Araçlar

Shot Laboratuvarı

Espressonun arkasındaki hesapları kendi değerlerinizle deneyebileceğiniz küçük araçlar. Her araç, sitedeki yazılarda kaynağıyla anlattığımız verilerle çalışıyor. Neyi gösterdiği kadar neyi göstermediği de altında yazıyor.

01 · Ekstraksiyon

Ekstraksiyon hesabı

Doz, espresso ağırlığı ve refraktometrenin gösterdiği TDS’ten ekstraksiyonu, oranı ve ortalama akışı hesaplar.

g
g
%
sn
Ekstraksiyon
%20,0
Oran
1:2,0
Ortalama akış
1,3g/sn

Refraktometrenin ±%0,05 TDS'lik hata payı bu sonucu yaklaşık ±0,10 puan oynatıyor. Sonuç, Lockhart'ın filtre kahve için belirlediği %18–22 aralığının içinde.

Ekstraksiyon = TDS × espresso ağırlığı ÷ kuru kahve. Ortalama akış, espresso ağırlığının shot süresine bölümü; süreyi pompanın çalıştığı andan mı ilk damladan mı başlattığınız sonucu değiştirir. Hata payı, bugünkü refraktometrelerin espresso aralığındaki yaklaşık değeri.

Ne işe yarar?

Kuru kahvenin, espressonun ağırlığının ve TDS’in girilmesiyle ekstraksiyonu hesaplar. TDS, espressonun ağırlıkça yüzde kaçının çözünmüş kahve maddesi olduğunu gösterir. Shot süresi de girilince oranı ve ortalama akışı verir.

Neyi anlamanızı sağlar?

Yoğunluk ile ekstraksiyonun farklı şeyler olduğunu. TDS’i aynı olan iki espresso, ağırlıkları farklıysa farklı ekstraksiyonda olabilir. Refraktometrenin küçük hata payının sonucu ne kadar oynattığı da görülüyor.

Hangi veriyle çalışıyor?

Ekstraksiyon = TDS × espresso ağırlığı ÷ kuru kahve. Bugünkü refraktometrelerin espresso aralığındaki hata payı yaklaşık ±%0,05 TDS. %18–22 aralığı, Ernest Lockhart’ın 1957’de filtre kahve için yaptığı tadım araştırmasından geliyor.

Neyi söylemez?

Hangi ekstraksiyonun en iyi tadı verdiğini. %18–22 aralığı filtre kahve için belirlendi; espressoda da hedef olarak kullanılıyor, ama espresso için ayrıca ölçülmedi. Hesap, puck’ın her yerinin eşit ekstrakte olup olmadığını da göstermez.

02 · Basınç

Puck’a ulaşan basınç hesabı

Pompa basıncı, flow control ve akıştan, makinenin içinde harcanan ve puck’a kalan basıncı hesaplar.

9,0 bar
Flow control

Portafilter takılı değilken 30 saniyede yaklaşık 250 g su akıtır.

2,0 g/sn

Normal bir espressoda akış saniyede 1–2 g civarında.

Puck'a kalan
8,5 bar
Flow control’de harcanan
0,5 bar

Flow controlPuck

Hesap yalnızca flow control’ü içerir; borulardaki, vanalardaki ve gruptaki kayıp dahil değil. Flow control’de harcanan basıncın akışın karesiyle büyüdüğü varsayılır. 0,6 ve 0,8 mm değerleri bir makine üreticisinin su debisi ölçümünden alındı ve 9 bar'da ölçüldüğü kabul edildi.

Ne işe yarar?

Pompa basıncı, flow control ve shot sırasındaki akış girilince flow control’de harcanan ve puck’a kalan basıncı gösterir. Flow control (gicleur), kahve kazanı ile grup arasında duran, milimetrenin altında delikli küçük bir metal parça. Kendi makinenizin su debisini ölçtüyseniz onu da girebilirsiniz.

Neyi anlamanızı sağlar?

