Chất Liệu ảnh Hưởng Gì đến Chiết Xuất? - Beanside Out

Kể từ lúc bắt đầu quan tâm đến cà phê thủ công, chúng ta quan tâm khá nhiều đến dụng cụ mà mình sử dụng. Nào là cối xay sử dụng lưỡi như thế nào, dụng cụ pha ra sao, nhiệt độ bao nhiêu là phù hợp, và còn hàng tá những yếu tố để cân nhắc không kể sao cho hết.

Tuy nhiên có một yếu tố mình vô tình được biết, khi trò chuyện cùng một anh trainer người Thái Lan, đó chính là chất liệu làm nên dụng cụ pha cũng góp phần ảnh hưởng đến trải nghiệm của anh trong suốt quá trình làm nghề. Và với riêng anh, khi bàn về các loại phễu pha, chất liệu bằng nhựa sẽ được anh ưu tiên hơn.

Mình cũng đặt ra nhiều câu hỏi xung quanh vấn đề đó, vì hầu hết những quán mình ghé thăm, các loại phễu như V60, Origami, Kalita,…đều làm bằng gốm sứ. Chỉ có một số ít nơi sẽ sử dụng phễu làm bằng kim loại, và hiếm lắm mới có nơi sử dụng phễu nhựa.

Vậy chất liệu của một dụng cụ pha sẽ ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng để một người pha chế ra quyết định lựa chọn? Giữa gốm sứ, kim loại hay nhựa thì đâu là chất liệu tốt nhất?

Gốm sứ, nhựa, kim loại hay thuỷ tinh? Nguồn: Beanside Out

CHẤT LIỆU VÀ NHIỆT DUNG RIÊNG

Trong phạm vi hôm nay, chúng ta sẽ tập trung về một nhánh của pha chế thủ công, đó chính là nhánh Thẩm Thấu (Percolation), hay còn hiểu là cách rót nước chảy đều qua phần cà phê trong phễu pha. Để hiểu rõ hơn về cách các nhân tố có thể ảnh hưởng đến cà phê, các bạn có thể xem thêm tại đây: https://bit.ly/3xWUGSB

Nếu xét riêng về chất liệu dụng cụ pha, tức là chúng ta đang tìm hiểu đến một yếu tố có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ của nước mà chúng ta sử dụng. Có chất liệu sẽ giúp chúng ta duy trì nhiệt độ tương đối ổn định cho đến hết quá trình chiết xuất, nhưng cũng sẽ có chất liệu “sử dụng” và “gây thất thoát” nhiệt lượng đó ra môi trường khiến cho chúng ta đang pha chế ở nhiệt độ thấp hơn mường tượng.

Mỗi một chất liệu đều có Nhiệt dung riêng (thermal mass) khác nhau và khả năng duy trì nhiệt độ khác nhau.

Nhiệt dung riêng được hiểu như một thuộc tính của vật chất để xác định được là bao nhiêu nhiệt lượng nó cần hấp thụ trước khi bắt đầu nóng lên.

Nhiệt dung riêng của một số chất. Nguồn: Internet

Ví dụ như gạch (brick) trong bảng trên, chất liệu này chỉ bắt đầu nóng lên khi ta cung cấp cho nó đủ 1360kJ trên một đơn vị diện tích. Sau khi nóng lên, nhiệt độ của chất liệu sẽ tăng đến một mức tuỳ thuộc vào nhiệt lượng mà nó được cung cấp, cho đến khi đạt đến điểm nhiệt độ cân bằng với nguồn nhiệt.

Nhiệt dung riêng của một vật thường sẽ ảnh hưởng đến giai đoạn đầu tiên của quá trình pha chế, tính từ lúc làm nóng dụng cụ, ủ cà phê, và bắt đầu chiết xuất.

Với những chất liệu phễu có nhiệt dung riêng thấp, nó sẽ nhanh chóng được làm nóng và đạt đến điểm cân bằng nhiệt. Khi vào giai đoạn chiết xuất, phễu pha sẽ không có nhu cầu “sử dụng” thêm nhiều nhiệt của nước nữa, từ đó nhiệt độ của chiết xuất sẽ ổn định hơn.

