اهمیت عمق بستر (Bed Depth)

امروز می‌خواهم زمانی بگذارم تا درک جدیدم از نحوه تنظیم دستورهای پور-اور (Pour-over) را هنگام تغییر عمق بستر یا قطر دریپر (Dripper) به‌صورت کامل بنویسم. برای درک برخی از جزئیات، لازم بود تجربه قابل‌توجهی با دریپرهای مختلف به دست بیاورم، چون گاهی تئوری جریان سیالات لزوماً به شما نمی‌گوید چه پارامترهای دم‌آوری بهترین طعم را می‌دهند؛ با این حال، درک این‌که متغیرها چگونه به هم مرتبط هستند و چگونه بر استخراج (Extraction) و زمان دم‌آوری اثر می‌گذارند، بسیار قدرتمند است.

اولین نکته‌ای که فکر می‌کنم مهم است درک شود این است که اگر قطر دریپر را تغییر دهیم، در حالی که سایر متغیرهای مهم ثابت نگه داشته شوند، در یک سناریوی «ایده‌آل‌شده» هیچ تأثیری بر مکانیک دم‌آوری و فنجان نهایی نخواهد داشت (منظور از ایده‌آل‌شده این است که سیستم ساده فرض شده، نه این‌که طعم ایده‌آل باشد). منظورم از این سناریوی ایده‌آل‌شده این است که دم‌آوری بدون بای‌پس (No-bypass) باشد، آب هنگام گرم کردن دریپر، بستر قهوه و محیط اطراف، دمای زیادی از دست ندهد، بستر قهوه به‌هم نخورد، آب به‌طور یکنواخت روی بستر توزیع شود، و هرگونه تفاوت در جریان سیال در لبه‌های بستر قهوه بین دو حالت قابل چشم‌پوشی باشد.

نکته ظریف بعدی در ادعای بالا این است که می‌گویم «تمام متغیرهای مهم دیگر ثابت نگه داشته شوند». این یعنی:

عمق بستر ثابت باشد، و در نتیجه مقدار قهوه (دوز) بیشتر شود،

نسبت آب به قهوه ثابت بماند، و در نتیجه مقدار کل آب مصرفی افزایش یابد،

برای حفظ ارتفاع یکسان ستون آب در طول دم‌آوری، نرخ جریان آب خروجی از کتل (کتری) بیشتر شود،

و از همان قهوه، دمای آب و درجه آسیاب یکسان استفاده شود.

با انجام این کارها، زمان کلی دم‌آوری، میزان TDS (کل مواد جامد محلول) و بازده استخراج مشابه باقی می‌مانند، اما فقط حجم بیشتری قهوه تهیه می‌شود. نکته سوم ممکن است در نگاه اول عجیب به نظر برسد، اما اگر به آن فکر کنید طبیعی است: سرعت حرکت سیال بین ذرات قهوه یکسان خواهد بود، بنابراین نرخ چکه‌کردن به‌ازای هر واحد سطح در کف بستر قهوه یکسان می‌ماند؛ اما چون سطح بیشتری داریم، نرخ کلی چکه‌کردن بیشتر می‌شود، و این یعنی باید آب را سریع‌تر از کتری بریزید. این موضوع همچنین منطقی است اگر در نظر بگیرید که شما در همان مدت زمان، در حال دم‌آوری حجم بیشتری قهوه هستید. بنابراین، چند متغیر وجود دارند که متناسب با نسبت سطح دریپر تغییر می‌کنند، تا در نهایت همان سبک قهوه را در حجمی بزرگ‌تر تولید کنند:

ریختن سریع‌تر آب از کتری،

نرخ چکه‌کردن کلی سریع‌تر از دریپر،

دوز قهوه بیشتر،

و حجم نهایی قهوه بیشتر.

به عبارت دیگر، من همچنان دقیقاً از همان دستور دم‌آوری‌ای استفاده می‌کنم که برای Pulsar توسعه داده‌ام، حتی وقتی با نسخه Mini دم‌آوری می‌کنم؛ فقط مقدار قهوه (دوز) را با ضریب ۰٫۶ کاهش می‌دهم (مثلاً به‌جای ۲۵ گرم، ۱۵ گرم).

