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기획/커피와 물

커피와 물_3. 카페의 정수

커피찾는남자 커피찾는남자 2016.10.31 02:35


'커피에 물이 중요하다'. 카페를 운영하는 사람이라면 귀에 인이 박일 정도로 말을 들었을 것 같습니다. 하지만 '그래서 나는 뭘 해야 하지?'에 대해 속시원한 답을 얻기는 어렵습니다. 과거에는 속시원한 답을 줄 수 있는 자료가 없었던 것 같은데요. 지금은 조금 상황이 다릅니다. 좋은 자료는 있는데, 카페 오너의 눈높이에서 이해하고 적용하기가 어려운 것이 사실입니다.




'커피를 위한 이상적인 물의 기준을 제시할 수 있느냐', '누가 어떻게 연구했냐', '하나의 답을 내는 건 부적합하다', '한국은 계절과 강수량 변화에 따라서 수질의 변화도 상당하지 않냐' 등 커피 추출을 위한 물에 대해서는 다양한 의견이 있습니다. 단일 수치로 이상적인 물을 정의하는 것은 부적절하겠지만, 이상적인 폭을 제시하고 경향성을 연구한 자료들은 매우 중요한 참고가 됩니다.


물론 물에 대해서 어느 정도는 스스로 공부를 해야 이해하고 적용이 가능합니다. 아래의 내용을 참고 하셔서, 실용적인 변화를 얻으실 수 있었으면 좋겠습니다. 이번 글에서는 물에 대한 연구들을 요약하고, 자신의 환경에서 수질을 점검한 후에, 수질을 변화시킬 수 있는 적합한 솔루션을 소개하려고 합니다.




1. 물에 관련한 연구

최근 몇 년 사이에 카페에서의 정수를 위한 전문적이고 신뢰할만 자료들이 만들어지고 있는 것 같습니다. 커피업계에서 가장 주목을 받는 자료는 다음의 두 개입니다. 두 자료 모두 좋은 내용임에도 불구하고 전문 자료들은 일반인이 이해하기 쉬운 눈높이를 가지고 있습니다. 전문적인 연구 내용이다 보니, 한번 더 생각해보면 이것은 자연스러운 일입니다.




자료명 : WATER FOR COFFEE

저자 : Maxwell Colonna - Dashwood & Christoper H. Hendon

발행시기 : 2015년 8월

공식 웹사이트 : https://waterforcoffeebook.com/




자료명 : THE SCAE WATER CHART

저자 : MARCO WELLINGER, SAMO SMRKE AND CHAHAN YERETZIAN ZURICH UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES

발행시기 : 2016년 7월

공식 웹사이트 : http://scae.com/tools-and-resources/research/scae-water-chart




2. THE SCAE WATER CHART 의 요약/번역본

영어로 발행된 자료이지만, 다행스럽게도 SCAE가 발행한 보고서는 커피 리브레를 통해서 번역된 자료를 읽어보실 수 있는데요. 번역이 되어 있다고는 하지만 여전히 카페의 오너가 쉽게 이해할 수 있는 내용은 아닙니다. 가급적이면 이 내용을 이해하기 위해 노력해보시기를 추천하지만, 이 내용이 너무 어렵다면 바로 이번 챕터를 건너 뛰어서 3. 커피를 위한 이상적인 물 부부을 읽으셔도 됩니다.


SCAE 자료에서 중요하게 다루는 중심적인 내용은 알칼리도(alkalinity)와 총 경도(total hardness)입니다.


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1. 총 경도, 알칼리도, pH는 물을 특징지어 주는 세 가지 주요 측정치이다.*


2. 종래의 경도 단위 (탄산칼슘 함유량, 독일식 경도(°d 역주 : 1°d = CaCO3 17.118 ppm ) , 프랑스식 경도(°f 역주: 1°f = CaCO3 10 ppm) 는 커피 제조에 물이 적합한지 평가하는 쉽고도 정확한 방법이다.


