Bimodale vs. unimodale Partikelverteilung: Was wirklich hinter sirupartigem Mundgefühl steckt
Bimodale vs. unimodale Partikelverteilung: Was wirklich hinter sirupartigem Mundgefühl steckt
«Unimodal» ist eines der meistverkauften Wörter im Mühlenmarketing. Wir haben nachgeschaut, was die Messungen zeigen – und dabei gelernt, dass der Begriff so gar nicht existiert. Was dafür existiert, ist eine saubere physikalische Erklärung für das, was wir als Körper erleben.
Jede Espressomahlung ist bimodal, oft sogar trimodal. Eine unimodale Espresso-Verteilung ist in der Fachliteratur nie gemessen worden – der korrekte Begriff wäre «fines-reduziert», nicht «unimodal».
Fines füllen die Zwickel zwischen den grossen Partikeln, senken die Permeabilität und verlängern die Extraktion. Das ist gut belegt. Dass sie Körper erzeugen, ist es nicht.
Sirupartiges Mundgefühl entsteht nach heutigem Wissen aus mehreren Phasen gleichzeitig: gelösten Feststoffen, emulgierten Öltröpfchen, suspendierten Zellwandfragmenten und dem Schaum. Eine reine Viskositätsfrage ist es nicht.
Was bimodal genau bedeutet
Bimodal heisst: Die Partikelgrössenverteilung hat zwei Maxima. Einen Peak bei den Feinstpartikeln, den sogenannten Fines, und einen bei der Grobfraktion. Als Fines gelten konventionell Partikel unter 100 Mikrometer – das ist eine Vereinbarung, keine Naturkonstante.
A fragt: wie viel Kaffee-masse steckt in dieser Grösse? Zwei Berge — Feinanteil und Grobfraktion. B fragt: wie viele Körner haben diese Grösse? Nur noch ein Berg, die Grobfraktion verschwindet fast.
Kurvenform schematisch, Lagen nach Messwerten: Fines-Peak 40–50 µm (Corrochano et al. 2015), Peaks 13 µm und 257 µm (Uman et al. 2016), 99 % der Partikel unter 100 µm anzahlgewichtet (Cameron et al. 2020).
Beide Bilder zeigen exakt dieselbe Mahlung. Oben zählt die Masse, unten die Stückzahl – und schon ist aus zwei Bergen einer geworden. Genau hier entstehen die meisten Missverständnisse in Foren: Zwei Leute reden über dieselbe Mühle und meinen zwei verschiedene Diagramme. Die orange Kurve oben ist das, was fines-reduzierte Schliffe erreichen: ein kleinerer Fines-Peak. Er verschwindet nicht. Gagné fand bei der Auswertung von 300 Verteilungen, dass die Fines-Peak-Lage zwischen verschiedenen Mühlen um bis zu 8 Mikrometer auseinanderliegt – real, aber klein.
Peer-ReviewEine Warnung zur Zahleninterpretation, die uns selbst beinahe aufs Glatteis geführt hätte: Der viel zitierte Satz «99 Prozent aller Partikel sind kleiner als 100 Mikrometer» aus Cameron et al. (2020) ist anzahlgewichtet, nicht massengewichtet. Nach Masse sind Fines eine kleine Minderheit. Sie stellen aber rund 80 Prozent der zugänglichen Oberfläche – diese 80 Prozent sind ein Schätzwert, keine gemessene Oberfläche. Und: Verschiedene Messverfahren – Laserbeugung, dynamische Bildanalyse, Siebung – liefern unterschiedliche Zahlen. Werte aus zwei Studien lassen sich nicht direkt vergleichen.
Warum es unimodalen Espresso nicht gibt
Das ist der Punkt, an dem wir beim Recherchieren am meisten umdenken mussten. In der gesamten von uns gesichteten peer-reviewten Literatur gibt es keine einzige gemessene unimodale Partikelverteilung bei Espresso-Mahlgrad. Alle sind bimodal, und Gagnés Auswertung von 300 Verteilungen zeigt, dass sich die Daten sogar mit drei überlagerten Log-Normalverteilungen besser beschreiben lassen als mit zwei.
Der Mechanismus dahinter steht bei Cameron et al. (2020): Wird der Mahlgrad feiner gestellt, steigt der Anteil der Fines – ihre Grösse bleibt aber konstant. Partikel brechen so lange, bis sie klein genug sind, den Mahlspalt zu passieren. Der Fines-Peak ist ein Produkt der Bruchmechanik, nicht der Spaltweite. Feiner mahlen erzeugt mehr Fines, nicht weniger.
Die einzige experimentell belegte Verengung der Verteilung kommt aus einer anderen Richtung: Uman et al. mahlten Bohnen bei minus 196 Grad in flüssigem Stickstoff. Der Modalwert sank um 31 Prozent, der Fines-Cutoff von 70 auf 61 Mikrometer. Enger ja – unimodal nein.