نکته دوم چیزی است که اگر مثل من به‌صورت شهودی از نرخ کلی چکه‌کردن دستگاه برای تشخیص این‌که آیا درجه آسیاب را درست تنظیم کرده‌اید یا نه استفاده می‌کنید، باید به آن توجه ویژه داشته باشید. برای مثال، وقتی با ۲۵ گرم قهوه در Pulsar دم‌آوری می‌کنم، انتظار دارم یک جریان نسبتاً ضخیم از قهوه را ببینم که از دریپر پایین می‌آید و صدای چکه‌کردن مشخصی هم داشته باشد. اما وقتی با عمق بستر کاملاً معادل در Pulsar Mini (۱۵ گرم) دم‌آوری می‌کنم، در حالت تنظیم صحیح، انتظار دارم فقط قطره‌های سریع ببینم یا حداکثر شروع یک جریان بسیار ضعیف. در ابتدا این موضوع می‌تواند عجیب باشد و حتی باعث شود فکر کنید دریپر مسدود شده است، مخصوصاً به‌خاطر نبود صدا زمانی که جریان قطع می‌شود. قطعاً مدتی طول می‌کشد تا به این موضوع عادت کنید، اما یک ترفند این است که با دقت از کنار دریپر به ارتفاع ستون آب نگاه کنید—سرعت پایین آمدن آن باید برای یک دستور دم‌آوری و عمق بستر مشخص، مستقل از قطر دریپر یکسان باشد. در نتیجه این ملاحظات، به این دیدگاه رسیده‌ام که قطر دریپر (یا حتی پرتافیلتر—مثلاً در ویدیوی اخیر لنس به این موضوع پرداخته شده) متغیری است که عمدتاً تعیین می‌کند شما با آن دستگاه چه مقدار قهوه می‌خواهید دم‌آوری کنید. این یکی از دلایلی بود که از شرکت Next Level خواستم نسخه کوچک‌تری از Pulsar بسازد، که آن را Pulsar Mini نام‌گذاری کردند. در ابتدا این درخواست واقعاً برای خودم نبود، چون من با دم‌آوری ۲۰ گرم قهوه در Pulsar چند بار در روز مشکلی نداشتم. اما بسیاری از دنبال‌کنندگانم ترجیح می‌دادند در بازه ۱۲ تا ۱۸ گرم دم‌آوری کنند، که من هم موافق بودم این حالت چندان بهینه نیست، چون بستر قهوه بیش از حد کم‌عمق می‌شود و بنابراین منطقی است که برای این مقدار از یک دریپر باریک‌تر استفاده شود.

دلیلش این است که عمق بستر قهوه، برخلاف عرض آن، متغیری است که تأثیر قابل‌توجهی بر طعم قهوه دم‌آوری‌شده دارد و به‌راحتی هم نمی‌توان با تغییر سایر متغیرهای دم‌آوری آن را جبران کرد. به همین دلیل، من عمق بستر را یک پارامتر بسیار بنیادی در دم‌آوری می‌دانم، در کنار نسبت آب به قهوه، درجه آسیاب، ترکیب معدنی و دمای آب، هندسه دریپر، ویژگی‌های توزیع اندازه ذرات آسیاب، و البته خود قهوه. من معتقدم تغییر عمق بستر قهوه به چهار شکل متفاوت بر فرایند دم‌آوری تأثیر می‌گذارد:

باعث افزایش زمان دم‌آوری و/یا نیاز به آسیاب درشت‌تر می‌شود، اهمیت به‌هم‌ریختگی‌ها در بستر قهوه را کاهش می‌دهد (مثلاً در بدترین حالت، کانال‌ها؛ چون یک اختلال با عمق مشخص، سهم کوچک‌تری از مسیر کلی عبور آب را تحت تأثیر قرار می‌دهد)، فیلتراسیون بهتری از مواد نامحلول (مثل ذرات ریز، پوسته‌ها، و شاید مولکول‌های درشت مرتبط با گسی یا تلخی ناخوشایند) ایجاد می‌کند، و سبک استخراج را تغییر می‌دهد، به‌ویژه در قسمت‌های پایینی بستر قهوه (در این بخش، آب غلیظ‌تر است و ممکن است از ترکیباتی که سریع‌تر حل می‌شوند اشباع شده باشد، که این موضوع استخراج ترکیبات در مراحل پایانی را کندتر می‌کند). در مورد دریپرهایی مثل V60، احتمالاً عمق بستر بر میزان نسبی بای‌پس (عبور آب بدون تماس با قهوه) هم تأثیر می‌گذارد، اما این موضوعی است برای زمانی دیگر.