3. 관능과 관련하여, 산 버퍼 능력을 알칼리도로 불러야 한다. 탄산염 경도를 반드시 알칼리도와 동일시할 필요는 없다.


4. 커피 제조에 사용할 물은 다음과 같아야 한다.

 - 냄새가 없고 위생적이어야 한다. 물은 염소, 하이포아염소산, 클로르아민이 완전히 없어야 하고 맛을 낼 수 있는 유기화합물도 당연히 없어야 한다. 이들은 물 그 자체에서는 감지하지 못할 정도의 농도로 있다 해도 음료를 만들고 나면 매우 불쾌한 향미를 만들어 낼 수 있다.

 - 총 경도가 CaCO3 50-175 ppm 이어야 한다. (독일식 경도 2.9-9.8)

 - 알칼리도가 CaCO3 40-75 ppm 이어야 한다. (독일식 경도 2.2-4.2)

 - pH 가 6.5-8 이어야 한다.

 - 전기 전도도 수치 (20도에서 μS/cm 단위) 가 알칼리도 (CaCO3 ppm 단위) 수치의 3배수 미만이어야 한다.

(역주 : 전기 전도도의 1/3값이 알칼리도 수치보다 작아야 함)


5. 현재 최적의 물 조성에 대한 권장사항에서는 최적 총 경도 범위는 넓은 반면 알칼리도 범위는 매우 좁게 나온다. 나아가, 현재 권장되는 모든 내용에서는 특징적으로 총 경도가 알칼리도보다 높으면 안 된다고 하고 있다.


6. 대부분의 물은 총 경도보다 알칼리도가 약간은 낮다.


7. 많은 물들이 알칼리도도 높고 총 경도도 높다. 그렇기에 처리를 해 주어야 한다.


8. 대다수의 물은 pH 6-8, 알칼리도가 CaCO3 40 ppm 미만인 상황에서 (탄산칼슘과 탄산마그네슘으로 인한) 부식 위험이 있다. 석고(황산칼슘(CaSO4)) 함량이 상당하면서 총 경도가 알칼리도 수치의 1.8배보다는 적은 경우에는 부식 위험이 적다. 마지막으로, 소금 함량이 높은 경우 (바닷물이 유입되었거나 암염으로 인해) 전기 전도도 (20도 기준으로 ㎲/cm 단위) 수치가 알칼리도 (CaCO3 ppm 단위)값의 3배수 미만이어야 부식 위험을 줄일 수 있다.


9. SCAE 워터 차트를 사용하면 모든 물 처리법을 논의하고 비교할 수 있다.


10. 이산화탄소 및 물에 존재하는 기타 성분들 (탄산, 탄산수소 류, 탄산염 이온, 스케일) 은 물의 화학에 주된 역할을 한다. 이들 성분은 추출 기구 (안전성과 내구성) 와 커피 제조 모두에 영향을 끼친다.


*철, 납, 기타 쓸모 없거나 독성인 성분이 상당량 함유된 물은 제외한다.


커피 리브레 번역본 전문 링크 : http://coffeelibre.kr/board/guide/read.html?no=1225&board_no=1002&page=3

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3. 커피를 위한 이상적인 물

각 연구들이 이야기하는 이상적인 물의 조성은 하나의 표로 요약할 수 있습니다.


1) WATER FOR COFFEE 가 말하는 이상적인 물


2) THE SCAE WATER CHART 가 말하는 이상적인 물




3) 두 자료의 합

두 도표가 양축의 비율이 약간 다르기 때문에 포토샵을 이용해서 같은 비율이 되도록 바꿔봤습니다.



다음과 같은 순서로 더 좁아지는 포함 관계를 갖고 있습니다.

a. WATER FOR COFFEE의 Acceptable brew zone

b. WATER FOR COFFEE의 Ideal brew zone

c. THE SCAE WATER CHART의 에스프레소 머신, 온수 보일러용 핵심 영역


THE SCAE WATER CHART 에스프레소 등 머신의 스케일 방지를 위한 관점 때문에 그 영역이 협소합니다.




