③  - 固定比率法(The fixed ratio method))次の記事 11月出店予定

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