Eden's Coffee
추출율과 추출온도와의 상관관계 본문
다소 러프한 실험이라고 생각할 지도 모르지만, 아주 의미있는 실험이라 여겨집니다. 실제 머신의 추출온도와 실제 커피를 통과해서 추출되는 에스프레소의 온도 변화 추이를 측정한 데이터거든요.
일반적으로 쇼머나, 스캇 등 유명한 사람들의 저서에서 단지 추측과 수학적으로 제시되었던 도징양에 따른 추출온도 설정에 대한 궁금증을 실제로 실험설계를 통해 밝혀낸 결과라 많은 생각을 하게 만듭니다.
통상 스캇의 경우는 이탈리아식의 적은 양의 도징에 반해 미국식 스타일로 원두 도징량을 20g 이상으로 많은 양을 사용해 추출하는 경우 원두의 양 증가로 인한 열 손실율을 고려해서 추출온도를 높일 것을 제안합니다. 쇼머의 경우는 18g 이상에서 95정도로 추출을 하게 되구요. 특히 화씨 1도 차이까지도 용납을 허용하지 않는 온도쟁이 쇼머의 경우는 정말 편집증적일 정도로 온도에 민감하게 반응하기도 하죠.
하지만, 아마도 이 실험 결과는 쇼머의 이론과 꽤 차이가 있을지도 모르겠습니다. 실험에서 다소 변인통제의 측면에서 충분히 지적받을 수 있는 부분도 존재하긴 하지만, 그 오차를 고려한다고 했을때도 분명 비중있게 받아들여질 수 있는 괄목할 만한 성과였습니다.
추출은 PID 설정이 가능한 머신에서 화씨 200의 온도로 테스트 되었으며, 14g에서 21g까지 다양한 양의 원두와 그라인딩 포인트의 차이등을 통해 추출비율(도징량/추출량)에 따른 추출온도의 변화를 바텀리스 하단의 써모커플을 통해 측정을 한 결과입니다.
모든 추출은 정확히 30초의 추출시간을 거쳤으며 추출 비율과 시간에 따른 추출온도가 그래프로 시각화 되었습니다.
결과는 다음과 같습니다.
dose grams
shot sec
shot gram
brew ratio
15s
20s
25s
30s
21.1
30
22
96
130
164
182
189
21
30
29.7
71
159
188
192
192
21
30
27
78
149
182
192
191
21
30
25
84
126
163
189
192
21
30
22.6
93
120
149
179
189
21
30
21
100
140
166
184
190
21
30
20
105
125
164
184
189
21
30
17.5
120
N/R
139
165
180
21
30
16.2
130
105
139
159
178
21
30
9
233
N/R
N/R
N/R
N/R
20
30
29
69
145
182
192
N/R
14.2
30
15.2
93
123
169
187
190
14.2
30
42
34
195
196
195
195
14.1
30
11.5
123
105
152
170
183
14.1
30
19.9
71
155
184
191
192
14.1
30
25.3
56
181
193
193
191
14
30
12.5
112
118
157
177
186
14
30
16.3
86
140
176
189
191
14
30
19
74
150
178
189
190
13.8
30
20
69
154
180
190
191
총 20번의 추출샷을 거쳤으며 18개의 신뢰성있는 데이터가 정리되었습니다. 세로축에 나타난 각 시간별(15~30초) 점은 추출간의 온도 변화를 나타내구요. 점들이 겹쳐있는 것은 여러데이터들이 비슷한 값을 가진 이유로 다소 복잡해보입니다만, 요약하자면 다음과 같습니다.
실제로 바스켓 밖으로 추출되는 에스프레소의 초기 온도는 유입 온도인 화씨 200보다 꽤 낮게 측정됩니다. 추출시간이 길어지면서 온도는 점점 상승하게 됩니다. 이 과정이 바로 원두에 가열수가 온도를 빼앗기는 과정이라고 볼 수 있겠죠.