نکته اول احتمالاً برای کسانی که با وبلاگ من یا کتاب اولم The Physics of Filter Coffee آشنا هستند واضح‌تر است، چون می‌توان آن را با استفاده از قانون دارسی (Darcy’s Law) توضیح داد که یک سناریوی ایده‌آل از جریان نفوذی (Percolation) را توصیف می‌کند. یک محیط نفوذی ضخیم‌تر، مقاومت بیشتری در برابر جریان آب ایجاد می‌کند. دلیل ساده و شهودی این است که آب برای عبور از میان ذرات، باید تغییر شکل بیشتری بدهد، و چون آب ویسکوز است، تا حدی در برابر این تغییر شکل‌ها مقاومت می‌کند. بنابراین، باید با آسیاب درشت‌تر این مقاومت را کاهش دهید، یا این مقاومت بیشتر را بپذیرید و زمان دم‌آوری را افزایش دهید. بر اساس تجربه زیادم با عمق‌های مختلف بستر، به این نتیجه رسیده‌ام که روشی که از نظر ذهنی بیشتر می‌پسندم این است که هیچ‌کدام از این دو حالت افراطی را انتخاب نکنم، بلکه بین آن‌ها تعادل برقرار کنم: وقتی از بستر قهوه ضخیم‌تر استفاده می‌کنم، کمی درشت‌تر آسیاب می‌کنم، اما در عین حال زمان دم‌آوری طولانی‌تر را هم می‌پذیرم.

در ادامه، یک «راهنمای سریع (چیت‌شیت)» شخصی برای عمق بستر آورده‌ام که می‌تواند نقطه شروع خوبی برای شما باشد:

این بازه‌ها مربوط به چیزهایی است که تا امروز با نسبت ۱:۱۷ تجربه زیادی با آن‌ها داشته‌ام. به نظرم استفاده از بسترهای کم‌عمق‌تر (نارُو‌تر) در بیشتر دستورها حساس و سخت‌گیرانه است و معمولاً طعم به خوبی درنمی‌آید. تغییراتی که برای فاصله بین تیغه‌های آسیاب (burr gap) در بالا ذکر کردم بر حسب میکرون هستند و فقط با آسیاب EG-1 و تیغه‌های Lab Sweet burrs آزمایش شده‌اند؛ اما حدس می‌زنم که این تغییرات به‌صورت نسبی به آسیاب‌های دیگر هم قابل تعمیم باشند، هرچند مقدار مطلق فاصله تیغه‌ها قطعاً قابل تعمیم نیست. به همین دلیل هم آن‌ها را به‌صورت مطلق ذکر نکرده‌ام—حتی بین کاربران دیگر EG-1 با همان تیغه‌ها، تفاوت‌های بسیار جزئی در ساخت تیغه‌ها می‌تواند باعث اختلاف در ضخامت شود و اعداد مطلق را بی‌معنا کند.

توجه کنید که هم اندازه آسیاب بهینه (بر اساس طعم) و هم زمان دم‌آوری مطلوب من، با افزایش ضخامت بستر بیشتر می‌شوند. علاوه بر این، بازه زمان‌های دم‌آوری قابل قبول نیز با بسترهای ضخیم‌تر کمی گسترده‌تر می‌شود. من دم‌آوری با بسترهای ضخیم‌تر را به‌طور کلی «بخشنده‌تر» (forgiving) می‌دانم و معمولاً بدنه (body)، شیرینی و پیچیدگی بیشتری ایجاد می‌کند، حتی با قهوه‌های رُست بسیار روشن. از نظر عملی، من معمولاً هر روز با Pulsar Mini عمق بستر حدود ۱۷ میلی‌متر را انتخاب می‌کنم، چون مقدار قهوه‌ای که می‌دهد مناسب است: در لیوان‌های مورد علاقه‌ام جا می‌شود بدون نیاز به قهوه‌ساز بزرگ‌تر، و از نظر کافئین هم منطقی‌تر از دوزهای ۲۰+ گرم است—به‌خصوص وقتی روزی ۲ تا ۳ نوع قهوه مختلف دم می‌کنم.

