評估 Michael 的墊片與各款分水網對咖啡的影響

間隔墊與分水網標題圖片

1. 引言

2019 年 11 月,Stéphane Ribes 進行了多項實驗,以評估 Michael 的 3.8mm 黃銅間隔墊 對使用 Decent Espresso 的 DE1PRO v1.1 咖啡機 所製作咖啡的影響。間隔墊是一種安裝在沖煮頭分水網與散水網之間的裝置,通常用於減少粉餅上方空間(即粉餅上表面與分水網之間的距離)。

這項研究(可於此處下載)探討了改變分水網位置——從而減少粉餅上方空間——是否會影響壓力表現、萃取均勻度、萃取率以及感官表現。

間隔墊並非單獨測試。Ribes 反而比較了四種分水網配置,分別代表不同的粉碗內突出程度以及不同的粉餅與分水網距離。

四種配置如下:

間隔墊實驗、受測配置

所有配置均以 15 克粉量 測試。IMS CI 35 WM 加上間隔墊對粉碗的侵入程度最大,因此粉餅上方空間最為受限。

核心假設是:縮短粉餅與分水網之間的距離(即粉餅上方空間)可能會改變粉餅上方的水力行為,在峰值壓力之後產生更平緩的壓力下降,並可能改善萃取均勻度與杯中品質。


2. 探討的問題

從 Stéphane 的簡報中可歸納出以下問題:

1. 安裝 3.8 mm 黃銅間隔墊——或使用同樣能減少粉餅上方空間的分水網——是否會改變最大萃取壓力峰值之後的壓力下降?
2. 減少粉餅上方空間是否能改善萃取均勻度(以無底咖啡手柄萃取及萃取後粉餅的視覺判斷為準)?
3. 間隔墊或改變後的分水網幾何結構如何影響萃取率?
4. 在約 6–7 bar 與 9–10 bar 的萃取壓力下,不同的間隔墊/分水網配置如何影響感官特性與整體風味評分?
5. 四種受測配置中,哪一種在水力行為、萃取均勻度、萃取率與風味之間,似乎能提供最佳的整體折衷?


3. 方法

  • 測試於一台配備紅色 Cafelat 8.0 mm 矽膠墊圈的 Decent Espresso Machine DE1PRO v1.1 上進行。
  • 使用 15 克 VST 粉碗,每次均以 15 克粉量 進行。
  • 咖啡以配備 SSP「High Uniformity」Silver Knight 塗層刀盤的 Mahlkönig EK43 S 研磨。
  • 所使用的咖啡為 Finca Los Cotuzos,一款來自薩爾瓦多的日曬處理豆,於 2019 年 10 月 30 日烘焙。
  • 實驗使用來自法國 Le Mont-Dore 的 Montille 水,調整至鹼度 50 ppm(以 CaCO₃ 計)及總硬度 100 ppm(以 CaCO₃ 計)。礦物質組成以碳酸鈉與瀉鹽調整。
  • 每次萃取前,粉碗與分水網均以乾淨紙巾徹底擦乾。
  • 咖啡豆研磨至雙層不鏽鋼杯中。佈粉方式為在粉碗中使用 Londinium 工具及 Decent 接粉環進行 WDT,之後不敲擊。
  • 壓粉使用配備 58.5 mm 平底的 The Force 壓粉器,連續壓兩次。
  • 該萃取曲線被描述為Londinium 曲線與綻放式萃取的混合。其低壓綻放階段特別旨在維持粉餅上方相對恆定的氣囊體積,從而在隨後水流增加時,限制對粉餅表面的進一步破壞。

  • 以下是四個程式化階段的樣貌:

    實驗所使用的萃取曲線階段

    因此,該萃取曲線刻意將快速的初始潤濕與壓力控制的綻放分開,然後逐步提高流量,最後維持固定流量。

  • 接著以以 SCAA 水歸零的 Atago PAL 折射儀測量 TDS。咖啡樣本未再額外過濾。樣本於充分攪拌後在室溫下測量。

  • 4. 實驗過程


    受測的四種分水網與間隔墊配置如下:

    1. 標準 IMS CI 200 IM,無間隔墊;
    2. IMS SI 200 IM,無間隔墊;
    3. IMS CI 200 IM 加上 3.8 mm 黃銅間隔墊;
    4. IMS CI 35 WM 加上間隔墊。

    所使用的 IMS CI 200 IM 分水網為 Decent Espresso 咖啡機隨附的標準分水網。因此,在不加間隔墊的情況下測試它,即提供了基準。後三種配置逐步將分水網移向粉餅,其中 CI 35 WM 加上間隔墊創造了可用的最小粉餅上方空間。

    所用分水網與間隔墊/突出程度概覽

    所有配置均進行沖煮,並記錄所得的濃縮咖啡、粉碗/粉餅表面、分水網以及敲出的粉餅。

    第一次壓力比較:相近的最大壓力

    在第一輪實驗中,粉量、萃取參數與操作流程均維持固定於 15 克。當 IMS CI 200 IM 分水網搭配間隔墊使用時,磨豆機略微調細,從 EK1.3 調至 EK1.25,以便達到相近的最大萃取壓力。

    主要測量指標為最大壓力峰值之後的壓力下降百分比。

    第二次壓力比較:相同研磨設定

    在第二輪實驗中,磨豆機固定於 EK1.4,同時維持相同的萃取參數與操作流程。

    唯一的例外是 IMS CI 35 WM 分水網加上間隔墊。由於此配置使分水網特別靠近粉餅,粉量必須從 15.0 克降至 14.5 克,以防止粉餅與分水網直接接觸。

