“קפה חזק״ – מה זה אומר בכלל? ואיך מודדים חוזק?

הערה: הפוסט הבא הוא מאוד גיקי.

הערה 2 וגילוי נאות: בפוסט קיים לינק לעמוד מוצר (ריפרקטומטר) של חברת diFluid, לינק זה הוא ריווחי ואם תיכנסו דרך הלינק ותרכשו דברים באתר שלהם אתוגמל גם ואעריך את זה מאוד. הלינק כאן.

הערה 3 וגילוי נאות: אני לא מדען ולא מתיימר להיות. כל הידע שרכשתי בנושא הוא מספרות, התייעצות עם מומחים, אינטרנט ובעיקר הרבה ניסוי עצמי. יכול להיות שבעתיד הגישה/טכניקה שלי תשתנה ואעדכן את המדריך בהתאם.

מה זה סך מוצקים מומסים (סממ)?

כשאומרים סך מוצקים מומסים (או סממ) בהקשר של קפה, מתכוונים לסך המוצקים שהצלחנו “לחלץ” מהפולים, למוסס לתמיסה החדשה- ספל הקפה שלנו. הרי, כוס קפה, ממה מורכבת? רובה ממים, ומאחוז מאוד קטן של מוצקי קפה שהצליחו להיכנס לנוזל בעת תהליך ההכנה. אם נדבר במספרים אז קפה פילטר בדרך כלל יכיל רק באיזור ה 1.15-1.35% מוצקי קפה בעוד שאספרסו יכיל סהכ באיזור ה 7-11% מוצקי קפה. זאת אומרת שבכוס קפה שמכילה 100 גרם קפה פילטר, יש בערך רק 1.3 גרם מוצקי קפה בפועל (וזה מגניב לחשוב על זה שאף על פי הריכוז הקטן של הקפה, הטעם מורגש ויכול להיות גם נפלא!) לקריאה נוספת על מיצוי.

 

 

 

למה לנו למדוד סממ?

קפה יכול להיות עניין סופר טכני, אבל בסופו של יום? מה שמעניין את רוב חובבי הקפה הוא הטעם – וטעם, בהדרגה, הוא סובייקטיבי, אין נכון או לא נכון, ולכן קשה לומר אם כוס קפה יצאה טוב או לא יצאה טוב. עם זאת, יש לנו כלים שבעזרתם אנחנו כן יכולים לקבל נתונים אובייקטיביים על כוס הקפה. בעזרת מדידת הסממ אנו יכולים לחשב מה החוזק (במספרים!) של כוס הקפה כמה אחוז מיצינו מהקפה הטחון.

בגדול, הדרך לבדיקת אחוז המיצוי אם הכנו את הקפה בפרקולציה (percolation) היא על ידית הנוסחה הבאה לקריאה נוספת על דרכי חישוב:

 

$\mathrm{מיצוי\; (באחוזים)}=\frac{\mathrm{סממ\; (באחוזים)}\times \mathrm{משקל\; הנוזל\; (בגרמים)}}{\mathrm{משקל\; הקפה\; הטחון\; (בגרמים)}}$

 

הנתונים המספריים האלה אמנם לא תמיד יכתיבו לנו את טיב התוצאה (כי שוב, טיב התוצאה, בהגדרה, סובייקטיבי), אבל הם כן יכולים להוות מדד עבור מספר דברים חשובים כמו בקרת איכות, רמז לזה שאנחנו נמצאים ב״איזור״ הטוב או באיזור הלא טוב של החליטה ובאופן כללי כיוון בכיול הראשוני של הקפה.