یکی از نکاتی که ممکن است عجیب یا حتی بحث‌برانگیز به نظر برسد، موضوع «فیلتراسیون بهتر» است—حتی شاید برای برخی ترکیباتی که باعث گسی (astringency) می‌شوند. من دقیقاً نمی‌دانم چه چیزی باعث گسی در قهوه می‌شود، اما حدس می‌زنم این حالت به مولکول‌های بسیار بزرگی مربوط باشد که در دماهای معمول دم‌آوری به‌خوبی در آب حل نمی‌شوند و ممکن است در نوشیدنی تجمع پیدا کنند. صرف‌نظر از این‌که این مولکول‌ها به هم بچسبند یا نه، آن‌ها به‌اندازه‌ای بزرگ نیستند که به‌طور معمول توسط منافذ قهوه فیلتر شوند، چون حتی بزرگ‌ترین پلی‌فنول‌ها هم کوچک‌تر از حدود ۲۰ نانومتر (۰٫۰۲ میکرون) هستند، در حالی که فاصله بین ذرات قهوه بسیار بزرگ‌تر از این مقدار است—even در اسپرسو.

چیزی که من حدس می‌زنم این است که این مولکول‌ها ممکن است به سطح ذرات زبر قهوه یا ذرات ریز (fines) بچسبند و رفتاری شبیه همین ذرات ریز پیدا کنند—یعنی بسته به پیچیدگی مسیر جریان و عمق بستر، گیر بیفتند یا آزاد شوند. اگر یادتان باشد در کتاب اولم به یک مقاله جالب در این زمینه اشاره کرده‌ام. خلاصه برداشت من این بود که «سرعت میکروسکوپی جریان سیال» عامل بسیار مهمی در تعیین این است که چه ذرات ریزی (و احتمالاً مولکول‌های بزرگ) روی سطح ذرات قهوه باقی می‌مانند. یک قانون سرانگشتی هم این است که این سرعت میکروسکوپی بیشتر تحت تأثیر فشاری است که به دم‌آوری وارد می‌کنید (مثلاً با پمپ قوی‌تر یا ستون آب بلندتر). بنابراین، بستر قهوه می‌تواند مانند یک فیلتر عمل کند که این مولکول‌ها را تا حدی نگه می‌دارد—مثل جاذب‌های اکسیژن—چون سطح بسیار بزرگی برای چسبیدن فراهم می‌کند، به شرطی که سرعت جریان در حدی ملایم باشد که آن‌ها را با خود نبرد. متأسفانه هنوز شواهد مستقیمی برای این فرضیه وجود ندارد، اما این ساده‌ترین توضیحی است که من برای نتایج تجربی‌ام پیدا کرده‌ام. این موضوع همچنین توضیح می‌دهد چرا ترجیح می‌دهم ستون آب بالای بستر قهوه خیلی بلند نباشد، و چرا قهوه فیلتری که با دستگاه اسپرسو تهیه می‌شود اغلب کدرتر و گس‌تر به نظر می‌رسد (مگر در مواردی که پمپ فشاری به آب وارد نکند). همچنین می‌تواند توضیح دهد چرا بسترهای کم‌عمق حساس‌تر هستند—چون کوچک‌ترین اختلال می‌تواند یک کانال ایجاد کند که فیلتراسیون ضعیف‌تری دارد و اجازه می‌دهد مواد نامحلول بیشتری وارد فنجان شوند. علاوه بر این، تغییرات کوچک در ارتفاع ستون آب در بسترهای کم‌عمق تأثیر بیشتری روی سرعت جریان میکروسکوپی دارند و در نتیجه روی کارایی فیلتراسیون هم اثرگذارند. در واقع، من متوجه شده‌ام که با بسترهای ضخیم‌تر می‌توانم ستون آب بلندتری داشته باشم بدون این‌که گسی قابل‌تشخیصی ایجاد شود.