Göstergedeki 9 bar’ın puck’taki basınç olmadığını. Flow control’ün normal shot akışında az, shot’ın başında ve akış hızlandığında çok basınç aldığını. Flow control’ün bu yüzden shot’ın başını yumuşatan bir ön ıslatma gibi çalıştığını.

Hangi veriyle çalışıyor?

Dar bir delikte harcanan basınç akışın karesiyle büyür. Bir makine üreticisinin ölçümüne göre 0,6 mm’lik flow control 30 saniyede yaklaşık 250 g, 0,8 mm’lik yaklaşık 500 g su akıtıyor. “Ölçülmüş bir endüstriyel espresso makinesi” seçeneği, Waszkiewicz ve ekibinin 2025’te iki gruplu bir endüstriyel espresso makinesinde ölçtüğü toplam kaybı kullanıyor.

Neyi söylemez?

Sizin makinenizdeki gerçek kaybı; boru, vana ve flow control makineden makineye farklı. Puck’taki basıncı doğrudan ölçmek için puck’ın yerini tutan bir ölçüm başlığı gerekiyor.

03 · Kuvvet

Makine ve tamp kuvveti karşılaştırması

Sepet çapı ve basınçtan puck’a binen kuvveti kilogram olarak hesaplar ve elle yapılan tamp’la karşılaştırır.

58 mm
9,0 bar
15 kg

Puck hazırlığı yazısındaki denemede 10, 15 ve 20 kg karşılaştırıldı.

Sepetin yüzeyi
26,4cm²
Puck'a binen kuvvet
242kg
Tamp'ın kaç katı
16,2×

9,0 bar, 58 mm'lik sepette yaklaşık 2.378 newton'luk bir kuvvet. Terazide bu, yaklaşık 242 kg'lık bir ağırlığa denk.

Kuvvet = basınç × sepetin yüzeyi. Ağırlığa çevirirken 1 kg = 9,81 newton alındı. Hesap kuvvetin büyüklüğünü verir; kuvvetin puck'ın içinde nasıl dağıldığını göstermez.

Ne işe yarar?

Sepetin çapı ve puck’ın üstündeki basınç girilince puck’a binen kuvveti kilogram olarak verir ve elle uygulanan tamp’la karşılaştırır.

Neyi anlamanızı sağlar?

58 mm’lik bir sepette 9 bar’ın 240 kg’ın üstünde bir ağırlığa denk geldiğini. Elle uygulanan 10–20 kg’lık tamp’ın bu kuvvetin yanında küçük kaldığını. Puck hazırlığı yazısında anlattığımız 150 shot’lık denemede 10, 15 ve 20 kg tamp, shot süresini ve yoğunluğu anlamlı biçimde değiştirmemişti.

Hangi veriyle çalışıyor?

Kuvvet = basınç × sepetin yüzeyi. 1 bar, metrekareye 100.000 newton’luk kuvvet; 1 kg ise yaklaşık 9,81 newton’luk kuvvetle bastırır.

Neyi söylemez?

Kuvvetin puck’ın içinde nasıl dağıldığını. Tamp’ın etkisinin bu yüzden küçük kaldığı da bir çıkarım; doğrudan ölçülmedi.

04 · Akış

Akış türü hesabı (Reynolds sayısı)

Akış, sepet çapı, parçacık boyutu ve su sıcaklığından Reynolds sayısını hesaplar; Darcy yasasının geçerli olup olmadığını gösterir.

2,0 mL/sn

Normal bir shot'ta saniyede 1–2 mL; puck'ın üstündeki boşluk dolarken çok daha yüksek olabiliyor.

58 mm
200 µm

Ölçülmüş bir espresso öğütümünde iri parçacıkların tepesi 100–200 µm arasındaydı.

90 °C
Reynolds sayısı
0,46
Suyun iniş hızı
0,76mm/sn

Laminer akış (Darcy bölgesi)

Su gözeneklerin içinden düzgün, katmanlı akıyor. Akış, puck'ın iki yüzü arasındaki basınç farkıyla orantılı.