Ngược lại, với những chất liệu có nhiệt dung riêng cao, đôi khi đã bắt đầu vào giai đoạn chiết xuất rồi nhưng phần phễu pha vẫn chưa đạt đến điểm cân bằng nhiệt. Dẫn đến nhiệt độ bị giảm sút do phải “chia bớt” cho phần phễu, từ đó khiến chúng ta đang pha cà phê với nhiệt độ thấp hơn chủ đích.

Xét về mặt vật lý của các chất liệu, nhựa và inox thường có nhiệt dung riêng thấp hơn những dụng cụ khác, dẫn đến việc làm nóng thường nhanh hơn. Còn các chất liệu như gốm sứ hoặc thuỷ tinh thì sao? Chúng có khối lượng nhiệt cao hơn, sẽ tốn nhiều thời gian và nhiệt lượng hơn để chạm đến điểm cân bằng. Vì vậy khi sử dụng các loại dụng cụ pha bằng gốm sứ hoặc thuỷ tinh, chúng ta cần phải làm nóng kỹ hơn.

Các dụng cụ pha như gốm sứ cần có giai đoạn “warm up” thật kỹ. Nguồn: Esty.com

Nhưng đó chưa phải là tất cả, ngoài mặt nhiệt dung riêng, chúng ta còn một thông số đáng quan tâm, đó chính là chỉ số cách nhiệt/sự duy trì nhiệt độ của từng vật liệu.

CHẤT LIỆU VÀ SỰ ỔN ĐỊNH NHIỆT ĐỘ

Nếu như nói nhiệt dung riêng sẽ chủ yếu ảnh hưởng đến giai đoạn đầu của quá trình pha chế, thì Khả năng giữ nhiệt (heat retention) sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ giai đoạn sau – giai đoạn chiết xuất.

Để rõ hơn, chúng ta hãy nhìn vào những ngày mùa đông ở Châu Âu, khi nhiệt độ môi trường xuống rất thấp. Việc pha cà phê như thế nào để không bị nhiệt độ của môi trường ảnh hưởng là một vấn đề không phải đơn giản.

Tuy nhiên cái chúng mình muốn đào sâu ở đây, là nhờ vào thời tiết phức tạp, đã tạo điều kiện cho một loại máy pha cà phê trở nên được ưa chuộng hơn rất nhiều tại đây, đó là: Máy pha cà phê Moccamaster.

Máy pha cà phê Moccamaster (trái) và phần phễu pha (phải). Nguồn: Internet

Ngoài sự tiện lợi, thì phần phễu pha của nó được làm từ nhựa với cấu trúc gồm hai lớp, một lớp phẳng bên ngoài và một lớp có các đường gân kẻ bên trong. Cấu trúc như vậy sẽ hình thành một lớp “túi khí” giữa hai lớp của phễu pha, từ đó ngăn sự thoát nhiệt của dụng cụ pha và giúp duy trì nhiệt độ tốt hơn dù cho nhiệt độ bên ngoài có như thế nào.

Việc sử dụng dụng cụ pha ổn định nhiệt độ sẽ giúp chúng ta duy trì profile pha khá tốt, lần pha này sẽ giống lần pha tiếp theo, hạn chế sự thay đổi do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các lần pha. Đồng thời nếu muốn thay đổi profile, thì yếu tố nhiệt độ sẽ được chủ động hơn.

Khi bạn sử dụng nhiệt độ pha thấp nhưng với một dụng cụ duy trì nhiệt tốt, thì kết quả còn ấn tượng hơn rất nhiều so với việc sử dụng nhiệt độ pha cao nhưng với một dụng cụ duy trì nhiệt kém.

Sự ổn định cho chúng ta khả năng kiểm soát tốt hơn. Nguồn: Handsome Wade

Các vật liệu như thuỷ tinh và kim loại có khả năng duy trì nhiệt độ kém, do đó thường nó sẽ nhanh chóng giải phóng một phần nhiệt ra môi trường bên ngoài, và tiếp tục hấp thụ nhiệt độ của phần cà phê bên trong để đạt được trạng thái cân bằng. Vì vậy các bạn chỉ nên làm nóng dụng cụ bằng những chất liệu này khoảng một vài giây trước khi bắt đầu pha.