하지만, 실험에 따르면, 쇼머와 스캇의 이론대로 원두량이 많아진다고 온도가 올라가는건 아니었습니다. 오히려 원두량과 추출온도는 별 관계가 없었습니다. 오히려 다음과 같은 상관관계가 발견이 되었죠.
■ 그래프 / 표 해석
- 25초일때 측정된 추출온도는 추출비율과 큰 관련성이 있습니다.
- 20초일때 측정된 추출온도는 추출비율과 큰 관련성이 있고, 25초일때보다 온도의 격차가 크게 벌어집니다.
- 15~30초까지 평균 추출온도로 환산하게 된다면 더욱더 추출 비율에 따라 명확한 온도 격차가 발견될 것입니다.
- 재미있게도 모든 조건이 같다면, 리스트레또 추출에서 일반 레귤러샷으로, 그리고 룽고로 추출비율이 변할 수록 평균추출온도가 변한다는 것을 알수 있습니다.
- 최종 추출온도만 두고 봤을 때, 추출비율의 차이가 각각 70%(룽고), 130%(리스트레또)일때 무려 "화씨 12도"의 큰 격차가 벌어진다는 것을 알 수 있습니다.
요기서 부턴 극히 개인적인 생각입니다. 엉망진창의 위험한 생각일 수도 있으니.. 그냥 재미로만 봐주세요.
분명 유입되는 물의 온도는 200F로 동일한 상태고, 원두량이 21그램으로 동일할 경우에도 초기 추출온도와 최후의 추출온도에 큰 차이가 벌어졌다. 이것은 단순히 재미있는 결과라고 넘기기엔 다소 충격적인 결과다.
적어도 스캇의 책에서 잠깐 언급되었던 머신의 온도 프로파일의 두 종류, "hump", "flat" 의 프로파일 중에 과연 어느것이 더 옳은건가에 대한 근본적인 의문이 든다, 물론 스캇은 둘 중 어느경우에나 제대로 추출된 결과물에는 큰 차이가 없다고 말했지만, 오히려 추출비율이 100%이상의 리스트레또부터의 추출시에는 플랫한 온도프로파일이 초반추출온도의 저하를 극복할 방법이 없다는 이야기다.
이럴 경우에 hxs 머신의 (초기 온도가 높고, 후반으로 낮아지는) 온도 프로파일이 오히려 커피퍽에 전달하는 총 열량의 의미에서 보자면 오히려 실 추출온도는 flat하게 만드는 것이란 이야기다. 실제 eric의 온도 프로파일에서도 그렇게 나타났었다.
아무튼 이러한 결과는 과연 데이비드 쇼머가 머신의 추출온도 편차를 0.5 F 까지 떨어뜨린 것이 과연 그렇게 큰 의미가 있는것이었나? 하는 것에 큰 의문이 들 뿐..
프로페셔널 바리스타에도 언급되었듯 Andy.s 의 정의에 따르면 일반 에스프레소의 추출 ratio는 50%이다. 이 경우엔 그래프에서 좌측으로 갈수록 inlet과 outlet 의 온도편차가 적어지고 추출비율 50%에선 거의 동일한 온도를 보여준다.
자, 그럼 즐겁게 이 데이터를 쇼머와 스캇의 추출스타일에 대입해보자!
이 분들은 통상 21g를 써서 화씨 203.5도로 추출해서 총 용량 59ml의 더블샷을 얻는다.
이경우 추출비율은 약 40%가 된다. (간단히 상온의 물이라고 가정하고 무게와 부피를 같이 보자, 36%의 추출비율이지만, 실제로는 좀 더 가벼울 것이니 넉넉잡아 40% 추출율이라고 해둔다. Andy 의 추출비율 계산식은 알려진대로, 21g / 59g = 36 %)
추출비율이 40%에 육박하니 그래프에 대입하자면, 거의 유입온도와 추출온도와 같다는 가정을 해볼 수 있다.
