Volumen/Dichte - Gewicht - Vergleich Bohnen vs. gemahlen

Diskutiere Volumen/Dichte - Gewicht - Vergleich Bohnen vs. gemahlen im Bohnen und Kaffee Forum im Bereich Rund um die Bohne; Guten Abend Gerne möchte mathematisch/physikalisch erfahrenen Nutzer um Hilfe bitten: Es geht um Gewicht und Volumen von Bohnen vs gemahlene...

  1. #1 bravo.palombini, 02.04.2018
    Zuletzt bearbeitet: 02.04.2018
    bravo.palombini

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    Guten Abend
    Gerne möchte mathematisch/physikalisch erfahrenen Nutzer um Hilfe bitten: Es geht um Gewicht und Volumen von Bohnen vs gemahlene Bohnen (Pulver).
    Gewicht: Bohnen und Pulver (gleiche Röstung wie Bohnen) sollten etwa das gleiche Gewicht haben unabhängig vom Mahlgrad.
    Volumen: ist das Volumen vor und nach dem Mahlen auch dasselbe? ist das Volumen auch unabhängig vom Mahlgrad? Falls nicht wie ist der Zusammenhang?
    Dichte: ist die Dichte vor und nach dem Mahlen dieselbe?

    Vielen Dank für eure Hilfe -

    Herzlich christian
     
  2. #2 Aeropress, 02.04.2018
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    Nein und warum das so ist bist Du als Homo sapiens garnatiert in der Lage selber drauf zu kommen. ;)
    Das Volumen ändert sich übrigens auch mit den Mahlgraden.
     
  3. #3 bravo.palombini, 02.04.2018
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    bin mir nicht so sicher ob es so trivial ist wie du denkst:
    meine Frage bezieht sich nur auf das Kaffeevolumen nicht Gesamtvolumen...
    im Internet habe ich zum Thema folgendes gefund:
    This is because the space-efficiency of for instance a bunch of m&m’s is the same regardless of the size of the m&m. Think of it this way: if we have a giant jar of m&m’s it’s got some space-efficiency. Let’s say 80% of the jar is taken up by m&m’s, 20% by air. If we shrink the jar down it’s still 80% m&m because the air and the m&m’s shrank by the same amount. Whole bean coffee is like the large m&m’s, and ground coffee is like super-small m&m’s. They both have the same space efficiency (this is called the “packing fraction” if you want to do some googling).
    kannst du als Homo sapiens mir das erklären?

    hier noch der link:
    The density of ground vs. unground coffee
     
  4. #4 Max1411, 03.04.2018
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    Klar, es sei denn du hast Schwund durch das Mahlen.

    Hier lautet die Antwort: Es kommt darauf an, aus mehreren Gründen. Die Dichte der Kaffeepartikel selbst ändert sich nicht, genauso wenig das Volumen des reinen Kaffees (wenn du tatsächlich nur das Volumen jedes Partikels addierst, Verformung durch den Mahlvorgang wie Quetschung/Komprimierung ausgenommen), die Dichte in einem vorgegebenen Volumen jedoch durchaus, da du neben dem Kaffee schließlich noch Luft hast. Das Schlagwort hier ist die sogenannte Schüttdichte und diese verringert sich entgegen der vielleicht intuitiven Annahme mit kleinerer Korngröße. Sprich gemahlener Kaffee benötigt grundsätzlich mehr Volumen als nicht gemahlener. An dieser Stelle aber auch wieder, das "es kommt darauf an". Die Schüttdichte ist auch abhängig von der Partikelfirm, evtl. von der Form des Behälters (bei sehr großen Partikeln), insbesondere aber auch von der Körngrößenverteilung. Ist diese äußerst homogen, stimmt oben gesagtes eigentlich immer. Ist sie stark inhomogen, können kleine Partikel die Hohlräume der großen ausfüllen, womit die Schüttdichte sogar steigen könnte, also ein umgekehrter Effekt eintritt. Alles Gesagte trifft natürlich nur zu ohne Kompression, sprich ohne Tamping.

