مقدمه‌ای بر نقش آب در دم‌آوری قهوه
آب مایه حیات و فراوان‌ترین ماده مرکب بر روی سطح کره زمین بوده و بستر اولیه حیات، به شکلی که امروزه می‌شناسیم محسوب می‌شود. بیش از ۷۵٪ جرم یک انسان از آب تشکیل شده است و بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب پوشانده است (نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون کیلومتر مربع). با وجود این حجم عظیم آب تنها ۲ درصد از آب‌های کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک‌ها خصوصا نمک طعام غیر قابل استفاده است. از همان دو درصد آب شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر واقع شده است.
نام‌گذاری آب
در فیزیک بر اساس حالت مادی آب، معمولا به این نام ها خوانده می‌شود:
جامد؛ یخ
مایع؛ آب
گاز؛ بخار آب
در علم هواشناسی حالت‌های مختلف آب بر اساس نوع بارش یا معلق بودن آن در جو طبقه‌بندی می‌شود:
باران – تگرگ – برف – رگبار – مه – ابر – شبنم
در علم محیط زیست:
آب آشامیدنی – فاضلاب یا پساب – رواناب – آب جاری
بر اساس منبعی که آب در آن قرار دارد و یا از آن بدست می‌آید:
آب زیرزمینی – آب معدنی – آب سطحی – آب دریا
بر اساس نوع مصرف:
آب آشامیدنی (یا آب شیر یا آب شرب) – آب معدنی – آب خالص
بر اساس کیفیت فیزیکی:
آب سخت – آب شیرین
بر اساس مشخصات شیمیایی:
آب سنگین
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی
فرمول شیمیایی آب، H2O است؛ مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است که با پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده‌اند. اتم‌های هیدروژن دارای بار مثبت هستند و با زاویه نزدیک به ۱۰۵ درجه در اطراف اتم اکسیژن قرار گرفته‌اند که این موضوع باعث قطبی شدن پیوندهای مولکول آب شده است. جرم مولی آب برابر ۱۸ گرم بر مول می‌باشد.
آب ماده‌ای بی‌بو، بی‌رنگ و بی‌طعم است. آب خواص ویژه‌ای دارد که آن را از دیگر مایعات متمایز کرده است. از این خواص ویژه می‌توان به ظرفیت گرمایی بالا، افزایش غیرعادی حجم به هنگام انجماد، کشش سطحی بالا، گرانروی بسیار پایین و بالا بودن گرمای نهان در تغییر فاز اشاره نمود. دلیل بسیاری از این خاصیت‌ها وجود پیوند هیدروژنی در میان مولکول‌های آب است. چگالی آب در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱ اتمسفر برابر ۰.۹۹۸ گرم بر سانتمیتر مکعب است. آب در فشار ۱ اتمسفر در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد و در دمای صفر درجه سانتی‌گراد منجمد می‌شود.
مقالات مرتبط:
1- دلایل ابتدایی تلخی زننده در نوشیدنی قهوه
2- راهنمای قهوه‌آزمایی در منزل
3- راهکارهایی به منظور دم‌آوری قهوه‌ای دلپذیرتر در منزل
رسانایی آب
آب رسانای مشهور برق است. اگر رعد و برقی ایجاد شود، همه از استخر شنا به‌سرعت و به همین دلیل خارج می‌شوند. فرضیه‌ای که وجود دارد این است که هر چه مواد معدنی کم‌تری در آب وجود داشته باشد، انتقال برق نا کارآمدتر خواهدبود. برق از طریق یون‌های موجود در آب از میان آن عبور می‌کند، بنابراین آب دریا در انتقال برق بسیار مؤثرتر عمل کرده و شناگرانی که در دریا در حال شناکردن هستند، معمولاً در اثر صاعقه مشکلی برایشان ایجاد نشده و زنده مانده‌اند چراکه جریان الکتریکی در آب شور اغلب مسیر بهتری از بدن انسان برای عبور پیدا می‌کند و از بین توده‌های یونی محلول در آن عبور می کند.
