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La física detrás de una taza de café.

Actualizado: 4 dic 2019

¿Una taza de café? ¿Cómo te gusta?

El café, bebida emblemática de los colombianos, llegó a consolidarse como industria cafetera en Colombia alrededor del año 1800, entrando por Santander y extendiéndose posteriormente a Cundinamarca y a Antioquia.


La industria cafetera ha sido y sigue siendo un importante motor de desarrollo económico, social e institucional en Colombia. En la actualidad, la producción de café ha trasado nuevas metas en autenticidad y cualidad, es decir, hacer un café único. Las indicaciones geográficas se convierten en un importante indicador que concede reconocimiento a sus productores y unas singularidades que distinguen la taza de café, lo que hace que las denominaciones de origen tomen sentido.


El café producido en Colombia en su mayoría es de la especie Coffea arabica L., es cultivado en fincas cafeteras localizadas entre los 1.000 y 2.000 m.s.n.m. La principal variedad cultivada es Caturra (43%), seguida de la variedad Colombia (26%).

Si bien, cada proceso durante el beneficio del café es importante para las características finales en taza, hablaremos de los aspectos físicos que se involucran en los procesos de tostión, molienda y preparación de una rica taza de café (La química la abordaremos en otra publicación).


Tueste


El grano de café es un sistema abierto en donde existe un intercambio de materia y energía, en este proceso intervienen características físicas cómo humedad, tamaño, variedad; y magnitudes físicas en el equipo que deben controlarse como temperatura, tiempo y agitación.

Los granos de café se tuestan a temperaturas comprendidas entre 150°C y 240°C en un tiempo de 12 a 25 minutos. El tiempo y temperatura van a depender del tipo de tostadora, la densidad del grano, la cantidad de café y las características finales deseadas o forma de preparación elegida; tostado ligero, medio, medio bajo, medio alto, alto, intenso.

Durante la primera etapa de tostión, el grano pierde entre el 15 y 20% de masa; esto debido a que el aumento de temperatura evapora la humedad presente en el grano y aumenta la presión interna. Entre los 128-186°C inician cambios químicos que repercuten en el desarrollo del color.


En la fase de transición térmica alrededor de los 170°C, se produce la tostión del grano y se evidencia por el sonido, primera crepitación o crack, en esta fase el grano aumenta su volumen entre un 100 – 130%. A partir de los 190°C el grano vuelve a crepitar desarrollando aromas y gases.

Molienda: tamaño de partícula


En esta etapa, el tamaño de partícula es muy importante, reducir el tamaño de partícula aumenta la superficie de contacto del agua con el café lo que permite logar unas características en la bebida final.

La elección del tamaño de partícula dependerá del método de extracción a utilizar.

El tamaño de la partícula tiene influencia directa en la velocidad y la cantidad de la extracción. Las partículas pequeñas pueden alcanzar hasta un 28% de extracción, mientras que las más grandes alcanzan un 10-12%.


Puede hablarse de tres tipos de molienda para los diferentes métodos de extracción:


Molienda super fina: tamaño de partícula 200 micrones*, puede contener alrededor de 70.000 partículas por gramo. Este tipo de molienda es ideal para la máquina Espresso.


Molienda fina: tamaño de partícula 900 micrones, puede contener alrededor de 695 partículas por gramo. Este tipo de molienda es ideal para métodos que funcionen con el principio de filtración.


Molienda media: tamaño de partícula 1500 micrones, puede contener alrededor de 62 partículas por gramo. Este tipo de molienda es ideal para métodos con sistema de émbolo como la prensa francesa.

*1 micrón equivale a una milésima parte de un milímetro.


Temperatura


Preparar un café a la temperatura adecuada permite hacer una mejor extracción de los compuestos que aportan aroma y sabor, una temperatura muy baja, menor a 87°C, muchos de los compuestos que conforman el perfil de la taza de café no alcanzarán a ser extraídos, mientras que a una temperatura mayor a 95°C provoca que aparezcan sabores amargos degradando el perfil de la bebida. Para una extracción óptima se recomiendan temperaturas entre 90 – 93°C.


Tiempo


El tiempo es una variable física importante para controlar en la preparación del café, a mayor tiempo mayor sobre exposición de las partículas y mayor extracción, tiempos muy prolongados sobreextraen la bebida produciendo sabores amargos. El rango ideal de tiempo dependerá de la experticie de quién prepare el café y el gusto individual, pero en general está en un rango de 2 a 4 minutos, a excepción de la espresso que va de 25 a 35 segundos.

Ratio


Esta variable se refiere a la relación cantidad agua/café y determina la intensidad y el sabor de la bebida. El café filtrado es alrededor de 98% agua, el resto son los sólidos solubles extraídos del grano.

La relación cantidad agua/café dependerá del tipo de molienda, método de extracción, tipo de tostión; generalmente se usa por cada 100ml de agua entre 5 - 10g de café.


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