(물론 이 과정에서 pid 머신의 보일러에서 그룹헤드까지의 가열수의 전달과정에서 gicluer로 인한 유속 감소나 배관이나 기타 머신 내부부속으로의 열전도 손실 등의 별다른 온도손실 없다고 봤을때 이야기다)
그렇다면, 결국 203.5F에 근접한 거의 동일한 온도의 샷을 얻게 된다는 해석이 가능하다.
결국 스캇의 이론과 쇼머의 이론대로 "일반적인 세팅치로 레귤러 샷을 뽑을때 95도의 물을 사용해서 추출"을 한다면 결국 데미타세는 2온스의 94~5도의 에스프레소를 얻는것과 마찬가지란 소리다.
이게 왜 잘못되었을까?
결국 스캇의 "도징량이 늘면, 추출온도를 높여야 한다"는 이론의 토대도 결국 그 추출온도가 "이탈리아 스타일의 섭씨 88도 의 에스프레소 솔로샷의 온도"와 동일하게 추출하기 위해서였기 때문이다. (참고로 같은 방법으로 계산하면 이탈리아 방식의 솔로는 23%의 추출비율을 가지고 88도로 추출을 하게 되면,대략적으로 86~88도 사이에 추출이 될 거란 생각을 해볼 수 있다)
일반적으로 마시기에 이상적인 에스프레소의 맛은 섭씨 67 +,- 3도 라고 한다. (체험상으로는 한 75도 정도 되는게 더 좋을 듯 하지만)
항상 95도로 추출을 할 경우 에스프레소가 너무 뜨거워 마시기를 포기할 경우가 여럿 있었다. 맛이라도 볼라치면, 또한 그 맛이 쓰기가 그지 없었다. 그로인해 해리포터군과 항상 높은 추출온도에 대한 의심을 해왔었고, 결국 95도에 상응하는 온도로 추출할 땐 데미타세를 데우지 않고 오히려 서늘하게 식혀서 고온의 에스프레소 추출을 하곤 했었다. 그래도 꽤 식혀야 마실만한 온도로 떨어졌었다.
에스프레소의 온도가 크레마의 지속능력에 미치는 영향도 이미 연구가 되었고, 높은 온도에서의 고형물의 용해율과 추출유속의 역학관계도 염두해 두어야하겠지만, 또한 에스프레소 같이 적은 양의 농밀한 음료를 제대로 맛보기 위해서는 그 추출액의 성분은 물론 온도와 구강내부의 환경까지도 고려되어야 한다는 점에서 역시나 마실만한 온도가 필요한 것 같다.
사람의 미각은 온도에 민감하고 미뢰는 뜨거운 온도에 감각을 잠시 소실한다. 배운바로는 쓰고 짠 맛은 또한 높은 온도에서 더 잘 느껴지기도 하고.. 암튼 너무 뜨겁거나 너무 낮은 것은 문제가 된다. 단순히 도징량으로 물의 온도를 결정하는 세팅은 큰 의미가 없다. PID의 온도만, 보일러의 온도만 믿어서는 안되는 것이다. 추출의 온도와 맛의 관계는 기본이고, 고객에게 어떻게 대접되느냐도 중요하겠지..
결국, 역시, 뭐든 맹신하고 미리 전제를 깔아두는 것 만큼 위험한 생각도 없을 것이다.
이젠 좀 적당히 내가 먹기 좋게 뽑아야겠다. 안그래도 더운데 펄펄끓는 뜨거운 에스프레소 먹는다고 얼마나 고생했었는가..
P.S 아무리 맛없는 에스프레소도 아무리 맛있는 에스프레소도 김태희 앞에서는 맛이 느껴지기나 할까만...
혹시나 몰라 정리 : 여기서 Brew-ratio가 증가할 수록 유입온도와 추출온도의 편차가 줄어들지만, 시간이 모두 30초로 통제되었고, 제한된 시간에서의 추출 비율에 따른 내용이기에 여기서의 brew-ratio는 사실 유속과 더 큰 관련성이 있다는 소리다. 유속이 느려지면 원두에 더 많은 온도를 빼앗긴다. 결국 원두의 양을 늘리면 온도를 올리라는 소리는 정확하지 않고 같은 원두라 할지라도 추출속도에 따른 온도 세팅이 중요한게 아닌가 싶다.
iPhone 에서 작성된 글입니다.