4) 추출수의 KH/GH수치에 따른, 추출된 커피의 경향

다른 축의 값에 따라 구체적인 커피 맛의 발현은 어느 정도 있지만, 대체로 다음과 같은 속성을 확인할 수 있습니다.


a. KH가 높은 물 : Chalky(석회질의 느낌), Flat(밋밋한)

b. KH가 낮은 물 : Sour(자극적인 신맛, 대체로 부정적인)

c. GH가 높은 물 : Heavy(과하게 묵직한)

d. GH가 낮은 물 : Empty(텅빈)


다른 카페에서 아주 맛있게 먹었던 커피를 사와서 같은 장비를 사용해서 비슷한 레시피로 추출을 해봤는데도, 그 맛이 이상할 정도로 다르다면 물에서 근본적 원인을 찾을 수 있습니다. 물에 대한 이해가 있다면 카페에서는 스스로 수질을 점검하고 그 결과를 토대로 목표 수치로 물의 조성이 바뀔 수 있도록 조치를 취하는 등 물에 대한 실용적인 접근을 할 수 있습니다.




4. 카페에서의 수질 점검

카페에서의 수질은 다음과 같은 키트와 더불어 수족관을 위한 수질 점검 도구를 이용하면 그리 어렵지 않게 가능합니다. 다만 한국에서의 수질은 계절의 변화에 따른 강수량에 의해 주요하게 결정됩니다. 따라서 1회성의 수질 점검 결과를 보고 섣불리 변화를 주기 보다는, 상당 기간 정기적으로 점검하면서 최선의 솔루션을 찾아야 할 것 같습니다.



정진워터퓨어에서는 '닥터정진(Dr. JungJin)'이라는 수질 점검 키트를 만들기도 했는데요. 필수적인 수질 점검에 필요한 도구가 사용 메뉴얼과 함께 들어있습니다. 저는 닥터정진 키트에 별도 측정 장비와 시료를 추가해서 저만의 측정 키트로 만들어서 컨설팅/교육 하는 매장을 방문할 때, 수질 점검을 해드리기도 합니다.


서울시에 거주하시는 경우, 지난 번 글에서 소개해드렸듯이 아리수 품질확인제를 통해서 직접 매장이나 집까지 점검원이 방문해서 점검을 해줍니다. 탁도, 잔류염소, pH, 철, 구리에 대한 수치를 제공하는데 간이 장비보다는 훨씬 정확한 편이기 때문에 적극적으로 활용하시기를 추천드립니다.


관련 글 http://coffeexplorer.com/492




5. 정수 솔루션

 앞 서 소개한 THE SCAE WATER CHART는 원수의 조성에 따른 정수 솔루션을 제안하고 있습니다. 해당 내용을 표로 정리하면 다음과 같습니다.

*이론적인 조성 변화는 다음과 같지만, 그 변화의 폭은 현장의 상황에 따라 다소 차이가 있을 수 있습니다.



1) 정수 원리에 따른 조성 변화


약자

처리 방법

Alkalinity

Total Hardness

PH

처리 방식

S

연수화
Softner

-

하락

-

이온 교환

DC

탄소처리
Decarboniser

하락

하락

하락

이온 교환

DM

광물질 제거
Demineralising

하락
(초기 조성에서 영점 방향)

-

역삼투압*, 이온 제거
(RO, deioniser)

DA

알칼리 제거
Dealkaliser

하락

-

하락

이온 교환, 강산 사용
(
연속식 장치 X)

H

경수화
Hardener

-

상승

-

황화물염 사용

C

탄산화
Carboniser

상승

상승

-

탄산마그네슘,
탄산칼슘을 용해

RO

역삼투압(농축수 사용)
Reverse Osmosis

상승
(초기 조성에서 영점 반대 방향)

-

(2 이상까지 가능)

A

알칼리화
Alkaliser

상승

-

-

(연속식 장치 X)


칼슘과 마그네슘
이온 교환

-

-

-

수치 변화 X


<정수 원리에 따른 조성 변화, THE SCAE WATER CHART>


정수의 원리별로 조성의 변화 방향은 다음과 같지만, 정확한 변화의 폭은 브랜드별, 제품별로 차이가 있습니다. 따라서 제품 설치 이후에도 물이 적절한 조성을 가지고 있는지도 확인해야 합니다.