میزان مواد جامد محلول (TDS)
میزان مواد جامد محلول (TDS)، مقدار مواد آلی و معدنی مانند فلزات، مواد معدنی، نمک‌ها و یون‌هایی هستند که در حجم خاصی از آب حل می‌شوند. TDS اساساً معیار اندازه‌گیری هر چیزی است که در آب حل شده باشد و یک مولکول H2O نباشد. از آنجا که آب یک حلال است، هنگامی که با مواد محلول روبرو می‌شود، ذرات مواد به آب جذب می‌شوند و باعث ایجاد کل مواد جامد محلول می‌شوند. TDS در آب می‌تواند تقریباً از هر جایی نشأت بگیرد، از جمله چشمه‌های آب طبیعی، مواد شیمیایی مورد استفاده برای تصفیه و اصلاح آب شهری، آب‌های روان از جاده‌ها و حیاط خانه‌ها و حتی از سیستم لوله کشی خانه شما.
انواع مواد جامد محلول
در فهرست زیر جزئیات کلی مواد جامد محلول را که ممکن است در آب شما وجود داشته باشد، مشاهده می‌کنید:
کلسیم
کلرید
منیزیم
پتاسیم
فلز روی
آلومینیوم
فلز مس
سرب
آرسنیک
اهن
کلر
سدیم
فلوراید
بی کربنات‌ها
سولفات‌ها
آفت کش‌ها
علف‌کش‌ها
میزان استاندارد TDS
آبِ شیر با غلظت بالای مواد جامد محلول (TDS) می‌تواند مزه‌ای تلخ و بویی نامطبوع داشته باشد. هرچه غلظت کل مواد جامد محلول بیش‌تر باشد، آب نیز تلخ‌تر خواهد بود. طبق توصیه انجمن قهوه تخصصی، میزان قابل قبول مواد جامد محلول جهت دم‌آوری قهوه بین ۷۵ تا ۲۵۰ میلی‌گرم بر لیتر و میزان مطلوب آن بین ۸۰ تا ۱۵۰ میلی‌گرم می‌باشد.
سختی کل (Total hardness)
سختی کل آب در واقع معرف مجموع غلظت کاتیون‌های 2 ظرفیتی موجود در آب می‌باشد، اما به علت این که غلظت یون‌های کلسیم و منزیم در آب‌های طبیعی، بسیار بیش‌تر از یون‌های دیگر است از این رو به طور عام، مجموع غلظت یون‌های کلسیم و منزیم را سختی کل آب می‌گویند. آب آشامیدنی لوله کشی سرشار از انواع املاح مضر می‌باشد که موجب بروز بیماری‌ها و انتقال سموم داخل آب به بدن می‌شود.
میزان استاندارد سختی کل
میزان سختی کل قابل قبول جهت دم‌آوری مناسب بین ۱۷ تا ۸۵ میلی‌گرم و میزان مطلوب آن ۶۸ میلی‌گرم بر لیتر می‌باشد.
پتانسیل یون هیدروژن –پی‌اچ
میزان اسیدی و قلیایی بودن، در مقیاس پی‌اچ (PH) اندازه‌گیری می‌شود و نمایان‌گر پتانسیل یون هیدروژن (H+) در محلول می‌باشد. در این مقیاس، محلول خنثی (مانند آب خالص) دارای مقدار 7 است. اعداد کوچک‌تر دارای اسید بیش‌تر و اعداد بزرگ‌تر نشان دهنده قلیائیت بیش‌تر است. همچنین این مقیاس، لگاریتمی است: بنابراین، یک عدد در مقیاس نشان دهنده ضریب ۱۰ است. به عبارت دیگر، محلولی با پی‌اچ ۵، ده برابر محلول دیگری با پی‌اچ ۶ ، اسیدی است.
دو روش اصلی برای اندازه‌گیری پی‌اچ وجود دارد. کشاورزانی که باید اسیدیته خاک خود را زیر نظر داشته باشند معمولاً از نوارهای آزمایشی موسوم به کاغذ لیتموس (Litmus)استفاده می‌کنند که حاوی نشانگر جهانی است. هنگامی که نوارهای تست صورتی می‌شوند، نشان دهنده یک محیط اسیدی است اما هنگامی که رنگ‌شان به آبی تغییر می‌کند، نشان دهنده‌ی محیط قلیایی هستند. روش دیگری که از دقت بالاتری برخوردار است و در آزمایشگاه‌ها از آن استفاده می‌شود، دستگاه پی‌اچ سنج دیجیتال می‌باشد که با قرار دادن حس‌گر دستگاه درون محلول مورد نظر، عددی بر روی دستگاه نمایان می‌شود که نشان‌دهنده‌ی پی‌اچ محلول می‌باشد.
