باریستا
سختی آب و تاثیر آن روی قهوه
سختی آب معیاری برای اندازه‌گیری میزان مواد معدنی محلول در آب است. میزان این مواد معدنی می‌تواند تاثیر به‌سزایی روی کیفیت قهوه و طعم آن داشته باشد. از طرفی میزان مواد معدنی موجود در آب یا به اصطلاح سختی آب روی تعداد دفعات استفاده از اسپرسوساز تاثیر می‌گذارد. بنابراین شاید بد نباشد برای استفاده بهینه از دستگاه اسپرسوساز و دم کردن یک قهوه خوش عطر بیشتر با سختی آب آشنا شوید.
انواع سختی آب و تاثیر آن روی دم کردن قهوه
اصطلاح «سختی» اساسا از زمانی رایج شد که مواد معدنی موجود در آب مانع از حل شدن صابون شدند. مواد معدنی موجود در آب جلوی ایجاد کف مولکول‌های صابون را می‌گیرند و از خاصیت پاک‌کنندگی آن می‌کاهند. بالاخره مردم متوجه شدند که سختی آب با جوشاندن کم شده و شست‌وشو ساده‌تر می‌شود. حال به آن بخش از سختی آب که در فرایند به جوش آمدن از بین می‌رود، «سختی موقت» گفته می‌شود و به آن بخش از سختی که پس از جوشیدن آب بر جای می‌ماند نیز «سختی دائم» گفته می‌شود. سختی دائم آب با بارها جوشاندن آن نیز از بین نمی‌رود.
تفاوت و تعریف این دو نوع سختی ساده و به یادماندنی است اما برای درک بهتر این فرایند باید مواد معدنی موجود در آب را بهتر بشناسیم.
بررسی دقیق عامل سختی
مواد معدنی آب از یون‌ها ساخته شده‌اند، یون‌ها ذراتی باردار هستند. در هر ذره جامد به مقدار مساوی بار مثبت و منفی وجود دارد. به عنوان مثال در نمک خوراکی یا همان سدیم کلراید به مقدار مساوی بار مثبت و منفی وجود دارد. سدیم (Na) با بار مثبت و کلراید (Cl) با بار منفی در کنار هم سدیم کلراید را تشکیل می‌دهند. زمانی که یک ماده معدنی در آب حل می‌شود ذرات یا همان یون‌ها از یکدیگر جدا و در آب پراکنده می‌شوند.
به عنوان مثال سدیم و کلراید موجود در نمک خوراکی در حالت عادی کاملا در کنار یکدیگر و در یک پیوند شیمیایی قرار دارند. زمانی که نمک در آب حل می‌شود، سدیم و کلراید از یکدیگر جدا می‌شوند.
زمانی سختی در آب ایجاد می‌شود که یون دارای بار مثبت یک ماده معدنی بیشتر از یک باشد. هر اندازه میزان باز مثبت بیشتر باشد، کف حاصل از صابون کمتر خواهد بود و عطر و طعم بیشتری از دانه قهوه خارج می‌شود.
تقریبا بخش عمده سختی آب، حاصل حضور یون دوبار مثبت کلسیم (Ca+2) و منیزیم (Mg+2) است. از آنجایی که کلسیم و منیزیم هر دو دو بار مثبت دارند، رفتار مشابهی نیز از خود نشان می‌دهند. دیگر یون‌ها مانند آهن (Fe) و آلومینیوم (Al) با سه بار مثبت از دیگر مواد معدنی موجود در آب هستند اما ازآنجایی میزان این یون‌ها در آب خوراکی بسیار کم است، در سنجش سختی آب نادیده گرفته می‌شوند.
سختی کلی که به اختصار با GH (General hardness) نیز نمایش داده می‌شود معیاری برای اندازه‌گیری میزان کلسیم و منیزیم با بار مثبت در آب است. بار الکتریکی موجود در این ذرات به استخراج عطر و طعم از مولکول‌های قهوه کمک می‌کند. به این ترتیب می‌توان گفت که معیار GH، شاخصی برای قدرت استخراج یا عصاره‌گیری آب است.
با افزایش دما چه اتفاقی در آب می افتد؟
به یاد داشته باشید که هر یون مثبت باید با یک یون منفی همراه باشد و مهم‌ترین یون منفی موجود در آب بی‌کربنات است. زمانی که آب را به جوش می‌آورید، بی‌کربنات منفی موجود در آب با کلسیم و منیزیم واکنش داده و کلسیم کربنات و منیزیم کربنات یا رسوب را به وجود می‌آورد.
این درست همان چیزی است که باعث از بین رفتن سختی موقت آب پس از جوشیدن می‌شود. با جوشیدن آب رسوبات در انتهای ظرف ته‌نشین می‌شوند. زمانی که دیگر بی‌کربناتی برای واکنش باقی نمی‌ماند، کلسیم و منیزم برجای مانده باعث سختی دائم آب می‌شوند.
