🎙️ 第1回：抽出とは何か？

コーヒーの味をつくるうえで欠かせない工程ですが、何がどうなって「味」になるのかを、科学的に理解している人は意外と少ないかもしれません。

抽出には3つのステップがあります：

1. 溶解（Dissolution）
2. 拡散（Diffusion）
3. 輸送＝アドベクション（Advection）

① 成分が水に溶ける

水（H₂O）は極性分子で、成分と電気的に結びつきやすく、それによって成分を引きはがして溶かすことができます。

Noyes-Whitney式

以下の式で表されます：

$$ \frac{dC}{dt}= A \frac{D}{L}(C_s - C) $$

ここで：

• $D$：拡散係数（温度が高いほど大きくなる）
• $A$：固体の表面積（細かく粉砕されているほど大きい）
• $L$：拡散距離
• $C_s$：固体表面での濃度（飽和濃度）
• $C$：液中濃度

② 成分が豆の中で広がる（拡散）

Fickの法則

$$ J = -D \frac{dC}{dx} $$

さらに、拡散係数 $D$ は温度との関係で以下のように表されます：

$$ D = \mu \cdot k_b \cdot T $$

③ 水にのって外へ運ばれる（輸送）

水の流れの速さが、成分の移動スピードに関係します。

📚 参考文献

• Jonathan Gagné, Physics of filter coffee, 2020
• M. Ellero et al., Mesoscopic modelling and simulation of espresso coffee extraction, 2019
• 旦部 幸博, 『コーヒーの科学』
• 広瀬 幸雄ほか, 『コーヒー学入門』