Reynolds sayısı = suyun yoğunluğu × iniş hızı × parçacık boyutu ÷ viskozite. İniş hızı, akışın sepetin yüzeyine bölümü; su gözeneklerin içinde bundan daha hızlı akar. Suyun yoğunluğu ve viskozitesi seçilen sıcaklıktaki değerler. Bölge sınırları kum, toprak gibi taneli katmanlar için verilen genel aralık; espresso puck'ında ayrıca ölçülmedi.

Ne işe yarar?

Akış, sepet çapı, parçacık boyutu ve su sıcaklığı girilince Reynolds sayısını hesaplar. Reynolds sayısı, akan suyun ataletinin viskozitesine oranı. Küçükse su düzgün katmanlar hâlinde akar (laminer akış). Büyüdükçe akış türbülanslı hâle gelir, yani suyun içinde girdaplar oluşur. Bu, kanallanmadan farklı bir şey: Kanallanma suyun puck’ın bir bölümünden kısa yol bulması, türbülans ise akışın kendi biçimi.

Neyi anlamanızı sağlar?

Normal bir shot’ta, saniyede 1–2 mL akışta, suyun puck’ın içinden türbülanssız, düzgün katmanlar hâlinde geçtiğini ve Darcy yasasının geçerli olduğunu. Shot’ın başında puck’ın üstündeki boşluk dolarken ya da bir kanalın içinde akış hızlanınca sayının büyüdüğünü.

Hangi veriyle çalışıyor?

Kum, toprak ya da kahve yatağı gibi, suyun taneler arasındaki boşluklardan geçtiği katmanlarda Darcy yasasından sapma, tane boyuyla hesaplanan Reynolds sayısı 1 ile 15 arasındayken belirginleşiyor (Lasseux ve Valdés-Parada, 2017). Bu sınır kahveye özel ölçülmedi. Suyun yoğunluğu ve viskozitesi seçilen sıcaklıktaki standart değerler.

Neyi söylemez?

Gözeneklerin içindeki gerçek hızı; araç suyun puck yüzeyine iniş hızını kullanıyor. Bir kanalın içindeki akış hızını ölçen bir çalışma yok.

05 · Karşılaştırma

Pour-over ve espresso basıncı karşılaştırması

Dripper’daki su yüksekliğinden pour-over’da suyu iten basıncı hesaplar ve espresso basıncıyla karşılaştırır.

5,0 cm
93 °C
9,0 bar
Pour-over'da basınç
472Pa
Bar olarak
0,0047bar
Espresso kaç katı
1.905×

Hidrostatik basınç = suyun yoğunluğu × yerçekimi ivmesi × su yüksekliği. Hesap yalnızca yatağın üstündeki suyun yaptığı basıncı verir; kâğıt filtrenin ve kahve yatağının suya gösterdiği direnç akışı ayrıca belirler.

Ne işe yarar?

Dripper’da kahve yatağının üstünde duran suyun yüksekliğinden, bu suyun yaptığı basıncı hesaplar ve espresso basıncıyla karşılaştırır.

Neyi anlamanızı sağlar?

Pour-over’da suyu yalnızca yerçekiminin ittiğini ve bu basıncın espressodakinden çok küçük olduğunu: 5 cm’lik su, 9 bar’ın yaklaşık 1900’de biri kadar basınç yapıyor. Espresso bu yüzden çok daha ince öğütülmüş, sıkı bir yataktan yarım dakikada geçebiliyor.

Hangi veriyle çalışıyor?

Hidrostatik basınç = suyun yoğunluğu × yerçekimi ivmesi × su yüksekliği.

Neyi söylemez?

Pour-over’da akışın hızını. Akışı kâğıt filtrenin ve kahve yatağının direnci de belirliyor; araç yalnızca suyu iten basıncı hesaplıyor.