לפי sca, איגוד הקפה הקפה ספשלטי העולמי, השאיפה היא להגיע ל18-22% מיצוי עם חוזק של 1.15-1.35%. אפילו שהרבה פעמים ההמלצה הזו נכונה, ראינו הרבה מקרים שבהם אנחנו כן נמצאים בטווח הפרמטרים האלו אבל טיב התוצאה ירוד (לדוגמא, מיצוי של 21% אבל אופן המיצוי לא אחיד, כלומר, לדוגמא איזורים מסוימים מהקפה הטחון הניבו 15% מיצוי ואחרים 27% מיצוי [קורה עם צ׳אנלינג], שביחד בממוצע מניבים 21% מיצוי, אבל בפועל המיצוי הממוצע הזה לא איכותי כי הוא תוצר זה איזורים שהפיקו נוזל עם מיצוי חסר ואיזורים שהפיקו נוזל עם מיצוי יתר. קצת כמו לערבב חצי כוס קפה עם 15% וחצי כוס אחרת עם 27%). 

מאחר והפוסט הזה לא מתעסק בלמה אנו מודדים מה אחוז המיצוי והחוזק של הקפה ו/או לאיזה מספרים אנחנו שואפים להגיע, אלא, באיך מודדים אותו, אני לא אכנס כאן לעומק של העניין, אבל כן הטבלה של sca  יכולה לתת נקודת פתיחה טובה. אפשר לקרוא על זה עוד כאן: 

 

איך מודדים סממ?

(הסבר קצר)

בשביל למדוד סממ, אנו זקוקים למכשיר שנקרא ריפרקטומטר (refractometer),  מה שבעצם הוא מודד זה את הrefractive-index.

הrefractive-index מרמז לנו עד כמה האור ״מתעקם״/מתפתל כשהוא עובר ממדיום אחד למדיום אחר (ממדיום אחד לאחר, בהקשר שלנו, זה כמה האור יתעקם כשעבר מנוזל הקפה לאוויר שמחוץ לנוזל הקפה). לאותה התעקמות קוראים ״refraction״ או שבירה. מסתבר, שקיים קשר אמפירי בין סממ לבין ה refractive-index ולכן, הריפרקטומטר יודע לתת את הערכת הסממ לפי הקשר הנ״ל.

(הסבר קצת יותר אינטואיטיבי: בתוך המכשיר יש מנורה וחיישן, המנורה מוציאה כמות אור מסוימת שעוברת דרך הנוזל שעל העדשה, הנוזל מייצר השתקפות מוסיימת שמגיעה לחיישן. ולפי כמות האור/זווית השבירה המכשיר יודע להסיק כמה הנוזל שעל העדשה יודע לייצר השקפות ולפי זה גם כמה הוא מרוכז. שוב, זה הסבר לא מדויק אך יותר אינטואיטיבי)

 

הבעיה עם בדיקת סממ

מדידת סממ בעזרת ריפרקטומטר יכולה להיות מאוד מאתגרת. הרבה אנשים מעריכים-בחסר את הרגישות הקיצונית של הריפרקטומטר – ללא תשומת לב לפרטים הקטנים כל הסיפור הזה עלול להפוך למתיש ומתסכל מאוד (על ידי קבלת תוצאות לא עקביות לדוגמא). אך אל דאגה, יש לנו פתרונות להכל, לפני הפתרונות בואו נדון בבעיות:

 

– טמפרטורת הדגימה

כחלק מהעבודה שלנו עם ריפרקטומטר ולמעשה לפני כל דגימה אנחנו נאלץ ״לאפס״ את הריפקטומטר. למעשה אנחנו נצטרך לטפטף כמה טיפות של מים מזוקקים בטמפרטורת החדר כדי להזכיר לו מה ה refractive-index של מים מזוקקים ובעצם לומר לו ״היי, זה 0״. 

עכשיו בטח קוראים רבים ישאלו את עצמם ״אבל למה? מה, הריפקטומטר שוכח איך נראה ה ״0״ כל פעם? למה צריך לעשות את זה כל פעם?״ ובכן, אם תשימו לב במשפט הקודם רשמתי ׳בטמפרטורת החדר׳ ופה קבור הכלב – משום שטמפרטורת החדר הינה דינאמית, נדרש בסמוך לכל בדיקה לאפס את המכשיר עם מים בטמפרטורת החדר הנוכחית. אבל זה לא החלק המאתגר… 