Wenn dir jemand eine unimodale Mühle verkauft, meint er faktisch: Der Fines-Peak ist kleiner. Das ist eine echte, messbare Eigenschaft und durchaus etwas wert. Sie ist nur nicht das, was das Wort behauptet. Wir benutzen deshalb lieber «fines-reduziert» – das beschreibt, was wirklich passiert. Andere in der Branche sehen das entspannter, und das ist auch in Ordnung.
Fines, Permeabilität und die Extraktionskurve
Hier wird die Beleglage richtig gut. Corrochano et al. (2015) haben die Permeabilität von Kaffeebetten systematisch vermessen: Sie reicht von 2.59 × 10−14 bis 3.36 × 10−13 Quadratmeter – ein Faktor von rund 13 zwischen den Extremen, allein durch Partikelverteilung und Bettdichte. Ein grob gemahlenes Bett war bei gleicher Schüttdichte 4.4-mal durchlässiger als ein feines.
Der aufschlussreichste Wert: Die gemessene Bettporosität lag zwischen 0.12 und 0.33 – deutlich unter 0.36, dem Wert für eine zufällige Packung gleich grosser Kugeln. Das ist der direkte physikalische Beleg dafür, dass Fines die Zwickel zwischen den Grobpartikeln füllen.
Links findet das Wasser durchgehende Lücken. Rechts setzen sich die Fines in die Zwickel und verengen jeden Weg.
Die Balken zeigen die Extremwerte der gemessenen Permeabilität: 3.36 × 10⁻¹³ gegen 2.59 × 10⁻¹⁴ m², ein Faktor von rund 13 (Corrochano et al. 2015). Partikelgrössen im Bild stark überzeichnet — reale Fines sind rund zehnmal kleiner, als sie hier gezeichnet sind. Die Spanne 300–800 µm in der Legende ist ein Richtwert für Espressomahlung — geschätzt, nicht in dieser Figur gemessen.
Smrke, Eiermann und Yeretzian (ZHAW Wädenswil) formulieren denselben Befund 2024 direkt: Ein höherer Fines-Anteil senkt die Permeabilität, verlangsamt den Fluss und verlängert die Extraktionszeit.
Daraus folgt aber nicht «mehr Fines gleich mehr Extraktion». Cameron et al. (2020) fanden eine nicht-monotone Kurve: Die Extraktionsausbeute steigt mit feinerem Mahlgrad nur bis zu einem Punkt und fällt danach wieder. Grund ist Agglomeration und ungleiche Bettdichte, die den Fluss teilweise verstopfen. Die Lücke zwischen berechneter und tatsächlich gemessener Ausbeute lag bei der feinsten Einstellung bei 13.1 Prozent – der Anteil des Betts, den das Wasser rechnerisch nicht mehr erreicht. Bei etwas gröberen Einstellungen schrumpft diese Lücke auf 6.1 und 2.6 Prozent. Der Effekt ist also kein Naturgesetz, sondern eine Folge von zu fein.
Besonders lehrreich ist die Folgerung der Autoren: Dieselbe Ausbeute von 22 Prozent lässt sich mit zwei ganz verschiedenen Mahlgraden erreichen – aber die chemische Zusammensetzung der beiden Shots ist nicht dieselbe. Zwei Espressi mit identischem Refraktometerwert können völlig unterschiedlich schmecken. Im Mühlen-Simulator kannst du dieses Verhalten durchspielen.
Woraus sirupartiger Körper physikalisch besteht
Jetzt zur eigentlichen Frage. Illy und Navarini haben 2011 in Food Biophysics beschrieben, woraus ein Espresso als physikalisches System besteht – und die Zahlen sind erstaunlich konkret:
| Phase | Kennwert |
|---|---|
| Gelöste Feststoffe | rund 52.5 g/l |
| Emulgierte Öltröpfchen | 90 % kleiner als 10 µm, Volumenanteil 0.2–0.3 % |
| Suspendierte Zellwandfragmente | 2–5 µm, rund 150 mg pro Tasse, das entspricht bei einer 30-ml-Tasse etwa 5 g/l (Rechenwert aus 150 mg und 30 ml, nicht gemessen) |
| Lipide gesamt | Arabica 1.80 mg/ml, Robusta 0.55 mg/ml |
| Crema | Schaumdichte 0.40–0.60 g/ml, Blasen 10–150 µm |
Was uns bei der Recherche überrascht hat: Wir haben keine publizierte Messung der Scherviskosität von Espresso gefunden. Illy und Navarini sowie Ferrari et al. behandeln Grenzflächeneigenschaften, nicht die Viskosität des Getränks. Jede konkrete Millipascalsekunden-Zahl, die man zu Espresso liest, ist nach unserem Kenntnisstand unbelegt.