일반적으로 쇼머나, 스캇 등 유명한 사람들의 저서에서 단지 추측과 수학적으로 제시되었던 도징양에 따른 추출온도 설정에 대한 궁금증을 실제로 실험설계를 통해 밝혀낸 결과라 많은 생각을 하게 만듭니다.
통상 스캇의 경우는 이탈리아식의 적은 양의 도징에 반해 미국식 스타일로 원두 도징량을 20g 이상으로 많은 양을 사용해 추출하는 경우 원두의 양 증가로 인한 열 손실율을 고려해서 추출온도를 높일 것을 제안합니다. 쇼머의 경우는 18g 이상에서 95정도로 추출을 하게 되구요. 특히 화씨 1도 차이까지도 용납을 허용하지 않는 온도쟁이 쇼머의 경우는 정말 편집증적일 정도로 온도에 민감하게 반응하기도 하죠.
하지만, 아마도 이 실험 결과는 쇼머의 이론과 꽤 차이가 있을지도 모르겠습니다. 실험에서 다소 변인통제의 측면에서 충분히 지적받을 수 있는 부분도 존재하긴 하지만, 그 오차를 고려한다고 했을때도 분명 비중있게 받아들여질 수 있는 괄목할 만한 성과였습니다.
추출은 PID 설정이 가능한 머신에서 화씨 200의 온도로 테스트 되었으며, 14g에서 21g까지 다양한 양의 원두와 그라인딩 포인트의 차이등을 통해 추출비율(도징량/추출량)에 따른 추출온도의 변화를 바텀리스 하단의 써모커플을 통해 측정을 한 결과입니다.
모든 추출은 정확히 30초의 추출시간을 거쳤으며 추출 비율과 시간에 따른 추출온도가 그래프로 시각화 되었습니다.
결과는 다음과 같습니다.
dose grams
shot sec
shot gram
brew ratio
15s
20s
25s
30s
21.1
30
22
96
130
164
182
189
21
30
29.7
71
159
188
192
192
21
30
27
78
149
182
192
191
21
30
25
84
126
163
189
192
21
30
22.6
93
120
149
179
189
21
30
21
100
140
166
184
190
21
30
20
105
125
164
184
189
21
30
17.5
120
N/R
139
165
180
21
30
16.2
130
105
139
159
178
21
30
9
233
N/R
N/R
N/R
N/R
20
30
29
69
145
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192
N/R
14.2
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15.2
93
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169
187
190
14.2
30
42
34
195
196
195
195
14.1
30
11.5
123
105
152
170
183
14.1
30
19.9
71
155
184
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192
14.1
30
25.3
56
181
193
193
191
14
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12.5
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157
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14
30
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86
140
176
189
191
14
30
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178
189
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13.8
30
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180
190
191
총 20번의 추출샷을 거쳤으며 18개의 신뢰성있는 데이터가 정리되었습니다. 세로축에 나타난 각 시간별(15~30초) 점은 추출간의 온도 변화를 나타내구요. 점들이 겹쳐있는 것은 여러데이터들이 비슷한 값을 가진 이유로 다소 복잡해보입니다만, 요약하자면 다음과 같습니다.
실제로 바스켓 밖으로 추출되는 에스프레소의 초기 온도는 유입 온도인 화씨 200보다 꽤 낮게 측정됩니다. 추출시간이 길어지면서 온도는 점점 상승하게 됩니다. 이 과정이 바로 원두에 가열수가 온도를 빼앗기는 과정이라고 볼 수 있겠죠.
하지만, 실험에 따르면, 쇼머와 스캇의 이론대로 원두량이 많아진다고 온도가 올라가는건 아니었습니다. 오히려 원두량과 추출온도는 별 관계가 없었습니다. 오히려 다음과 같은 상관관계가 발견이 되었죠.
