Şimdiye kadar anlattığımız demlemelerin çoğu percolation'dı: Su kahve yatağından geçip server'a akıyor. Immersion demlemede ise kahve suyun içinde bekletiliyor. Kahve ile su, örneğin bir French press'in içinde, demleme bitene kadar birlikte bekliyor ve su kahvenin içinden geçip akmıyor. French press, cupping ve cold brew bu gruba giriyor. Cupping, kahve profesyonellerinin kullandığı standart tadım protokolü.
Bu fark, ekstraksiyonun, yani kullanılan kahvenin yüzde kaçının suya geçtiğinin nasıl ilerlediğini de değiştiriyor. French press'i ne kadar uzun bekletirseniz bekletin, kahveden suya geçen madde bir noktada duruyor. Neden? Cevabı görmek için önce maddenin kahveden suya nasıl geçtiğine bakmak gerekiyor.
Kahveden suya madde nasıl geçer?
Öğütülmüş kahvenin her parçacığı çok sayıda küçük hücreden oluşur. Kavrulmuş kahvede bu hücrelerin boyutu 25–50 mikrometre, yani milimetrenin 25 ila 50 binde biri. French press için öğütülmüş yaklaşık 1 mm'lik bir parçacığın bir ucundan diğer ucuna bu yüzden 20 ila 40 hücre sığar. Hücrelerin içinde suda çözünebilen maddeler bulunuyor: asitler, kavrum sırasında şekerlerden oluşan bileşikler, kafein ve acılık veren bileşikler.
Limerick Üniversitesi'nden Moroney ve arkadaşları 2015'te ekstraksiyonun iki farklı hızda ilerlediğini gösterdi. Öğütme sırasında kırılmış hücrelerin içeriği doğrudan suyla temas ediyor ve çabucak çözünür. Parçacığın içindeki sağlam hücrelerde çözünen madde ise suya ulaşmak için parçacığın gözenekleri boyunca yüzeye kadar ilerlemek zorunda; ekstraksiyonu yavaşlatan adım da bu.
Bu ilerlemeye difüzyon deniyor: Bir madde, çok bulunduğu yerden az bulunduğu yere kendiliğinden yayılır. Bir bardak suya damlatılan mürekkebin, kimse karıştırmadan bütün bardağa dağılması da aynı olay.
Fizikte Fick yasası olarak bilinen kurala göre difüzyonun hızı, iki taraf arasındaki yoğunluk farkıyla orantılı. Parçacığın içinde çözünmüş madde çok, çevresindeki suda az ise madde hızlı geçiyor. Fark küçüldükçe geçiş de yavaşlıyor.