Das spricht für eine bestimmte Lesart: Die gelösten Feststoffe allein liegen konzentrationsmässig unter der Schwelle, ab der Menschen Viskositätsunterschiede überhaupt zuverlässig erkennen. Was den sirupartigen Eindruck trägt, sind vermutlich die dispergierten Phasen – Öltröpfchen, Mikropartikel, Schaum – plus die cross-modale Kopplung an Süsse und Aroma, die wir auf der Sensorik-Seite beschrieben haben. Das ist eine Argumentation, kein Nachweis, und wir kennzeichnen das bewusst als solche.
Was das für die Mühlenwahl bedeutet
Community-MessungDie verbreitete Dichotomie – konisch gleich bimodal gleich körperreich, flach gleich unimodal gleich klar – hält der Messung nicht stand. Gagné fand zwar, dass konische Mahlwerke im Durchschnitt weniger unimodal und weniger gleichmässig sind, aber mit grosser Überlappung: Man findet ohne Weiteres ein flaches Mahlwerk, das weniger unimodal ist als ein konisches. Und ein Befund, der dem gängigen Narrativ direkt widerspricht: Unimodalität und Gleichmässigkeit korrelieren positiv. Man tauscht nicht das eine gegen das andere.
Noch ein Befund, der Marketing entkräftet: Smrke et al. (2024) variierten den Fines-Anteil systematisch und liessen sensorisch prüfen. Ergebnis: kein sensorischer Nachteil durch höheren Feinanteil. Die gesamte «Fines sind schlecht»-Erzählung steht damit auf dünnem Eis – und ebenso die Gegenbehauptung, Fines seien der Körper-Garant. Wir wissen es schlicht noch nicht genau.
Praktisch heisst das aus unserer Sicht: Wähle die Mühle nach dem, was messbar und erlebbar ist – Gleichmässigkeit, Retention, Bedienung, Mahlgradauflösung, Mahlscheibengrösse. Wie die Scheibengrösse hineinspielt, haben wir unter Mahlscheiben-Grössen erklärt beschrieben, und den Vergleich der Spitzenmodelle unter Weber EG-1 vs. Lagom P80 vs. Lagom 01. Das gesamte Sortiment findest du bei den Kaffeemühlen.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen bimodaler und unimodaler Partikelverteilung?
Bimodal heisst zwei Maxima: ein Fines-Peak und ein Grobfraktions-Peak. Unimodal wäre nur ein Maximum. In der peer-reviewten Literatur wurde bei Espresso-Mahlgrad noch nie eine unimodale Verteilung gemessen – alle sind bimodal oder sogar trimodal. Der korrekte Begriff für Mühlen mit kleinem Fines-Peak ist «fines-reduziert».
Erzeugen Fines mehr Körper im Espresso?
Belegt ist, dass Fines die Permeabilität senken, den Fluss verlangsamen und die Extraktionszeit verlängern. Ein kausaler Nachweis, dass sie mehr Körper erzeugen, existiert nicht. Smrke et al. (2024) fanden bei höherem Fines-Anteil weder einen sensorischen Nachteil noch einen nachgewiesenen Körper-Vorteil.
Woher kommt sirupartiges Mundgefühl im Espresso?
Nach heutigem Wissen aus mehreren Phasen zugleich: rund 52.5 g/l gelöste Feststoffe, emulgierte Öltröpfchen unter 10 µm, rund 150 mg suspendierte Zellwandfragmente pro Tasse und der Crema-Schaum mit einer Dichte von 0.40 bis 0.60 g/ml. Eine publizierte Viskositätsmessung von Espresso konnten wir nicht finden.
Sind konische Mahlscheiben körperreicher als flache?
Als generelle Regel hält das der Messung nicht stand. In einer Auswertung von 300 Partikelverteilungen über 24 Espressomühlen waren konische Mahlwerke im Schnitt zwar weniger unimodal, die Überlappung zwischen den Bauarten war aber gross. Die Bauart allein sagt wenig über den Körper.
Beeinflusst die Bohnenherkunft die Partikelverteilung?
Nein. Uman et al. (2016) prüften Kaffees aus Guatemala, El Salvador, Tansania und Äthiopien per Varianzanalyse: Die Unterschiede waren nicht signifikant. Was die Verteilung deutlich verändert, ist die Bohnentemperatur beim Mahlen – kalt gemahlene Bohnen ergeben eine engere Verteilung.
Rösterei-Tipp
Wenn du den Unterschied zwischen fines-reich und fines-reduziert schmecken willst, nimm einen Kaffee mit viel Struktur. Cozy Chocolate zeigt die dichte, runde Seite, Wild Peach die klare, fruchtige. Derselbe Kaffee auf zwei verschiedenen Mühlen öffnet mehr Augen als jede Kurve – und das ist die einzige Messung, die am Ende zählt. Unsere Empfehlung, eine von vielen.
