Kaffee ohne Kuchen

Als Autor für das Fachmagazin Kaffee & Co. widmet sich Dr. Steffen Schwarz, Geschäftsführer von Coffee Consulate, in regelmäßigen Beiträgen Themen rund um das beliebte Heißgetränk. In diesem Beitrag geht es um eine von vier Zubereitungsmethoden von Kaffee: dem mechanischen Trennverfahren der Filtration.

Bei der im 18. Jahrhundert entstandenen Kaffeefiltration wird das Kaffeemehl nicht mehr frei mit dem Wasser versetzt. Somit muss der Kaffee vor dem Servieren nicht dekantiert oder durch ein Kaffeesieb gegossen werden, um den Kaffeesatz zurückzuhalten. Die traditionelle Kaffeesiedung wurde in Europa durch die Einführung der Kaffeefiltration nahezu vollständig verdrängt.

Die Filtration ist ein mechanisches Trennverfahren von Stoffen, das ausschließlich auf physikalischen Prozessen beruht. Beim Kaffee werden Feststoffe von Flüssigkeiten – also eine Suspension – getrennt. Um die Filtration richtig zu begreifen und anwenden zu können, ist es wichtig, einige Grundlagen und Begriffe zu verstehen und korrekt zu verwenden.

Auf die Größe kommt es an

Die zu filternde Flüssigkeit wird dabei als Filtrat (Filtermasse), die abfiltrierten Feststoffe über dem Filtermedium als Filterkuchen bezeichnet. Die zurückgehaltenen Stoffe werden Retenat (lat. retenire = zurückhalten), die den Filter durchdringenden Stoffe Permeat (lat. permeare = durchdringen) genannt. Durch die Porengröße des Filters bestimmt sich der „Siebeffekt“ auf die Filtermasse, der nur einer der auftretenden Effekte zur Partikeltrennung ist. Partikel, die größer als die Poren sind, gelangen nicht durch den Filter. Aufgrund von Sperreffekten oder elektrostatischen Effekten ist es jedoch auch in vielen Fällen für kleinere Partikel nicht möglich, den Filter zu durchdringen. Der Filter wirkt also durch seine Geometrie (Porosität) sowie die Materialbeschaffenheit direkt auf das Tassenergebnis ein.

Mechanische Kaffeefiltration: Typen

Je nach Größe der abgeschiedenen Feststoffe können vier verschiedene Filtrationstypen unterschieden werden. In absteigender Größe der Partikel werden diese wie folgt bezeichnet:

• 0,5-0,1 μm (500-100 nm) von Mikrofiltration
• 0,1-0,01 μm (100-10 nm) von Ultrafiltration
• 0,01-0,001 μm (10-1 nm) von Nanofiltration
• 1,0-0,1 nm von Umkehrosmose

Welcher Filter? Die Materialfrage

Die Kaffeefiltration ist eine statische Filtration oder Kuchenfiltration, bei der sich im Laufe des Trennvorgangs ein Filterkuchen ausbildet. Zugleich nimmt die Filtrationsgeschwindigkeit oder die Flussgeschwindigkeit des Permeats kontinuierlich ab und der Filtrationswiderstand zu. Es ist daher wichtig zu überlegen, welche Anteile des Kaffees sich später in der Tasse finden sollen, oder wie lange der optimale Filtervorgang in Anspruch nehmen soll.

Bei der Filtration gibt es verschiedene Filtertypen, die in Dauer- und Einmalfilter unterschieden werden können:

• Dauerfilter können aus Geweben (z. B. Filz, Baumwolle, Leinen oder Nylon), Metall, Glas, Kunststoff, Keramik oder Porzellan bestehen.
• Einmalfilter bestehen meist aus Papier (Löschpapier), einige auch aus Viskose oder Kunststoffen.

1908 entwickelte Melitta Bentz ihren Kaffeefilter aus Papier, der als Flachfilter (auch „Rundfilter“ genannt) in einen Aluminiumhalter (später wurden auch emaillierte Bleche verwendet) eingelegt wurde. In Folge entstanden Filterhalter, die aus Porzellan oder Keramik gefertigt wurden.

1932 entwickelte Melitta den ersten sogenannten „Schnellfilter“, der sich durch seine konische Form auszeichnete. Er hatte einen runden, flachen Boden mit Ablauflöchern. Mit einem dazugehörenden „Eindrücker“ wurde das quadratische Filterpapier in die Filterform gedrückt. 1937 kommt der neue Schnellfilter auf den Markt. Der Filterkörper läuft nun schlitzförmig zu. Passend dazu werden die heute als Melitta Filtertüten bekannten Filterpapiere entwickelt und patentiert.

