에스프레소의 체계적 향상 : 수학적 모델링과 실험을 통한 인사이트 논문 게재  

'Systematically Improving Espresso: Insights from Mathematical Modeling and Experiment'

물과 커피, 그리고 분쇄 온도와 그라인딩 등에 관해 현장 바리스타들과 함께 다양한 주제를 연구해 온 화학자 크리스토퍼 헨돈이 새로운 논문 "Systematically Improving Espresso: Insights from Mathematical Modeling and Experiment"이 Matter 웹사이트에 정식 게재 되었습니다.

ⓔ 논문 속 수학 모델링을 위한 기초 환경 도해​​

본 연구는 에스프레소 추출의 수학적 모델링 기법을 적용하여 기본적인 추출 모델을 만든 뒤 실제 실험을 통해 둘의 일치성을 테스트하기 위한 내용으로 시작하며, 실제 추출 과정에서 모델링과 현실의 추출이 차이점을 발견하며 이를 위해 현실 속 에스프레소 추출의 균일성을 극대화 시킬 수 있는 방법을 모색합니다. 논문의 전반부에서는 주로 에스프레소 추출 동역학에 영향을 미치는 다양한 수학적 모델링에 대한 내용이 다뤄지며, 후반부에서는 이러한 내용을 토대로 실제 현실 속 에스프레소 추출의 양상과 분석, 그리고 더 균일한 에스프레소 추출 등에 대한 제언을 담고 있습니다.

ⓔ 논문 속 수학 모델링을 통한 분쇄도 / 도징, 분쇄도 / 압력간의 추출 수율 상관 관계

수학적 모델링의 적용할 경우 추출 수율은 분쇄도가 가늘어질수록, 그리고 추출 총량을 고정해둔 상태에서 도징량이 적어질수록, 그리고 추출 압력이 낮아질수록 증가하는 형태로 나타납니다. 이러한 수학 모델링은 실제 현실에서도 일부 구간에서는 의미있는 적용이 가능하며, 실제 추출을 설명해 낼 수 있다는 점에서 의미있게 나타납니다. 하지만 현실 실험모델에서 수학모델과는 차이점이 발생하는 변곡점이 발생하게 되고 논문은 이어 이에 대한 내용을 심층적으로 다룹니다.

  ⓔ 실제 실험에서는 EK43 기준 1.7 이하의 분쇄도에서 추출 수율의 저하와 더불어 추출간 추출 수율 편차가 발생함

연구에서는 실제 추출 입자가 가늘어지면 추출 효율이 증대되지만, 현실에서는 가늘어진 전체 입자들이 추출의 흐름을 불균일하게 만드는 현상이 발행하며 추출이 효율이 떨어지는 부분이 존재하는 것을 그 이유로 꼽습니다. 때문에 미세 그라인딩 추출에서의 수율적 측면과 관능적 우수 구간을 달성하기 위해서 몇 가지 추가 실험을 진행합니다.

ⓢ 출처 : Systematically Improving Espresso: Insights from Mathematical Modeling and Experiment, 2020

실제 추출 균질성과 일관성 등의 효율을 높일 수 있는 방안으로 논문은 ⓐ 언더 도징, ⓑ 보다 굵은 분쇄도 사용 등을 언급하지만, 이와 더불어 관능적 측면과 추출 균질성 측면의 두 마리 토끼를 잡기 위한 "블렌딩 샷"의 개념도 도입합니다. 

논문은 실제 현실 속 추출에서 얼마나 많은 커피들이 제대로 추출되지 못한 채 낭비되고 있으며, 샷과 샷의 사이에서 얼마나 많은 불균일 추출이 만들어지고, 바르지 못한 샷들이 고객들에게 제공되고 있는지에 대한 큰 화두를 던지고 있습니다. 논문의 전체 내용은 아래 링크에서 열람하실 수 있습니다. 

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30410-2 

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