    Das M&M Beispiel ist daher nicht ganz richtig, erst recht der Erklärungsversuch mit einer Schrumpfung des Behälters ist natürlich Quatsch, da er nicht den Effekt durch Veränderung der Korngröße beschreibt.

    Bzgl. des oben angegebenen Links liegt das Volumen zwischen gemahlenem und nicht gemahlenem Kaffee so nah aneinander, weil sich die Effekte durch inhomoges Mahlgut mehr oder weniger aufheben.
     
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  5. #5 bravo.palombini, 03.04.2018
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    super! - vielen Dank für die Ausführungen.
    Dann kann ich also davon ausgehen, dass zBsp.
    gerösteter Kaffee: Dichte 432kg/m3
    Dosis: 15g Bohnen
    Volumen: 34 ml

    unter der Annahme: gleichgrosse Bohnen

    nach dem Mahlen: auch 34 ml Pulver ist (weil unterschiedliche Partikelgrösse den von dir beschriebenen Effekt: eher mehr Volumen aufhebt)

    ist die Überlegung korrekt, dass der Mahlgrad im obigen Beispiel keine Rolle spielt bezüglich Volumen? also
    34ml Bohnen =
    +/- 34ml Pulver fein gemahlen =
    +/- 34ml Pulver grob gemahlen
     
  6. #6 domimü, 03.04.2018
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    @bravo.palombini
    Was ich vermisse, ist die Intention deiner Frage, zumal dein Vergleich mit den m&m's eher zeigt, dass du noch nie eine Kaffeebohne gesehen hast: wenn du eine Kaffeebohne mahlst, entstehen von der Form her nicht lauter kleine Kaffeebohnen mit verhältnismäßig gleich viel Luft zwischen den Partikeln.
    Schau dir mal von Tchibo die Verpackungen für 2x250g gemahlen und 500g ganze Bohne an - das Volumen ist praktisch dasselbe.
    Und dann mahle die 500g-Packung Bohnen im Tchibo-Eck, das lockere Mahlgut (meist aus einer Guatemala) quillt fast aus der Verpackung.
    Allerdings eben mit der Luft zwischen den Bohnen und Mahlgutpartikeln.
    Das hat @Max1411 recht schön beschrieben, es kommt eben darauf an, wie gut man das Kaffeemehl verdichtet, bevor man es verpackt.
    Das Volumen des Kaffees (Bohnen, gemahlen) sollte aber doch ohne diese Luft dazwischen, sondern nur noch mit der in der Bohne, den Partikeln eingeschlossenen Luft gemessen werden. Und da kommt es darauf an, wie genau den die Messung erfolgen kann, welches Volumen zählt denn beim gemahlenen Kaffee? Vor oder nach dem Tampen? Letztlich wäre es besser, das verdränge Volumen zu messen, Wenn du z.B. 500g Kaffeebohnen in ein Gefäß mit 2l Wasser kippst, kannst du am Steigen des Wasserspeiegels das neue Gesamtvolumen ohne Luft messen - allerdings dürften dabei die Bohnen keine Feuchtigkeit ziehen, und das kannst du nicht vermeiden.

    Deine Frage "Dichte: ist die Dichte vor und nach dem Mahlen dieselbe?" ist aber überflüssig, denn bei gleichem Gewicht ist die Dichte gleich, wenn das Volumen gleich ist.
     
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  7. NiTo

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    Einfach ausprobieren.
     
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  8. #8 Max1411, 03.04.2018
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    Da bleibt dir wirklich nur ausprobieren, denke ich. Die Wirkung der verschiedenen Faktoren ist aus meiner theoretischen Überlegungen nicht absehbar, ändert sich sicher auch je nach Mahlgrad und wird auch stark mühlenabhängig sein. Fines je nach Mahlgrad, Effekte auf atomarer Ebene (Anziehung, Abstoßen) usw. Wie @domimü schreibt spielt Kompression auch eine sehr große Rolle, insbesondere bei Partikeln mit so geringer Dichte wie bei Kaffee, die schon durch leichtes Aufklopfen massiv komprimiert werden.
     
