この記事で読めること
粉砕は豆の表面積を増やし、水が接触できる状態をつくる工程です。挽き目はダイヤル上の一つの数字だけでは説明できません。
粉砕では複数の粒径が同時に生まれます。グラインダー、速度、発熱、粉砕後の待ち時間が、粉層を通る水の流れに影響します。
粉砕はダイヤルの数字だけではない
粒度分布、微粉、発熱、粉砕から抽出までの時間が、粉層を通る水の道筋を同時に変えます。
実務に置き換えるときは、粉砕が一杯の流れを変えるを読む前提として、原料、器具、測定方法、使用目的を同じ記録に残します。
一つの試行へ落とし込む
実際に使う器具で、水と粉量を固定し、流れ、時間、味の変化を比較します。
「細かい」「粗い」というラベルをすべてのグラインダーにそのまま当てはめないでください。機種ごとに分布が異なります。
焙煎したコーヒー豆を十分熱いお湯に入れ、十分にかき混ぜれば、最終的には豆から風味成分が抽出されます。もちろん、このようにしてコーヒーを抽出するのは時間がかかりすぎます。しかし、コーヒー豆を淹れる前に半分に切ると、お湯は豆の2つの新しい表面に触れることになります。これらの破片をさらに半分に切ると、4つの新しい表面ができます。『コーヒー抽出ハンドブック』（SCA）の著者であるテッド・R・リングル氏によると、このようにコーヒー豆をホールビーンから細かく挽いたもの（約0.38mm）まで分割し続けると、4,000個以上の破片ができ、単位面積あたりの表面積は元のコーヒー豆の16倍に増加するとのことです。
コーヒー豆をカットすることで表面積が大幅に増加し、二酸化炭素（CO2）の放出と熱湯の吸収が促進されます。同時に、豆の中心から表面までの距離が短くなるため、コーヒーの香料が抽出液に到達するまでの距離（および時間）が大幅に短縮されます。表面積が大きくなることで、抽出されたコーヒー中にコロイド懸濁液を形成する脂肪分や超微粒子の量も増加します。
したがって、粉砕工程の主な目的は、比抽出表面積、より正確には、コーヒーの単位重量あたりの水と固形物の接触面積を増やし、可溶性物質や乳化剤が抽出コーヒーに移行しやすくすることです。しかし、コーヒー粒子のサイズを徐々に小さくするためにどのような技術や装置を使用しても、完全に均一な粒子サイズが得られるプロセスはありません。そのため、粉砕工程（および抽出工程全般）における最大の問題は、一定の範囲内で均一なサイズのコーヒー粒子を生成することです。
圧縮応力とせん断応力
研削とは、材料に力を加えてより小さな粒子に分解するプロセスです。研削時には、2種類の応力が加わります。1つは圧縮応力（図A参照）で、材料が表面に押し付けられる場合です。もう1つはせん断応力（図B参照）で、材料の異なる部分に2つの異なる方向から力が加わる場合です。
圧縮応力下では、材料の弱点となる箇所に亀裂が生じ、最終的にそれらの亀裂が融合して、材料は様々な大きさや形状の粒子に分裂します。一方、せん断応力は、一般的にせん断面に沿って亀裂を生じさせるため、粒子の大きさや形状はより均一になります。
最も効率的な粉砕機は、2種類の応力を利用します。最初の段階である「予備粉砕」では、圧縮応力によって粒子を粉砕し、約1mmの大きさの破片を作り出します。続く2番目の段階である「研削」または「仕上げ」では、せん断応力によって鋭利な刃が互いに接触し、破片をより均一なサイズの粒子に切断します。
この第2段階で加える力の種類は、様々な抽出方法に適したサイズと形状の挽き豆を作る上で不可欠です。刃式グラインダーなど、衝撃効率に頼るグラインダーは圧縮のみを利用するため、一定の粒度や形状の挽き豆を作ることはできません。そのため、業務用からスペシャルティコーヒーまで、コーヒー業界ではコニカル式グラインダーが広く使われています。
本章で解説する内容は、主にカフェや家庭で使用される業務用コーヒーグラインダーに焦点を当てています。これらは一般的にコンパクトなグラインダーで、必要な時だけコーヒー豆を挽くオンデマンド式です。これにより、コーヒーの鮮度を最大限に保つことができます。一方、ローラーグラインダーはより現代的なタイプですが、その工業的な性質（高容量、連続運転）から、本書では取り上げません。
ミル
「挽いたコーヒー」の領域から始めると、グラインダーの刃（研削刃またはギアとも呼ばれる）に関する問題に遭遇します。市販されているほとんどのグラインダーは、円錐形（円錐刃）または平刃（平刃）の2種類の刃のいずれかを使用しています。刃の形状は通常、そのサイズと相関しています。刃のサイズは、コーヒーグラインダーの違いを説明する最初の要素でもあります。一般的なルールは、刃の接触面積（作業面）が大きいほど、研削プロセスが効率的になるということです。刃の直径が大きいほど、1回の回転でより多くのコーヒーが挽かれるからです。言い換えれば、コーヒー豆は最小限の熱でグラインダーを素早く通過します。
同じ直径の場合、円錐形の刃は平らな刃よりも接触面積が大きくなります。さらに、円錐形の刃は（平らな刃とは異なり）コーヒー豆を接触面積全体に分散させるために遠心力に頼る必要がないため、より低い回転速度で動作させることができます。重力がその役割を担います。
円錐形の刃は、コンパクトなサイズで非常に速く挽くことができるため、今日のエスプレッソ用コーヒーグラインダーでは非常に一般的ですが、円錐形の刃が平らな刃よりも優れているという意味ではありません。平らな刃は重力の影響を受けるため、平らな刃に比べて挽きムラが生じます。平らな刃は、同じ挽き効率を達成するにはより大きなサイズが必要となるため、より強力なモーターが必要になりますが、刃の両面の刃先が互いに向き合うように配置されているため、より均一な粒度分布が実現し、より安定した粒度が得られます。
しかし、エスプレッソ抽出法においては、挽いた後のコーヒー豆の粒度が均一すぎる（目標サイズよりも小さい豆や大きい豆が不足している）と、必ずしも効果的とは言えません。エスプレッソコーヒーの粒度分布については、以降のセクションでさらに詳しく解説します。
読後の確認
このテーマを次の判断につなげる
- 流れと粉の均一性を一緒に観察する。
- 設定値と粒度分布を分けて見ているか
- 粉の発熱やダマがないか