手冲咖啡怎么选滤杯

IMG_6962

钢,玻璃还是陶瓷?

冲煮咖啡时,什么材质的滤杯温度稳定性是最高的?

毫无疑问是锥形塑料滤杯。塑料从水中吸收热量是最慢的,因此从水中吸收的总体热量最少,从而散发到空气中的速度也是最慢。

手冲咖啡滤杯

为了真正搞清楚从冲煮咖啡角度来看,为什么塑料滤杯是最好的,我们需要一点点物理学的讲解。

有三个因素会影响热能在滤杯中的散失:

  • 热传导性-这是衡量热量传递和通过滤杯的速度有多快
  • 比热容-需要多少热量来让滤杯温度改变
  • 热散失-滤杯向空气中散发热量的速度

 

热传导性:

还记得高中物理课说的,塑料是很好的隔热材料,而钢是最好的热传递材料,玻璃和陶瓷居中。所以在这一因素上塑料是优胜的,但是差距有多大呢?

材料

亚克力

玻璃

陶瓷

不锈钢

导热系数W/mK

0.2

1

4-5

16

从上表可以看到陶瓷的导热系数是亚克力(一种典型的塑料)的20-25倍,也就是说冲煮咖啡时热量从水传递到滤杯的速度要快很多。

比热容:

接下来我们看看滤杯能吸收多少的热量,这就是比热,单位是焦耳每千克每摄氏度,也就是1kg这种材料温度变化1度需要多少焦耳的热量。

材料

亚克力

玻璃

陶瓷

不锈钢

比热J/KgC

1250

753

1085

490

从上表可以看到,塑料每公斤升高1度需要的热量更多,但是普通的陶瓷滤杯是塑料的4倍重量,所以升高1度所需要的热量是塑料的3.5倍。

这是一个很误导性的说法:经常听咖啡师说他们更喜欢陶瓷的滤杯,因为陶瓷能吸收更多的热量。但是,实际上这不是一件好事,因为这意味着滤杯从冲煮咖啡的水中吸收更多的热量。

热散失:

最后,热量散失在空气中主要是通过热对流或者热辐射。

热对流的速率取决于接触面的温度,而热传导性高的材料热量传递到空气接触面的速度更快。当热量接触到接触面的时候,在相同的热量传递情况下,比热低的材料会变得更热。由于塑料具有较低的热传导性和较高的比热,所以散失在空气中的热量比其他材料要少。

热辐射的塑料不光取决于材料,还跟构造有关,包括抛光形式、基础面的温度,所以很难估算。在相同的温度下,玻璃、陶瓷和塑料的热辐射是相似的,钢虽然具有更低的热辐射率,但是让它的高热传导和低比热给抵消了,意味着它接触面的温度更容易升高。另外,通过热辐射散会的热量最多只是通过热对流散失的总量的一半。

手冲咖啡
隔热滤杯呢?

空气比任何材料的隔热能力都强,导热系数只有0.02W/mK。目前市面上确实存在利用这些优点来设计的滤杯。有些是双层滤杯,利用夹层中间存储空气;有些是用开放性网状结构,尽可能减少材料与滤纸的接触面。这些设计在一定程度上帮助保持热量,但是制作的最佳材料依然是塑料。

例如双层夹层的玻璃滤杯,夹层中空气起作用之前里面那层玻璃已经吸收了很多热量,如果换成塑料的话会好很多。

对于网状滤杯来说,接触面的材料依然是重要的,它同样会从冲煮咖啡的水中吸收温度然后散失在空气中。另外,由于蒸发作用,滤纸外面还是会散失额外的热量,而且还是更高效的热量散失方式。所以,使用聚苯乙烯或相近的材料能做到同样的效果而且更便宜。

结论:

基于以上三点,塑料滤杯在这些方面都更具有优势。塑料从冲煮咖啡的水中吸收热量的速度更慢,总体吸收的热量更少,散失在空气中的速度更慢。而滤杯的设计,尤其是滤杯的构造和表面积也是一个重要的部分。无论是怎样的设计,塑料原理上都是最合适的材料。