  9. #9 calm_under_pressure, 03.04.2018
    calm_under_pressure

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    Sorry wenn ich den Thread mal kurz kapere, aber ich habe eine Frage zu Bohnen und deren Gewicht je nach Röstgrad.
    Ich möchte dafür keinen extra Beitrag eröffnen, wenn es hier eh schon um etwas ähnliches geht.

    Und zwar ist mir aufgefallen, dass Bohnen die sehr dunkel geröstet wurden, im Vergleich mit helleren Bohnen der gleichen Größe wesentlich leichter sind.
    Hängt das mit dem Austreten des Öles zusammen,oder wie kann man das erklären?

    Bei mitteldunklen Röstungen gehen in meinen Wiegebehälter locker 16g Bohnen rein.
    Die gleiche Menge süditalienischer Bohnen bringt aber nur ca 14g auf die Waage.

    Liege ich mit der Vermutung richtig?
    Dann müssten helle Röstungen ja mit gleichem Volumen noch schwerer sein,oder?
     
  10. cbr-ps

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    Wo soll das hinführen, willst Du damit Wiegen umgehen? Das wäre mir deutlich zu vage mit zu vielen Unsicherheitsfaktoren.
     
  11. #11 Max1411, 03.04.2018
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    Liegst richtig, die Dichte sinkt mit steigenden Röstgrad.
     
  12. #12 bravo.palombini, 03.04.2018
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    danke für die vielen antworten:
    praktische Ueberlegung ist die:
    - bis jetzt habe ich nach Gewicht dosiert; dies hat aber den Nachteil dauernd gewogen werden muss oder gutes Augenmass benötigt.
    - nun gibt es Mühlen mit volumetrischer Dosierung
    meine Ueberlegung:
    - volumetrische Dosierung macht nur dann Sinn wenn das Volumen nach dem Mahlen und Tampern konstant ist und das unabhängig vom Mahlgrad
    - in diesem Fall könnte relativ schnell und bequem der optimale Mahlgrad bei neuen Bohnen eingestellt werden

    also nochmals meine Frage:
    - unter Annahme eines konstanten nicht ändernden Tamper Druck
    - es werden 34 ml Bohnen gemahlen: einmal fein und einmal grob -> ist das Volumen nach dem Tampern des feingemahlenen Pulvers vs. grobgemahlenen Pulvers dasselbe?
     
  13. #13 bravo.palombini, 03.04.2018
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    Light-Roast Beans – 370 Kg/m3
    Dark-Roast Beans – 290 Kg/m3

    als Richtwert; je nach Röstung
     
  14. NiTo

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    Vermutlich nicht. Aber, ausprobieren hilft.
     
  15. #15 bravo.palombini, 21.04.2018
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    Nachtrag:
    habe ein paar Mühlen auf Genauigkeit bezüglich Gewicht getestet: jeweils 10 Messungen
    - Volumetrische Mühle Gilda: Abweichung bis 0.6g
    - bestes Ergebnis: Eureka Mignon "silenzio" bis 0.2g

    Gesendet von meinem F5321 mit Tapatalk
     
  16. #16 Kofeinator, 23.04.2018
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    Tatsächlich? Die Sette 270W wiegt ab, alle anderen die ich kenne nutzen einen Timer - überraschenderweise bin ich aber nicht allwissend!
     
  17. #17 bravo.palombini, 23.04.2018
    bravo.palombini

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  18. #18 S.Bresseau, 23.04.2018
    S.Bresseau

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    Die Gilda hat eine Volumendosierung, keine Waage und auch keinen Timer. So wie übrigens die VL1, von deten Prinzip es diverse Nachahmer gibt.
    Nach Gewicht dosiert auch die Vario Home W. Und ich auch :), aber die Bohnen und nicht das gemahlene Pulver.
     
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