Còn các chất liệu như gốm sứ hoặc nhựa, thì khả năng ổn định nhiệt độ cao. Khi đã đạt đến điểm cân bằng nhiệt rồi thì quá trình chiết xuất về sau sẽ khá an tâm.

KIỂM NGHIỆM THỰC TẾ

Trước hết chúng ta hãy đi qua một công thức vật lý về nhiệt lượng:

Q = m.c.∆t

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc toả ra. Có đơn vị là Jun (J).
• m là khối lượng của vật, được đo bằng kg.
• c là nhiệt dung riêng của chất, được đo bằng J/kg.K (Nhiệt dung riêng của 1 chất có thể cho biết nhiệt lượng cần thiết để có thể làm cho 1kg chất đó tăng thêm 1 độ C).
• ∆t là độ thay đổi nhiệt độ hay nói khác là biến thiên nhiệt độ (Độ C hoặc K).

Qua công thức trên, chúng ta thấy rằng ngoài phụ thuộc vào nhiệt dung riêng của từng chất liệu, thì nhiệt lượng của dụng cụ có thể thu vào hoặc toả ra còn phụ thuộc vào khối lượng của nó.

Khi xét trên thực tế, không phải phễu pha nào cũng được sản xuất với cùng một khối lượng như nhau. Do đó nếu đem so sánh chất liệu mà chỉ dựa vào khối lượng nhiệt hay nhiệt dung riêng thì kết quả sẽ không thật sự chính xác.

Để kiểm chứng một cách khách quan hơn, các bạn hãy xem một thí nghiệm được thực hiện bởi Taylor Novakowski đến từ Eight Ounce Coffee, nhằm theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của phễu bằng cách chất liệu khác nhau trong suốt quá trình pha. Tác giả đã sử dụng 4 loại phễu V60 đến từ Hario, bao gồm:

1. Hario V60 – 02 Nhựa
2. Hario V60 – 02 Sứ
3. Hario V60 – 02 Thuỷ tinh
4. Hario V60 – 02 Inox không gỉ

Nguồn: Bestcoffee.guide

Sau đó anh đã sử dụng cùng một profile pha cho từng loại chất liệu, thiết lập máy đo nhiệt rồi quay video để lưu dữ kiện về thời gian pha cũng như sự biến thiên nhiệt độ.

Profile chiết xuất như sau:

• 20g cà phê
• 320g nước
• Nhiệt độ 93°C
• Bloom trong vòng 30 giây với 60g nước
• Tổng thời gian chiết xuất là 3 phút 15 giây

Kết quả:

Biểu đồ theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của phễu V60 với các chất liệu khác nhau. Nguồn: Eight Ounce Coffee

Với thử nghiệm trên, mình có thể thấy được độ biến thiên nhiệt độ của từng loại chất liệu, tương ứng với từng màu sắc trên biểu đồ theo dõi. Nhìn chung, sự biến thiên nhiệt độ của các loại chất liệu tương đối là có chung một quỹ đạo. Sự khác biệt lớn xuất hiện ở giai đoạn ủ (blooming), giai đoạn chiết xuất và giai đoạn sau chiết xuất.