■ 그래프 / 표 해석
- 25초일때 측정된 추출온도는 추출비율과 큰 관련성이 있습니다.
- 20초일때 측정된 추출온도는 추출비율과 큰 관련성이 있고, 25초일때보다 온도의 격차가 크게 벌어집니다.
- 15~30초까지 평균 추출온도로 환산하게 된다면 더욱더 추출 비율에 따라 명확한 온도 격차가 발견될 것입니다.
- 재미있게도 모든 조건이 같다면, 리스트레또 추출에서 일반 레귤러샷으로, 그리고 룽고로 추출비율이 변할 수록 평균추출온도가 변한다는 것을 알수 있습니다.
- 최종 추출온도만 두고 봤을 때, 추출비율의 차이가 각각 70%(룽고), 130%(리스트레또)일때 무려 "화씨 12도"의 큰 격차가 벌어진다는 것을 알 수 있습니다.
요기서 부턴 극히 개인적인 생각입니다. 엉망진창의 위험한 생각일 수도 있으니.. 그냥 재미로만 봐주세요.
분명 유입되는 물의 온도는 200F로 동일한 상태고, 원두량이 21그램으로 동일할 경우에도 초기 추출온도와 최후의 추출온도에 큰 차이가 벌어졌다. 이것은 단순히 재미있는 결과라고 넘기기엔 다소 충격적인 결과다.
적어도 스캇의 책에서 잠깐 언급되었던 머신의 온도 프로파일의 두 종류, "hump", "flat" 의 프로파일 중에 과연 어느것이 더 옳은건가에 대한 근본적인 의문이 든다, 물론 스캇은 둘 중 어느경우에나 제대로 추출된 결과물에는 큰 차이가 없다고 말했지만, 오히려 추출비율이 100%이상의 리스트레또부터의 추출시에는 플랫한 온도프로파일이 초반추출온도의 저하를 극복할 방법이 없다는 이야기다.
이럴 경우에 hxs 머신의 (초기 온도가 높고, 후반으로 낮아지는) 온도 프로파일이 오히려 커피퍽에 전달하는 총 열량의 의미에서 보자면 오히려 실 추출온도는 flat하게 만드는 것이란 이야기다. 실제 eric의 온도 프로파일에서도 그렇게 나타났었다.
아무튼 이러한 결과는 과연 데이비드 쇼머가 머신의 추출온도 편차를 0.5 F 까지 떨어뜨린 것이 과연 그렇게 큰 의미가 있는것이었나? 하는 것에 큰 의문이 들 뿐..
프로페셔널 바리스타에도 언급되었듯 Andy.s 의 정의에 따르면 일반 에스프레소의 추출 ratio는 50%이다. 이 경우엔 그래프에서 좌측으로 갈수록 inlet과 outlet 의 온도편차가 적어지고 추출비율 50%에선 거의 동일한 온도를 보여준다.
자, 그럼 즐겁게 이 데이터를 쇼머와 스캇의 추출스타일에 대입해보자!
이 분들은 통상 21g를 써서 화씨 203.5도로 추출해서 총 용량 59ml의 더블샷을 얻는다.
이경우 추출비율은 약 40%가 된다. (간단히 상온의 물이라고 가정하고 무게와 부피를 같이 보자, 36%의 추출비율이지만, 실제로는 좀 더 가벼울 것이니 넉넉잡아 40% 추출율이라고 해둔다. Andy 의 추출비율 계산식은 알려진대로, 21g / 59g = 36 %)
추출비율이 40%에 육박하니 그래프에 대입하자면, 거의 유입온도와 추출온도와 같다는 가정을 해볼 수 있다.
(물론 이 과정에서 pid 머신의 보일러에서 그룹헤드까지의 가열수의 전달과정에서 gicluer로 인한 유속 감소나 배관이나 기타 머신 내부부속으로의 열전도 손실 등의 별다른 온도손실 없다고 봤을때 이야기다)
그렇다면, 결국 203.5F에 근접한 거의 동일한 온도의 샷을 얻게 된다는 해석이 가능하다.
