Glass transition theory : มีบางจังหวะเท่านั้นที่กาแฟพร้อมยืดตัว
Last updated: 5 Oct 2023
1077 Views
ผมสนุกกับการหาคำอธิบายปรากฏการณ์ระหว่างคั่วกาแฟ เรื่องเล็กเรื่องน้อยก็น่าสนใจได้ทั้งสิ้น ยิ่งเมื่อเราสามารถเชื่อมโยงชุดเหตุผลได้ลึกขึ้น จนเห็นว่าผลหนึ่งได้กลายเป็นเหตุของอีกผลหนึ่งต่อไปเรื่อยๆ เราก็จะยิ่งได้ทั้งแนวทางวิเคราะห์งานคั่วในอาชีพของตนเอง และสัมผัสถึงความมหัศจรรย์ที่เกิดขึ้นในโลกใบเล็กๆที่มีขนาดเพียงแค่หนึ่งเมล็ดกาแฟ
Glass transition theory เป็นทฤษฎีหนึ่งที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์การยืดขยายขนาดของเมล็ดกาแฟในระหว่างการคั่วซึ่งอย่างที่เราพอรู้กันบ้างแล้วว่ามีสาเหตุเนื่องจากการสะสมแรงดันของไอน้ำ(vapor pressure)ภายในเมล็ดที่มีมากขึ้นเรื่อยไปตามระยะเวลาการคั่ว แต่เนื้อเซลล์ของเมล็ดกาแฟต้องมีสภาพความยืดหยุ่นตัวในระดับหนึ่งด้วยนะ ไม่อย่างนั้นมันก็ไม่ยืดขยายให้
เราจัดสภาพความยืดหยุ่นของกาแฟนี้เป็น 2 แบบ คือ
1. สถานะอ่อนตัวแบบยางหรือ rubber state และ
เราจัดสภาพความยืดหยุ่นของกาแฟนี้เป็น 2 แบบ คือ
1. สถานะอ่อนตัวแบบยางหรือ rubber state และ
2. แข็งตัวหรือเปราะแบบแก้ว หรือ glass state
ซึ่งเนื้อเซลล์กาแฟจะอยู่ในสถานะแบบไหนขึ้นกับความสัมพันธ์ของ อุณหภูมิและ ความชื้นภายในเมล็ด ณ ขณะเวลานั้นๆครับ
มีกราฟนึงที่น่าสนใจมากจากหนังสือ Coffee Roasting: magic, art, science ของ Gerhard A. Jansen เขาแสดงความสัมพันธ์นี้เอาไว้ให้โดยอธิบายว่า เส้นกราฟสีเขียวเป็นเส้นรอยต่อแบ่งสถานะ rubber / glass เรียกว่า glass transition temperature (ข้อมูลนี้คงได้มาจากการทดลองของเขา) ถ้ากาแฟคั่วมีอุณหภูมิสูงกว่าเส้นเขียวนี้จะมีสถานะยาง (rubber) คือยืดตัวได้ง่าย แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าเส้นเขียวก็จะมีสถานะแก้ว (glass) คือเปราะไม่ยืดหยุ่น
เมื่อกาแฟกำลังคั่วอุณหภูมิจะเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ (กราฟเส้นสีส้มที่ลากเฉียงจากล่างซ้ายขึ้นด้านบนขวา) ความชื้นก็ลดลง(ตามเส้นสีน้ำเงิน) จนมาถึงจุดหนึ่งซึ่งน่าสนใจมากคือที่ความชื้นต่ำกว่า8% กราฟสีส้มจะตัดกับเส้นเขียวแล้วแซงผ่านขึ้นไปอยู่เหนือเส้นเขียว แสดงว่ากาแฟเริ่มมีสถานะ rubber. คือยืดหยุ่นตัวได้ง่ายการขยายขนาด(volume expansion) เริ่มต้นขึ้นตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา... ซึ่งต้องขึ้นกับแรงดันที่สะสมเนื่องจากการให้ความร้อนของนักคั่วต่อไปอีกทีว่ามีขนาดมากน้อยเพียงใด
ที่จริงกราฟนี้ยังบอกอะไรเราได้อีกหลายอย่างนะครับ ไว้จะมาเล่าให้ฟังวันหลัง
วันนี้ง่วงละ555
วันนี้ง่วงละ555
สรุปว่า การยืดตัวของเมล็ดมีสาเหตุและปัจจัยของมันอยู่ไม่ใช่ว่ายังไงๆก็ต้องยืดเสมอ และการที่กาแฟยืดตัวมากหรือน้อย ก็ยังอาจเกี่ยวข้องกับการจัดการพลังงานระหว่างคั่วด้วย
ความรู้เรื่อง glass transition จะเป็นความรู้หนึ่งที่ใช้ประกอบการวิเคราะห์ปัญหาการคั่วของนักคั่วได้ครับ
(เคยเห็นเม็ดปูดด้านเดียวเหมือนคนหัวโนหัวปูดหรือเปล่า?)
ผู้เขียน....อาคม สุวัณณกีฏะ
Related Content
One common challenge many specialty-coffee roasters encounter when roasting dry-process coffee is the appearance of overly strong fermented aromasoften leaning toward ripe or overly alcoholic fruit.
At Preeda Roasterys roasting class, students get to taste both their own roasts and their classmates.
The other day, I was talking with a younger friend about the physical mechanisms behind the First Crack—where it comes from and how it happens. Since she used to work in the aviation field, I brought up an analogy about airflow hitting coffee beans, causing changes in air pressure and velocity—much like how airflow interacts with an airplane wing. After explaining, I realized it might be useful to write it down in a way that paints a clearer picture.