בעצם אחרי שאיפסנו את הריפקטומטר עם מים בטמפרטורת חדר x, אנחנו חייבים שדגימת הקפה שלנו תהיה גם כן בטמפרטורת חדר x עם מנעד של ± 0.1°C (!), וזה, מאוד מאתגר. אני בטוח שמי שניסה אי פעם לעבוד עם המכשיר הזה ראה כמה קשה להגיע עם שני נוזלים לטמפרטורה זהה ועד כמה שינוי של 0.1°C בטמפרטורה של הדגימה אכן משפיע על התוצאה

 

– התאדות/אידוי

אחת הטעויות הנפוצות של חבר׳ה שעובדים עם ריפרקטומטר היא חוסר התייחסות לאידוי הקפה. בעצם, בגלל הדרישות הנוקשות של דיוק הטמפרטורות מה שבדרך כלל עושים הוא פשוט לקרר כמות קטנה של נוזל קפה מתוך הקפה שהכינו, בדרך כלל מוזגים כמה מיליליטרים בודדים לתוך ספל קטן ונותנים לנוזל להתקרר ולהגיע לטמפרטורת החדר במהרה ואז מבצעים את הבדיקה.

הבעיה עם הטכניקה הזו היא שלקיחת דגימה קטנה של קפה וקירורה בחלל הפתוח מגדילה את פני שטח הנוזל אל מול נפחו מה שהופך את האידוי לבלתי נמנע – וכתוצאה, קריאת הסממ גדלה! (הסבר: המוצקים לא מתאדים אבל הנוזלים כן ולכן אם נניח קיררתי 1 גרם של נוזל קפה והיו בו 0.1 גרם של מוצקים אז החוזק שלו במקור הוא 10%. אבל אם מה-1 גרם נוזל התאדו נניח 0.2 גרם נוזל מה שמשאיר אותנו עם נוזל במשקל 0.8 גרם לאחר אידוי אבל עדיין עם 0.1 מוצקים ולכן בתוצאת הבדיקה חוזקו של הנוזל יהיו 12.5% בעוד שחוזק  המשקה  היה 10%).

הציוד הנדרש 

1. ריפרקטומטר עבור קפה (אני עובד עם ריפרקטומטר r2 של diFluid), יש מכשירים נוספים בשוק כמו atago או vst.

2. מים מזוקקים (מומלץ לשים בבקבוק עם פיפטה).

3. אלכוהול איזופרופונול 100 (isopropyl alcohol) – זהירות לא למאכל או מגע (מומלץ לשים בבקבוק עם פיפטה).

4. מטלית מבד נטול מוך (lint free microfiber) – נניח כמו מטלית לניקוי משקפיים. או מטליות נייר לניקוי עדשות (kimpwipes). קישור למוצר.

5. בקבוקון זכוכית או מבחנה צנטריפוגלית בנפח 2.5 מ״ל – 5 מ״ל עם פקק.

6. מיכל קטן.

7. מגבת.

8. פיפטה ארוכה בהתאמה לנפחו של הבקבוקון מסעיף 5 (2.5 מ״ל – 5 מ״ל).

 

 

הטכניקה 

– דגימה וקירור

1. ערבב את הקפה היטב עם כף אחרי החליטה.

2. השתמש בפיפטה בשביל לדגום את הכמות הרצויה, הכנס מיד את הדגימה לתוך הבקבוקון, נא למלא כמה שיותר את הבקבוקן (שיישאר כמה שפחות מקום ריק בתוך הבקבוקון), סגור (היטב) כמה שיותר מהר את הבקבוקון. שלב זה נועד בשביל להתמודד על בעיית האידוי.

3. מלא מיכל כלשהו עם מים בטמפרטורת החדר והכנס לשם את הבקבוקון עם הדגימה כדי שתתקרר.

4. שים אחד ליד השני את הריפרקטומטר, את המים המזוקקים, את האלכהול ואת מיכל המים (שבתוכו הדגימה) ותן להכל לשבת יחד 20 דקות לפחות. שלב זה נועד בשביל להתמודד עם בעיית טמפרטורת הדגימה.