در تصویر بالا آبی با GH 2 را مشاهده می‌کنید چرا که دو واحد کلسیم/منیزیم به رنگ قرمز در این آب وجود دارد. سختی موقت این آب 1 است. چرا که یک بی‌کربنات با یک جفت کلسیم و منیزیم واکنش داده و رسوب تشکیل می‌دهد. دومین جفت کلسیم/منیزیم موجود در آب، سختی دائم هستند که با جوشیدن از بین نرفته و به رسوب تبدیل نشده است.
سنجش سختی آب برای دم کردن قهوه
معمولا برای اندازه‌گیری سختی آب به دو معیار نیاز داریم. GH که میزان کل کلسیم و منیزیم موجود در آب را نشان می‌دهد و KH معادل آلمانی کربونات (Karbonatharte) که نشان‌دهنده تعداد بی‌کربنات‌های موجود در آب است. سختی کربونات یا KH همان سختی موقت است و به این معناست که تمام سختی (کلسیم و منیزیم) موجود در آب تبدیل به رسوب شده‌اند. البته آزمایش KH در واقع میزان سختی کربونات را اندازه‌گیری نمی‌کند بلکه تعداد بی‌کربنات‌های موجود در آب یا میزان قلیایی آن را مشخص می‌کند.
این معیار نیز در دم کردن قهوه بسیار حائز اهمیت است چرا که خاصیت قلیایی، خاصیت اسیدی قهوه را خنثی کرده و از ترشی آن می‌کاهد. اگر آب بیش از اندازه قلیایی باشد قهوه بی‌طعم می‌شود.
در مثال بالا خاصیت قلیایی همان سختی موقت است زیرا به ازای تمام کلسیم و منیزیم موجود در آب بی‌کربناتی برای تشکیل رسوب وجود دارد. این مثال در مورد بیشتر آب‌های آشامیدنی صدق می‌کند و در این آب‌ها میزان قلیایی بودن، سختی کربونات یا سختی موقت یکسان است. به همین دلیل در بسیاری از موارد با انجام آزمایش KH نیز سختی کربونات را به دست می‌آورید.
آب نرم را بشناسید
در مواردی نیز میزان بی‌کربنات‌های موجود در آب از کلسیم و منیزیم بیشتر است. این اتفاق زمانی روی می‌دهد که آب نمک وارد آب آشامیدنی شده یا آب، نرم شده باشد. در هر دو حالت کلسیم و منیزم کافی برای واکنش با بی‌کربنات‌های موجود وجود ندارد و با جوشیدن آب تمام سختی موقت از بین رفته و سختی دائمی نیز برجای نمی‌ماند. در این حالت نتیجه آزمایش KH از آزمایش GH بالاتر خواهد بود. این بدان معناست که سختی کربونات و سختی کل یکسان هستند و عددی که از آزمایش KH به دست می‌آید نشان‌دهنده میزان قلیایی است نه سختی کربونات.
وقتی میزان قلیایی بودن آب بیش از سختی کل آب باشد، سختی موجود سختی کربونات یا سختی موقت است. در این قلیای باقی‌مانده منجر به سختی نمی‌شود. در چنین شرایطی آزمایش KH میزان قلیا را 2 نشان می‌دهد در حالی که در حقیقت سختی کربنات برابر با 1 است چرا که تنها یک واحد سختی (کلسیم/منیزیم) برای تشکیل رسوب وجود دارد.
البته چنین شرایطی در آبی که از شیر خارج می‌شود نادر است. به همین دلیل می‌توانید هنگام سنجش سختی آب این حالت را نادیده بگیرید. در اکثر آب‌های آشامیدنی نتیجه تست KH برابر با میزان قلیایی بودن آب و سختی موقت آن است و سختی دائم برابر است با:GH-KH
کلام آخر
روی هم رفته برای سنجش میزان سختی و دم کردن یک قهوه خوش‌عطر و طعم به سه آزمایش نیاز دارید:
آزمایش سختی کلی یا GH:
سختی کل آب به استخراج عطر و طعم از قهوه کمک می‌کند.
آزمایش سختی موقت یا سختی کربونات:
سختی موقت نشان می‌دهد که چه میزان از این سختی می‌تواند رسوب شود.
آزمایش تعیین میزان قلیایی بودن آب:
در نهایت میزان قلیایی بودن آب نشان می‌دهد که آب تا چه اندازه از اسیدی بودن یا ترشی قهوه می‌کاهد.
اگر KH کمتر از GH باشد، آنگاه نتیجه آزمایش KH میزان سختی موقت و قلیایی بودن را همزمان به شما نشان می‌دهد چرا که KH نشان می‌دهد که چه اندازه از GH به رسوب تبدیل می‌شود.
اگر KH بالاتر از GH باشد، آنگاه نتیجه آزمایش KH تنها میزان قلیایی بودن را نشان می‌دهد و سختی موقت با سختی کل برابر است چرا که KH مازاد نمی‌تواند به رسوب تبدیل شود.
نویسنده: نجمه نظری
همه دوره ها در یک نگاه