결국 스캇의 이론과 쇼머의 이론대로 "일반적인 세팅치로 레귤러 샷을 뽑을때 95도의 물을 사용해서 추출"을 한다면 결국 데미타세는 2온스의 94~5도의 에스프레소를 얻는것과 마찬가지란 소리다.
이게 왜 잘못되었을까?
결국 스캇의 "도징량이 늘면, 추출온도를 높여야 한다"는 이론의 토대도 결국 그 추출온도가 "이탈리아 스타일의 섭씨 88도 의 에스프레소 솔로샷의 온도"와 동일하게 추출하기 위해서였기 때문이다. (참고로 같은 방법으로 계산하면 이탈리아 방식의 솔로는 23%의 추출비율을 가지고 88도로 추출을 하게 되면,대략적으로 86~88도 사이에 추출이 될 거란 생각을 해볼 수 있다)
일반적으로 마시기에 이상적인 에스프레소의 맛은 섭씨 67 +,- 3도 라고 한다. (체험상으로는 한 75도 정도 되는게 더 좋을 듯 하지만)
항상 95도로 추출을 할 경우 에스프레소가 너무 뜨거워 마시기를 포기할 경우가 여럿 있었다. 맛이라도 볼라치면, 또한 그 맛이 쓰기가 그지 없었다. 그로인해 해리포터군과 항상 높은 추출온도에 대한 의심을 해왔었고, 결국 95도에 상응하는 온도로 추출할 땐 데미타세를 데우지 않고 오히려 서늘하게 식혀서 고온의 에스프레소 추출을 하곤 했었다. 그래도 꽤 식혀야 마실만한 온도로 떨어졌었다.
에스프레소의 온도가 크레마의 지속능력에 미치는 영향도 이미 연구가 되었고, 높은 온도에서의 고형물의 용해율과 추출유속의 역학관계도 염두해 두어야하겠지만, 또한 에스프레소 같이 적은 양의 농밀한 음료를 제대로 맛보기 위해서는 그 추출액의 성분은 물론 온도와 구강내부의 환경까지도 고려되어야 한다는 점에서 역시나 마실만한 온도가 필요한 것 같다.
사람의 미각은 온도에 민감하고 미뢰는 뜨거운 온도에 감각을 잠시 소실한다. 배운바로는 쓰고 짠 맛은 또한 높은 온도에서 더 잘 느껴지기도 하고.. 암튼 너무 뜨겁거나 너무 낮은 것은 문제가 된다. 단순히 도징량으로 물의 온도를 결정하는 세팅은 큰 의미가 없다. PID의 온도만, 보일러의 온도만 믿어서는 안되는 것이다. 추출의 온도와 맛의 관계는 기본이고, 고객에게 어떻게 대접되느냐도 중요하겠지..
결국, 역시, 뭐든 맹신하고 미리 전제를 깔아두는 것 만큼 위험한 생각도 없을 것이다.
이젠 좀 적당히 내가 먹기 좋게 뽑아야겠다. 안그래도 더운데 펄펄끓는 뜨거운 에스프레소 먹는다고 얼마나 고생했었는가..
P.S 아무리 맛없는 에스프레소도 아무리 맛있는 에스프레소도 김태희 앞에서는 맛이 느껴지기나 할까만...
혹시나 몰라 정리 : 여기서 Brew-ratio가 증가할 수록 유입온도와 추출온도의 편차가 줄어들지만, 시간이 모두 30초로 통제되었고, 제한된 시간에서의 추출 비율에 따른 내용이기에 여기서의 brew-ratio는 사실 유속과 더 큰 관련성이 있다는 소리다. 유속이 느려지면 원두에 더 많은 온도를 빼앗긴다. 결국 원두의 양을 늘리면 온도를 올리라는 소리는 정확하지 않고 같은 원두라 할지라도 추출속도에 따른 온도 세팅이 중요한게 아닌가 싶다.
iPhone 에서 작성된 글입니다.
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