 

 

– מדידה

לאחר הקירור, הריפרקטומטר, הדגימה, המים המזוקקים והאלכהוול צריכים להיות כמעט באותה הטמפרטורה ומוכנים למדידה עצמה.

1. וודא שהסוללה של הריפרקטומטר טעונה לפחות למעלה מ75% (כאשר הסוללה חלשה הקריאה שלו עלולה להשתבש).

2. בעזרת מגבת (כדי לא לחמם את הדגימה מטמפרטורת הגוף), הוצא את הבקבוקון עם הדגימה ממיכל המים. שקשק את הבקבוקון היטב. תפתח את המכסה של הבקבוקון.

3. טפטף 2-3 טיפות של אלכוהול על העדשה של הריפרקטומטר, נגב היטב בעזרת מטלית lint free. וודא שהעדשה נקייה לגמרי (!).

4. טפטף 2-3 טיפות של המים המזוקקים, יבש בעזרת נייר או מגבת נטולת מוך (בשימוש עם נייר – ללא הפעלת לחץ על העדשה כדי לא לשרוט אותה). שלב זה הוא בשביל לנקות את העדשה מאלכהול לגמרי.

5. טפטף שוב 2-3 טיפות. המתן 10 שניות. תאפס את המכשיר ( בdifuild r2 זה מתבצע על ידי לחיצה מהירה ומיד אחרי לחיצה ממושכת). רשום את טמפרטרות המים בזמן האיפוס (רשומה על הצג).

6. לאחר האיפוס, יבש בעזרת נייר או מגבת נטולת מוך (בשימוש עם נייר – ללא הפעלת לחץ על העדשה כדי לא לשרוט אותה).

7. בעזרת פיפטה הוצא מספר טיפות של דגימה מהבקבוקון וטפטף אותן על פני העדשה. המתן 10 שניות. הפעל את הריפרקטומטר ובחן את טמפרטורת הדגימה. ההפרש בין טמפרטורת הדגימה לטמפרטורה המים בשלב האיפוס (שלב 5) אמור להיות לא גדול מ 0.1°C. אם ההפרש גדול מ 0.1°C חזור על שלבים 3 עד 7 עד שההפרש יהיה לא גדול מ 0.1°C.

8. תחת התנאי שההפרש בין טמפרטורת הדגימה לבין טמפרטורת המים של שלב האיפוס (שלב 5) לא עולה על 0.1°C, המשך להפעיל את הריפרקטומטר ולהבחין בטמפרטורה עד ש3 ברצף תוצאות הניבו תוצאה זהה, זוהי תוצאתך.

הערות:

הערה 1: הריפרקטומטר נוטה להתחמם לאחר מספר גבוהה של שימושים ברצף, מה שמקשה על שמירת טמפרטורה עקבית. משהו שצריך לקחת בחשבון ולהבין שכשטמפרטורת הדגימה פתאום מתחילה לעלות עוד ועוד אחרי כל הפעלה, זו כנראה הסיבה לכך.

הערה 2: בפוסט הזה עסקתי בקפה פילטר בלבד – לא באספרסו. ״האם צריך לסנן דגימת אספרסו לפני עבודה עם רפרקטומטר?״ היא שאלה שקצת מורכב לענות עליה בקונטקסט הנוכחי ולכן נשאיר אותה לפעם אחרת. אבל בקצרה? התשובה היא תלוי.

הערה 3: ניסיתי כל מיני שיטות קירור של הדגימה (להעביר כמות קטנה לכף קפואה, או לספל קפואה וכו…) לא מצאתי שיטה קלה, יעילה ועקבית מאשר סגירה הרמטית של הדגימה.

הערה 4: בנוגע לסיבה שבגללה ולדרך שבה אנו מודדים אחוז מיצוי, צירפתי לינק עם הרבה מידע לגבי זה אבל בגדול צריך להבין שבדיקת אחוז מיצוי היא ברוב המקרים יחסית וכמעט אף פעם לא אבסולוטית.