قلیاییت کل (آلکالاینیتی – خاصیت بافری)
اشتباهی که معمولا بین افراد پیش می‌آید، تفاوت بین خاصیت قلیایی و خاصیت بافری بودن یک ماده است. این اصطلاحات با هم مرتبط هستند، اما یکسان نیستند؛ در واقع خاصیت بافری آب، توانایی آن در مقاومت برابر تغییر پی‌اچ می‌باشد. ظرفیت بافری به دلیل وجود یون‌های کربنات و بی‌کربنات در آب است. این‌ها می‌توانند اسیدهای اضافه شده به آب را خنثی کرده، در نتیجه افزودن اسید تأثیر بسیار کمی بر پی‌اچ آن خواهد داشت.
کلر
همانطور که می دانید، منابع تامین آب مصرفی ما انسان‌ها ( اعم از رودخانه ها، چاه‌ها، چشمه ها، سدها و …) آلوده به میکروب‌ها و میکروارگانیسم‌هایی هستند که استفاده از این آب‌ها را بدون ضدعفونی کردن، برای ما غیر ممکن می‌سازند. سازمان‌های آب و فاضلاب شهری برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و تامین آب مصرفی بهداشتی برای شهروندان، اقدام به اضافه کردن کلر(Chlorine)به آب می کنند.با اینکه تا میزان مشخصی (۰.۱) استفاده از کلر بلامانع می‌باشد، اما در دم‌آوری قهوه، طبق پیشنهاد انجمن قهوه تخصصی، این میزان باید صفر باشد.
میزان این شاخصه‌ها در شهر‌های مختلف و حتی مناطق مختلف یک شهر، متغیر است. بنابراین ما در کارخانه قهوه ژاو، آبِ لوله‌کشی چند منطقه مختلف را بررسی کرده‌ایم که نتیجه‌ي آن در جدول‌های پیشین این مقاله را به صورت دقیق مشاهده کرده‌اید و در جدول زیر به صورت کلی، می‌توانید مرور کنید:
نحوه‌ي دستیابی به آبی مطلوب
همانطور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید میزان مواد جامد محلول و مهم‌تر از آن سختی کل مناطق مختلف شهر تهران دارای تفاوت قابل توجهی می‌باشد که همین موضوع موجب دریافت طعمی متفاوت از یک قهوه‌ی یکسان که در مناطق مختلفی دم‌آوری شده است، می‌شود. در نتیجه به منظور دستیابی به نتیجه‌ای یکسان در دم آوری قهوه بهتر است تا از یک شیوه‌نامه استاندارد جهت استانداردسازی پارامتر‌های مختلف آب استفاده کرده و از آن جهت دم‌آوری قهوه‌ای بهتر و همچنین محافظت از سلامت‌مان بهره بگیریم.
برای اصلاح آب شیر محل زندگی و یا محل کارتان نیاز به دستگاه تصفیه دارید. متداول‌ترین دستگاه تصفیه‌ای که بدین منظور استفاده می‌شود دستگاه تصفیه چند مرحله‌ای آر.آو (RO- Reverse Osmosis) می‌باشد. دستگاه تصفیه آب آر.او از روش‌های بسیار دقیق اسمز معکوس استفاده کرده و دارای شش مرحله فیلتراسیون کامل می‌باشد که تمام ذرات و ناخالصی‌های موجود در آب را حذف کرده و سختی آب را کاهش می‌دهد. این سیستم فرآیند بسیار دقیقی است که مولکول‌های آب را غربال کرده و مولکول‌های اشباع نشده و سالم را از مولکول‌های اشباع شده جدا می‌نماید؛ این روش تصفیه و اصلاح آب مورد تأیید سازمان بهداشت جهانی نیز می‌باشد.
شما می‌توانید از متخصص آبی که دستگاه تصفیه را برایتان نصب می‌کند بخواهید تا پارامتر‌های استاندارد را حدالامکان برای شما رعایت کرده و در حدود تعیین شده در جدول را تنظیم نماید.
منبع:
تألیف، گردآوری و انجام آزمایش در محل تحقیق و توسعه کارخانه قهوه ژاو (جولای ۲۰۲۱)، وب‌سایت انجمن قهوه تخصصی، مقدمه‌ای بر نقش آب در دم‌آوری قهوه.