粉体としてコーヒー粉についてもうちょっと考える
粉体って何
コーヒー粉の粒子径なんて大体100~2000µmですよね。
実際に用いたい範囲とするなら200~1600µmくらいでしょうか？
粉体と粒体の違いは付着力の大きさらしいです。
砂も石も組成は同じですが、手について自然に離れない砂は付着力の影響が大きいということですね。この付着力の影響が大きいのが粉体にあたるみたいです。
これは粉体一粒単体の話でした。
たくさんの粒子が集まった挙動が大事らしいです。その集合体に空気が混じり新たな性質が現れるらしいです。流動、閉塞、付着、凝集とか特異な性質がらわれるらしいです。よくわかりませんね。
体積に対しての表面積が大きい為、静電気や分子間力などの付着力が大きく働いてしまうのが、大きい物体と異なる挙動を示す要因の様です。
ものの本には「粉体は個体粒子と媒体が混在している集合であり、粒子と粒子の相互作用によって、流動、閉塞、凝集といった特異な性質を示します。」と書かれています。
付着しやすい小さ～い粒子が集まったのが粉体らしいですね。
粒子径ってどうはかる
なんでも沈降法というのが有名らしいです。
たとえですが粒子径のことなる粉体を空気中にばらまいたら、粒子径が小さい粉はゆっくりと落ち、粒子径が大きい粉は早く落ちる様ですね。
流体の抵抗に対しての粉体の重量によって落ちる速度が変わるってことでしょう。
おおなるほどーって感じですが、粒子の形は考慮してないらしいですね。
球形の粒子でも変な形の粒子でも同じ速度で落ちてしまえば、同じと判断されてしまうわけですね。これを球相当径と言われるらしいです。
でもまぁ粒子は全部球じゃないです。
径にも種類があるらしい
粒子の径にも様々な定義があるみたいです。
平行線の感覚が最も大きいときの間隔を長径で、
平行線の感覚が最も小さいときの間隔を短径というらしいです。
また下記みたいにいっぱいあるらしいですね。
直径が長径である穴からはどんな向きでも透過するんですね。
逆に直径が短径である穴からは一方向からしか透過できないんですねと。
カッピングメッシュはUSスタンダードの篩ですので850µm四方の穴です。対角線は1200µmもあるんですね。短径が1200µmの粉がすり抜ける可能性があるわけですね。対してKRUVEは円形シーブなのでもう互換性はないですね。カッピングメッシュを決める際にKRUVEを参考に用いている方もいらっしゃいますがやめた方が良いですよねー。
また本では顕微鏡写真による測定が正確だという考えに対して揶揄していまして。
粒子径の定義によっても変わるだろうということは言うまでもなく、またあくまでも一方向からみた投影径に過ぎない。とありました。
最近スマホ撮影で粒度分布測れるアプリがあったり、DiFluid Omni等の粒度測定の話も多く聞きます。これは一方向からの投影径だとおもわれます。
たいしてふるいの場合は向きは常に一方になるわけなく立体的に径を測定していることになるのでしょか。
両者の数字では大きく意味が変わるってことですよね。一緒くたに扱わない方がよさそうです。
粒度分布とか粒子径分布
サンプルを採取するときは円錐四文法という方法がおすすめ!!!
後述しますが偏析というものがあり、山になった粉は位置に偏りが出てしまいます。均一に配置されていないということです。その偏りを少なくするために円錐四文法というやり方が偏析による影響を少なくすることができまう。
円錐になった粉の山を板で円盤状西にしてケーキカットするようなイメージですね。
粒度分布と良く言いますが粒子径分布の方がなんかよく用いられるみたいですよ。
粒度という言葉に分布という意味が含まれているのだとか。
とまぁ粒度分布の比較もなんだかなぁと思うところです。
粒子の形が似ているものであれば比較にも意味があるかもしれませんが、
コニカルとフラットのように全く異なるであろう粒子の形のものを、粒度分布のみで比較することは何の意味もないように思えます。
コーヒーの味の均一性を評価する一つのスケールとして粒度分布があるのでしょうけれでも、コーヒーの抽出プロセス自体が異なるであろう粒子の形の方がよっぽど根本的な違いであり、粒度分布による比較は表層的な気がします。
当たり前の話ですが。コニカルはコニカルと比較されるべきですし、フラットはフラットで比較されるべきですよね。
そして同じ刃の比較も、粒度分布の話題に加え粒子の形にフォーカスした話も聞いてみたいものです。重量に対しての表面積量とかももっとフォーカスあててほしいものです。
とまぁここまでコニカルとフラットぜんぜん粒子の形は違うよね。という前提で話をしていましたが、この言説も本当なんですかね？調べてもあんまり出てこない。
坂本さんの「新しいバリスタのかたち」にはそんな感じで書かれていまして鵜呑みにしていましたが、わからん。大きな差でもない気がしてきてます。
個人の主観としてはコニカルにはコニカル味がある気がしてますがこれは、自分の主観や体験のみに基づいた一般性に欠ける情報です。
言いたかったこと：粒子の形は大事な気がする。
粒子の密度
沈降法においきまして球相当径に対する沈降速度が重要とのことでしたね。
粉体粒子が液体中を沈降する速度は粒子の密度に影響するみたいです。
粉体粒子が液体中を沈降する速度は粒子の密度に影響するということは、カッピングから時間が経ったグラスを横から見たら出来ている粉の層。これは密度偏析ということなんですか？
粉体の密度
ピクノメーターをつかって真密度と嵩密度が測れるらしいですね。
真密度っていうのはその粒子そのものの密度ですね。
嵩密度は粒子と粒子の隙間に含まれる気体込々らしいです。
エスプレッソ抽出の際のタンピングは嵩密度を高くする所作ということですね。
付着力
最初から付着力の有無が～みたいな話でしたけど、粉体では3つを考えるみたいです。
液架橋力、静電気力、ファンデルワールス力の3点です。
まぁエスプレッソぐらいの粒子径だと静電気力が最も幅を占めてそうです。
だからこそ静電気除去が効果的だと考えられてイオンビームなどが製品化しているのでしょう。
比表面積
BET法。測れたらコーヒー抽出はすごい楽そう。
科学ってすごい。
濡れ性
こんな言葉があるんですね。へー。
ハンドドリップの一湯目の際は濡れ性が低いのね。接触角90度近いよなぁ。いやただガスで膨らんでるだけか。
粉体の充填性
容器に粉体を入れると入れ方によって体積変わってしまいます。容器に入っている粉体の質量を体積で割ったのが嵩密度。これは粒子一粒の密度よりも小さい。
しかし容器に振動を与えると嵩密度は少しづつ高くなりますね。
粉体充填層中の空気の占める割合を空隙率っていうらしいです。くうげきって読めないね。
タッピング充填を十分に多い回数行うと粉体層の空隙率は一定に近づくね。
ドーシングの後にタッピングはする派ですが安定性の向上にはつながっていることが分かりますね。
充填状態は充填方法、付着力、粒子径分布の総合的な特性結果であるということが出来、粉体の流れやすさの尺度でもある。
って書かれていますがよくわかりません。
偏析って初めて聞いた
同じものなのに分離しちゃうね。ってこと。
エスプレッソグラインダーからのドーシングってこういうことも起きてるんですよね。やっぱり混ぜ混ぜは有効な気がしますね。
粉体同士の静電気による凝集してしまったクランプを壊し、また粒子径による偏析も回避できる手法としてのWDTはやっぱりすごい気がしますね。
よ～～～く混ぜよう。
・参考文献