2) 서로 다른 처리법의 결합

단일 정수 방식으로 원하는 물을 얻지 못하는 경우는 DC(탈탄소)+ H(경수화), DM(광물질 제거) 후 광물질 추가 등의 방법을 통해 원하는 조성의 물을 만들 수 있는 방법을 제시하고 있는데요. 이런 심화 내용을 필요로 하시는 경우라면 THE SCAE WATER CHART 원문을 참고하신 후에, 정수 회사와 협의를 하시는 것이 좋을 것 같습니다.




6. 상업 정수기

상업적인 정수기들은 전용 필터도 있지만, 전처리, 후처리와 특수 목적의 정수 원리가 하나의 필터에 적용되어 있는 경우가 대부분입니다. 따라서 '원수의 조성을 어떻게 바꾸는가?'라는 관점을 따라 시중에 있는 유명 브랜드 정수기들을 분류한 것으로, 해당 정수 제품의 원리는 보다 다양한 기능을 갖는 경우가 많습니다.



1) 물리 여과 필터

화학 변화가 없기 때문에 물의 조성에 영향을 주지 않고, 특히 염소를 제거하지 않기 때문에 제빙기의 박테리아 생성 억제에 유리한 면이 있습니다.

- Everpure 4SI (제빙기의 스케일 생성 방지 여재 포함)

- Everpure 7SI (제빙기의 스케일 생성 방지 여재 포함)

- Everpure TKO micro system (미립자 제거)

- 3M CE 125S-SR



2) 카본 필터

물이 카본의 구멍을 통과할 때 야자껍질, 목재, 석탄 등을 원료로 염소, 중금속, 미립자, 이미, 이취, 화학물질 등을 흡착하여 제거 합니다. 제품의 종류나 상태에 따라 pH가 소폭 상승(설치 초기)할 수 있습니다.


- BRITA C1000AC

- Everpure 4FC(S)

- Everpure 7FC(S)

- 3M (BREW125-MS, ICE160-S, CC351, DP190 등)



3) 물의 조성에 영향을 주는 필터

*시중에 판매되는 상업적 정수 필터는 대부분 전처리 및 활성탄 필터를 포함하는 종합 필터의 성격입니다. 


a. 연수(S)화 계열 필터

- BRITA Purity Finest (나트륨 이온교환수지 사용 )

- Everpure A-20 W/SO-20

- Everpure SO-24 W/SO-204

- 3M B145-CLS, B165-CLS, B195CLS



b. 탈탄소처리(DC) 계열 필터

*해당 원리 제품의 단점인 pH 하락을 방지하는 기능이 포함되어 있다고 합니다. (제조사와 해당 제품의 상태에 따라 차이가 있을 수 있습니다.)

- BRITA Purity C series

- BRITA Purity Quell ST

- Everpure Ultra Claris



c. 광물질 제거(DM) 계열 필터

- Everpure MR-600



d. 알칼리 제거(DA) 계열 필터

- Brita Purity Clean Extra



e. 경수화(H) 계열 필터



f. 탄산화(C) 계열 필터



g. 역삼투압(RO) 계열 필터(농축수 사용 가능한 제품)

Everpure MRS-600HE-II 농축수 사용 방식으로 설치 시



h. 알칼리화(A) 계열 필터

일반적으로 카페에서 사용하는 연속식 필터는 없음



- 커피찾는남자 (Coffee Explorer)


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