에스프레소의 온도 균형 by Matt Perger
커피 추출이 과학적으로 변모하면서 머신의 온도 변화에 매우 민감한 사람들이 점차 늘고 있다. 매튜 퍼거도 이런 점에 착안해, 과연 실제 이런 온도 조절에 대한 과한 집착이 실제 매장에서까지 쓸모가 있는지 간단한 실험을 거치고, 그 결과를 홈페이지에 공유했다. 커피를 제조하는데 있어 머신의 기본 기능도 중요하지만, 어떻게 하면 고객에게 일관된 맛을 전달할지에 대한 고민도 충분히 필요한 듯 보인다.
에스프레소 머신의 PID 컨트롤의 등장으로 인해 많은 사람들이 에스프레소 온도에 민감하게 반응하기 시작했다. 전문가들은 “우리는 더 정확한 온도를 원한다”라고 소리친다. 그리고 대부분의 제조사들은 이런 요구 사항을 차근히 반영해왔다. 그러나, 이러한 발전을 돌아보면 누군가는 이렇게 물을 수 있다: 바쁜 카페에서 머신의 온도 측정 정확성은 얼마나 영향을 끼치나?
기본적인 과학지식을 설명하자면..
화학수업을 들었거나 그 비슷한 수업을 들은 모든 이들은 열균형에 대해서 배우게 된다. 내용은 다음과 같다. 서로 다른 온도를 지닌 두 물체를 섞게 되면 혼합된 결과물은 높은 온도의 물체가 더 낮은 온도의 물체 쪽으로 온도가 내려가 평균이 맞춰진다. 에스프레소도 이와 마찬가지다. 뜨거운 물과 서늘하거나 미지근한 커피를 섞어 추출하면 자연스레 평균 온도를 찾아간다. 그럼 커피 추출과 온도 조절의 효용성을 알아보기 위해 먼저, 이론적으로 에스프레소의 온도를 계산해보기로 하자. 이를 계산하기 위해서 우리는 각 물체의 무게와 온도, 비열*값이 필요하다.
(*비열: 어떤 물질 1g의 온도를 1℃만큼 올리는 데 필요한 열량. 출처 네이버사전)
작은 아이디어로 시작된 이 실험에서 우리는 바스켓, 그룹헤드, 샤워스크린 등은 고려하지 않았다. 그 조건을 포함해서 측정해보는 것은 내 능력 밖이고 나의 실험 목표를 설명하기에도 중요한 부분은 아니기 때문이다.
수치를 계산해보았다
40g의 에스프레소를 만들려면, 65g의 물과 20g의 커피가루를 사용하게 된다. 커피의 라티오를 1.2라고 예측했을 때를 가정해서다. 머신의 물은 아마 평균 93℃정도로 설정되어 있을테고, 커피는 실온인 20℃를 유지할 것이다 . 에스프레소 샷을 추출하면 처음은 미지근하고 마지막은 뜨겁기 때문에 항상 추출의 평균값을 계산해서 얻어내야한다. 비열값은 임의로 계산해 커피를 1.4j/gk, 물은 알려진대로 4.18j/gk를 사용했다.
이를 계산하는 공식은 다음과 같다.
비열 값* 질량*온도= 열량
이것이 본래 열평형 열량을 구하는 공식이나 지금 열량은 필요하지 않는데다, 따로 값이 없기 때문에 아래의 식으로 변형해서 평균 온도를 구해보았다.
물의 비열값*물의 질량*{물의 온도-평균 온도(t)}=커피의 비열값 *커피의 질량 *{평균 온도(t)-커피의 온도}
그래서 수치를 넣어보면
4.18j/gk*65*(t-93)=1.4j/gk*20*(t-20)
t= 86.2(소수점 두자리수 반올림)
결과는 어떠한가?
86.2℃다. 예상한 것보다는 더 낮은 온도다.
그러면 요점이 무엇인가? 바쁜 에스프레소 바의 맛의 일관성에 있어 이 결과는 어떤 의미를 갖나?
커피가루의 온도에 모든 답이 있다.
이 실험을 거치고 생각해 본 것은 사용하는 머신들의 온도는 일관적으로 유지되지만, 막 갈려나온 커피가루는 그렇지 않다는 점이다. 그라인딩 과정은 지속적으로 마찰열을 일으킨다. 이 열은 커피가루가 고스란히 흡수해서 위의 계산식에 변화를 가져온다. 이는 즉, 추출한 커피에도 영향을 미친다는 뜻이다.
그라인더는 쉽게 뜨거워진다. 러시 타임 동안 달아오른 그라인더를 거친 커피들은 50℃이상으로 올라가기도한다. 위의 계산방식을 바꾸어 이 사실을 포함시킨다면, 결과는 89℃로 나온다. 에스프레소는 전보다 3.8℃ 더 뜨거워지게 된다.
바리스타들이 열광하는 0.1℃ 단위의 정확한 머신도 커피 가루에 따라서 4℃ 이상의 변화를 보일 수 있다. 물론, 정확성을 지닌 머신들은 전체적인 변동을 줄일 수 있기 때문에 중요하다. 그러나 우리는 전체적인 그림을 보기 위해서 커피가루의 온도에도 주목해야한다. 이에 따라오는 변화는 놀라울 것이다.
항상 기억해야 하는 것은 고객에게 제공하는 커피의 맛에 있어서 일관성을 유지하는 일이다. 따라서 매장의 커피 가루가 상대적으로 온도 변화가 없는 편이라면, 예를들어 항상 모든 시간에 판매량이 일정한 상황 같은 때에는 지속적으로 온도 일관성을 유지할 수 있지만, 그렇지 않다면 이 부분에 있어서 해결방법을 고민해 보는 것도 필요하다.
추신. 미토스 원이 온도의 편차를 줄인다는 것은 알고 있지만 첫째, 바쁜 시간이 되면 어쩔 수 없이 세팅점보다 더 높게 커피의 온도가 올라 갈 수 밖에 없다. 둘째 뜨겁게 그라인딩을 하는 것은 입자분배의 결과를 만들기 위한 최적의 방안이 아니기 때문이다.
*Source: Coffee Hustle
