quantitativecafe.com 운영자 마이클 쿠퍼는 캘거리 대학에서 물리학과 수학 학사학위를 받았으며, 석유 및 가스 분야에서 15년 동안 작업했습니다. 그는 커뮤니티와 협력을 통한 성장을 중요시하며, 독자들의 피드백을 기대하고 있습니다. 본 내용은 저자의 동의를 받아 번역되었습니다.
Estimating TDS from Refractive Index
<aside> 💡 3줄 요약 : 커피의 TDS와 굴절률의 관계를 알아 보자. 굴절계를 사용하여 커피의 총 용해 고형물(TDS)을 측정하지만, 굴절계는 TDS를 직접 측정하지 않고, 굴절률을 측정하고 TDS를 추정한다. 굴절률과 TDS의 관계는 화합물과 용액에 따라 다르다.
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굴절계를 사용하여 커피의 총 용존 고형물(TDS)을 측정하는 경우가 많지만, 이 기기는 TDS를 직접 측정하지 않습니다. 대신 액체의 빛의 속도와 관련된 특성인 액체의 굴절률을 측정한 다음 굴절률과 TDS 간의 경험적 관계를 사용하여 TDS를 추정합니다.
다음 그림에서 볼 수 있듯이 굴절률과 TDS 사이의 관계는 화합물과 용액에 따라 다릅니다.
농도가 다른 두 가지 화합물의 용액은 동일한 굴절률을 가질 수 있습니다. 즉, 굴절계는 실제로 굴절률을 측정하기 때문에 농도가 다르더라도 두 용액에 대해 동일한 결과를 제공할 수 있습니다.
여기서 의문이 생깁니다: 커피의 품종이나 로스팅 수준 같은 것들이 이 관계에 영향을 미칠까요? 일리의 "에스프레소 커피: 품질의 과학"의 데이터에 따르면 그렇습니다. 이 책의 표 8.1에는 다음 데이터가 포함되어 있습니다:
| 순수 아라비카 | 순수 로부스타 | |
|---|---|---|
| 20°C에서 여과액의 굴절률 | 1.339 | 1.339 |
| 여과액의 총 고형물(mg/ml) | 52.5 | 58.2 |
이것은 다음 플롯에 그래픽으로 표시됩니다.
여기서 실선은 DiFluid R2 Extract 굴절계가 가정한 관계를 보여줍니다. 굴절률 1.3390에서 DiFluid는 3.40%의 TDS를 나타내지만, 일리의 데이터에 따르면 아라비카 커피의 실제 TDS는 4.64%, 로부스타 커피는 5.44%로 나타났습니다. 이는 큰 차이입니다.
이를 테스트하기 위해 이 실험에서는 원산지, 품종, 로스팅 수준이 다른 네 가지 커피에 대한 TDS와 굴절률의 관계를 살펴볼 것입니다.