Die inzwischen gebräuchlichen Filterpapiere besitzen eine Porengröße von rund 10 μm. Diese sehr feine Filterstruktur verhindert den Durchgang vieler für die Haptik wichtiger Anteile des Kaffees. Diese inzwischen zu feinen Filter halten den größten Teil der fettlöslichen Bestandteile im Retenat zurück. Zugleich enthalten Einmalfilter diverse lösliche Bestandteile, die an den Kaffee in das Permeat abgegeben werden. Viele Baristi spülen daher die Filter vor der Kaffeezubereitung mit Heißwasser aus, was einen großen Teil der löslichen Bestandteile aus den Einmalfiltern auswäscht und sich erheblich im Geschmacksbild in der Tasse bemerkbar macht.

Porzellan oder Glas?

Es entstanden neben den Einmalfiltern auch zahlreiche Dauerfilter, darunter die Arndtsche Kaffeeaufgussmaschine, der Büttner-Filter oder die Karlsbader Kanne. In verschiedenen Porzellanmanufakturen der Welt wurden Porzellansiebe hergestellt – ein sehr aufwändiges Verfahren – wodurch die Porzellanfiltersysteme immer mit einem hohen Preis einhergehen. Die Porzellanmanufaktur Walküre aus Bayreuth fertigte die Karlsbader Kanne in diversen Größen und entwickelte darauf basierend schließlich eine moderne Formvariante, die sogenannte „Bayreuther Kaffeemaschine“. Der Vorteil der Karlsbader Kanne: Sie bietet ein ausgesprochen balanciertes Ergebnis in der Tasse und ist dabei geschmacklich neutral, sie gibt also keinen Eigengeschmack an den Kaffee ab.

Der von Coffee Consulate, also von uns entwickelte RS16-Glasfilter, der die Zubereitung einer Tasse Kaffee aus 16 Gramm grob gemahlenen Kaffeemehl ermöglicht (bei 180-200 Milliliter Wasserzugabe), bietet ein einzigartiges balanciertes Flavour-Profil der Kaffees, weil er weder Fettstoffe zurückhält, noch einen Eigengeschmack an den Kaffee abgibt. Der RS16-Glasfilter betont die Süße und den Körper der Kaffees. Der später entstandene RS16-Metallfilter, der aus einem einzigen massiven Stück Metall gefertigt wird, betont hingegen die Fruchttöne der Kaffees. Es ist immer wieder beeindruckend den gleichen Kaffee mit gleichem Mahlgrad und gleicher Dosierung in den beiden geometrisch identischen Filtern zu vergleichen und eine unterschiedliche Betonung des Kaffees zu erleben.

Mahlgrad und Dosierung

In Vietnam sind bis heute die aus Blech gefertigten Phin-Filter gebräuchlich, ebenso werden Metallfilter vielerorts in Indien eingesetzt. Nachteil dieser Blechfiltersysteme ist eine zumeist auftretende galvanische Reaktion, die in einer Verschiebung des gesamten Flavour-Profils der Kaffees mit metallischen Tönen, überzeichneter Säure und einer ausgeprägten Adstringenz resultiert. Diese durch Metallübergänge oder Oxidationsbereiche entstehenden geschmacklichen Verschiebungen werden meist durch die Zubereitung der Getränke mit viel Zucker und Kondensmilch ausgeglichen oder überspielt.

In lateinamerikanischen Ländern ist die Kaffeezubereitung mit Baumwoll- oder Kunststoff-Filtern weit verbreitet. Vielerorts wird in der Gastronomie eine aus Holz oder Metall gefertigte Filterhalterung vor den Gast auf dem Tisch aufgebaut, durch den dann schwallweise in Etappen der Kaffee zubereitet wird. Hierzu wird der Filtersack mit gemahlenem Kaffee befüllt und in einem separat gereichten Gefäß das heiße Wasser serviert, um dem Gast dann meist selbst das Brühen nach seinem eigenen Geschmack zu überlassen. Häufig entwickeln die Baumwollsäckchen eine erhebliche „Patina“ die auch unter hygienischen Aspekten Fragen aufkommen lässt, da die Baumwollbeutelchen nur schwerlich gereinigt werden können. Im Falle eines starken Auswaschens können zudem Seifentöne im Kaffeesäckchen verbleiben und sehr irritierend im Flavour-Profil Ausdruck finden.

Für alle Filterverfahren müssen der Mahlgrad und die Dosierung jeweils so an den Filter angepasst werden, dass eine ausreichend tiefe Extraktion der löslichen Bestandteile des Kaffees ermöglicht wird, ohne bereits eine Überextraktion auszulösen. Meist ist dies der Fall, wenn die Filtrationszeit bei rund 3 bis 4 Minuten liegt – während dieses Zeitrahmens entsteht dann sehr schnell eine Überextraktion. Wie auch bei allen anderen Kaffeezubereitungen muss darüber hinaus auch die Wassermineralisierung und die Temperatur stimmen, um ein gutes, balanciertes Kaffee-Ergebnis in die Tasse zu bekommen.

Quelle: Dr. Steffen Schwarz/Coffee Consulate