Chất liệu	Giai đoạn ủ	Giai đoạn chiết xuất	Giai đoạn sau chiết xuất
Màu xanh lá – Nhựa	Tốc độ hấp thu nhiệt không quá cao, nhưng ổn định và không có xu hướng thoát nhiệt.	Nhiệt độ ổn định, tăng dần.	Nhiệt độ giảm dần, ổn định.
Màu tím – Sứ	Khá giống với Nhựa. Tuy nhiên nhiệt lượng hấp thu được cao hơn, và có xu hướng giảm dần vào cuối giai đoạn ủ.	Nhiệt độ có một chút giảm nhẹ trong quá trình chiết xuất, tuy nhiên nhanh chóng ổn định.	Nhiệt độ giảm dần, ổn định.
Màu cam – Thuỷ tinh	Nhiệt lượng hấp thu được cao nhất trong cả 4 chất liệu, và tốc độ hấp thu nhiệt cũng rất nhanh, tuy nhiên nhiệt độ cũng nhanh chóng giảm khi quá trình ủ đi được khoảng 1/3 đoạn đường.	Tăng tương đối ổn định.	Nhiệt độ giảm dần, ổn định.
Màu đỏ – Inox không gỉ	Nhiệt độ tăng không cao, giảm dần vào cuối giai đoạn ủ.	Nhiệt lượng tăng đột ngột và cao, do kim loại cần nhiều nhiệt lượng hơn để đạt trạng thái cân bằng nhiệt.	Nhiệt độ giảm dần đều, cho đến khoảng giây 160 bắt đầu giảm nhanh và sâu. Có thể lúc này phần nước đã rút xuống tương đối hoàn toàn, không còn đủ nhiệt để duy trì.

Kết luận:

Chất liệu nhựa và sứ không có sự khác biệt quá đáng kể, cả hai thể hiện được khả năng ổn định của mình kể cả trong quá trình ngâm ủ hay chiết xuất. Còn về phần thuỷ tinh và kim loại, cả hai có độ biến thiên nhiệt độ khá cao, tuỳ thuộc rất nhiều vào môi trường cũng như nhiệt độ nước mà chúng ta cung cấp, do đó tạo nên một profile pha kém ổn định.

DỤNG CỤ PHA NÀO CHO BẠN?

Để nói dụng cụ pha nào là thích hợp nhất, thì trước tiên chúng ta phải tự hỏi bản thân nhu cầu nào của mình là quan trọng nhất?

Nó liên quan đến sự ưu tiên, thói quen của người dùng, hoàn cảnh sử dụng, cũng như khả năng tài chính của mỗi người.

Nhưng nếu như bạn là người thích du lịch, cần sự linh động của dụng cụ, hoặc đơn giản là bạn không được khéo cho lắm, thì lúc này cái loại dụng cụ nhựa hoặc kim loại sẽ phù hợp với bạn. Hoặc bạn là một người cẩn thận, khá mưu cầu sự thẩm mỹ thì có thể cân nhắc chất liệu gốm sứ, hoặc đôi khi là thuỷ tinh.

Cuối cùng, về giá cả, các loại phễu nhựa thường rẻ và dễ tiếp cận, nhưng dòng đời thường ngắn và hại môi trường hơn. Trong khi đó gốm sứ hoặc đồng thiết thì tuổi đời khá lâu, nhưng chắc chắn giá thành cao hơn.

Thuỷ Tinh	Gốm Sứ	Kim Loại	Nhựa
Độ Bền	x	xx	xx
Khả Năng Ổn Định Nhiệt Độ	x	xx	xx
Tính Linh Động	x	xx	xx
Giá Thành Dễ Tiếp Cận	x	x	xx

Bảng tạm kết luận

TÓM LẠI

Chất liệu dụng cụ pha sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê, vì nó ảnh hưởng đến nhiệt độ của cả quá trình pha chế.

Việc lựa chọn một chất liệu như thế nào nó còn tuỳ thuộc vào sự trải nghiệm và nhu cầu của bản thân bạn.

Nếu là mình, thì phễu gốm sứ sẽ là lựa chọn tuyệt vời vì cả tính thẩm mỹ, công năng và độ bền.

Còn bạn, bạn sẽ chọn loại nào cho mình?

Nguồn:

• Coffee Like A Pro: Ceramic vs Plastic Pour Over: How Does Your Dripper Material Affect Your Coffee Drink
• Perfect Daily Grind: How Does Your Dripper Material Affect Your Pour Over Coffee?
• Eight Ounce Coffee: Hario V60 Material and Temperature Comparison
• Pour Over Project: Which Hario V60 Is Best? Plastic vs Ceramic, Size 01 vs 02