با این حال، هنگام دم‌آوری نباید در این موضوع افراط کنید—اگر اجازه دهید ستون آب بالای بستر کاملاً از بین برود، نه‌تنها دمای بستر کاهش می‌یابد، بلکه مهم‌تر این‌که بخشی از کاری که در مرحله «بلوم» انجام داده‌اید از بین می‌رود، چون هوا دوباره وارد بستر قهوه می‌شود. در این حالت، آب جدیدی که بعداً اضافه می‌کنید باید دوباره این هوا را جابه‌جا کند، که می‌تواند باعث کاهش سرعت چکه‌کردن شود تا زمانی که حباب‌های هوا خارج شوند. این دقیقاً شبیه آبیاری یک گلدان خشک است—در ابتدا آب به‌سختی عبور می‌کند، چون جایگزینی هوا با مایع در یک محیط متخلخل چندان کارآمد نیست. این درک که من بسترهای عمیق‌تر با زمان دم‌آوری طولانی‌تر را ترجیح می‌دهم، یک سؤال قدیمی من درباره دم‌آوری‌های بچ (batch brew) را حل کرد. همیشه برایم عجیب بود که پور-اورها معمولاً با زمان حدود ۳:۳۰ بهترین طعم را دارند، در حالی که بچ‌ بروها معمولاً در بازه ۵ تا ۶ دقیقه بهتر هستند. حدس می‌زنم این تفاوت صرفاً به عمق بستر مربوط باشد و من به‌تدریج دارم به پارامترهای بچ‌ برو نزدیک می‌شوم. شاید در آینده حتی به عمق‌های بیشتری برسم—چه کسی می‌داند—اما می‌دانم که یک بچ‌ برو خوب را واقعاً دوست دارم، حتی اگر پیدا کردنش همیشه آسان نباشد.

در همین زمینه، جالب است که Scott Rao هم اخیراً یک پست وبلاگی مرتبط درباره عمق بستر نوشته است (به نظر می‌رسد این موضوع این روزها ذهن خیلی‌ها را درگیر کرده!). توجه کنید که او عمق‌های بستر در محدوده بالاتر پیشنهاد می‌دهد (مثلاً ۳۰ تا ۳۵ گرم در Pulsar که معادل حدود ۱۹٫۵ تا ۲۲٫۸ گرم در Pulsar Mini یا عمق ۲۰ تا ۲۳ میلی‌متر است). من هنوز به اندازه او در این محدوده تجربه ندارم، اما قصد دارم بیشتر آن را بررسی کنم، چون کاملاً ممکن است در نهایت آن‌ها را به عمق ۱۷ میلی‌متری فعلی‌ام ترجیح بدهم. اگر فرض کنیم که ادامه خطی این مقادیر درست باشد، می‌توان پارامترهای جدیدی تخمین زد. حتی برای تفریح، مقادیر مربوط به عمق فرضی ۲۵ میلی‌متر را هم اضافه کرده‌ام. با این حال، این اعداد هنوز هم به قانون سرانگشتی‌ای که Scott در دهه ۹۰ برای عمق بستر بچ‌ بروها یاد گرفته بود (۳ تا ۵ سانتی‌متر) نمی‌رسند! رسیدن به آن عمق‌ها به دوزهای بسیار بالایی نیاز دارد (حدود ۴۵ تا ۷۵ گرم در Pulsar یا ۳۰ تا ۵۰ گرم در Pulsar Mini)، و تقریباً مطمئنم که ادامه خطی پارامترها در آن محدوده دیگر جواب نمی‌دهد.

در پایان، می‌خواهم اشاره کوتاهی هم به اسپرسو داشته باشم. حدس می‌زنم استفاده از «پاک»‌های ضخیم‌تر (pucks) اثر مشابهی روی مکانیک جریان داشته باشد، با تفاوتی مهم:

به نظرم فیلتراسیون در اینجا اهمیت کمتری دارد، چون به‌دلیل فشار بالا، سرعت جریان میکروسکوپی بسیار بیشتر است و احتمالاً هر چیزی که در حالت عادی فیلتر می‌شد را از جای خود جدا می‌کند. البته این بیشتر یک برداشت مبتنی بر مکانیک سیالات است و ممکن است با داده‌های واقعی در آینده اصلاح شود.