    壓力水準比較

    針對每一種配置,均進行沖煮並於以下壓力下比較:

  • 6–7 bar
  • 9–10 bar

  • 接著進行以下感官與視覺比較:

  • 無底咖啡手柄的視覺萃取均勻度;
  • 萃取後粉餅的視覺均勻度;
  • 萃取率;
  • 醇厚度;
  • 酸度;
  • 甜度;
  • 風味強度;
  • 苦味;
  • 澀感;
  • 整體風味評分。

  • 結果


    5.1. 峰值壓力後的壓力下降

    第一輪實驗發現,安裝間隔墊或 IMS SI 200 IM 分水網後,最大壓力之後的壓力下降均較為平緩。

    第一次比較(最大壓力大致相符)產生以下結果:

    實驗 1 的壓力下降與萃取率

    因此,標準 CI 200 IM 配置產生了最陡峭的下降,損失了約一半的峰值壓力。加上間隔墊後,該下降幅度減少了約六個百分點。

    無間隔墊的 IMS SI 200 IM 表現與 CI 200 IM 加上間隔墊相似,支持了分水網位置與粉餅上方空間——而非僅是黃銅零件的存在——才是大部分變化的原因這一觀點。

    最極端的幾何結構,即 CI 35 WM 加上間隔墊,產生了迄今最平緩的下降,約為 −30%,儘管其在此測試中的萃取率也是最低的,為 18.5%。

    5.2. EK1.4 下的相同研磨比較

    在相同的 EK1.4 研磨設定下,出現了相同的模式:

    相同研磨設定下的壓力下降與萃取率

    同樣地,標準 CI 200 IM 產生了最大的壓力損失。黃銅間隔墊版本與突出的 IMS SI 200 IM 分水網均大幅緩和了壓力下降,而 CI 35 WM 加上間隔墊再次產生了最小的降幅。

    Ribes 因此再次指出,較小的粉餅上方空間——無論是透過間隔墊或分水網——都會導致更平緩的壓力下降。

    5.3. 6-7 bar 與 9-10 bar 下各配置的比較實驗

    6–7 bar 與 9–10 bar 下的萃取率

    綜合萃取率圖表給出以下數值:

    依壓力範圍的萃取率

    因此,結果並未顯示加入間隔墊會普遍提高萃取率。傳統的 CI 200 IM 配置實際上在高壓條件下產生了最高的實測萃取率,約為 19.5%。

    間隔墊最明顯的益處反而在於壓力表現與視覺萃取特性。

    CI 35 WM 加上間隔墊尤其具有啟發性:儘管產生了最平緩的壓力下降,其萃取率並未提高,實際上在高壓(9–10 bar)下還降至約 18.5%。

    視覺萃取均勻度

    Ribes 將視覺均勻度分為無底咖啡手柄與萃取後粉餅的觀察。以下圖表顯示了他的評估:

    6-7 bar 與 9-10 bar 的萃取均勻度

    以下是萃取後粉餅的樣貌:

    萃取後粉餅比較

    標準 IMS CI 200 IM 配置在無底咖啡手柄方面顯示出合理的視覺均勻度——尤其是在 6–7 bar 時——但在兩種壓力水準下,粉餅的視覺均勻度都非常差。

    在 CI 200 IM 上加入間隔墊後,這一點明顯改變。無底咖啡手柄評估與粉餅評估均朝圖形量表的高均勻度端移動,且 6–7 bar 與 9–10 bar 的結果相對接近。

    IMS SI 200 IM 配置也顯示出相對較高的粉餅均勻度,儘管無底咖啡手柄均勻度在 6–7 bar 時優於 9–10 bar。

    CI 35 WM 加上間隔墊的表現類似:粉餅均勻度在兩種壓力下均顯得良好,而無底咖啡手柄評估在 6–7 bar 時優於 9–10 bar。

    綜合來看,這些視覺評估支持了以下假設:縮短分水網與粉餅之間的距離,可以改善粉餅的明顯均勻度與結構狀況,即使萃取率本身並未提高。

    風味評估與風味評分

    Ribes 接著評估了以各種分水網與間隔墊配置所製作咖啡的醇厚度、酸度、甜度、風味、苦味、澀感,並給予整體風味評分。以下是結果:

    所有配置的風味評估

    感官結果:標準 IMS CI 200 IM

    使用標準分水網且無間隔墊時,感官圖顯示出明顯的壓力相關差異。

    在約 6–7 bar 時,杯中保留了較多的酸度與風味,並呈現略少的苦味。

    在 9–10 bar 時,曲線顯示:

  • 更多醇厚度;
  • 大幅降低的酸度;
  • 相似的甜度;
  • 較低的風味強度;
  • 明顯更多的苦味;
  • 略多的澀感。

  • 整體風味評分似乎僅約 2–3/10,其中較低壓版本略優於較高壓的萃取。

    因此,基準分水網配置在此測試中的感官表現相對較差。

    感官結果:IMS CI 200 IM 加上間隔墊

    加入黃銅間隔墊後,產生了明顯更為均衡的感官模式。

    6–7 bar 與 9–10 bar 萃取之間的差異變得相對較小:

  • 醇厚度維持中等;
  • 酸度維持中等;
  • 甜度為低至中等;
  • 風味為中等;
  • 苦味維持低;
  • 澀感在 6–7 bar 時特別低。

  • 總風味評分上升至約 4–4.5/10,明顯高於未經改裝的 CI 200 IM 配置。

    這表明,即使萃取率略微降低,杯中均衡度仍有所改善。

    感官結果:IMS SI 200 IM

    突出的 IMS SI 200 IM 分水網產生了實驗中最強的感官結果之一。

    其杯中顯示:

  • 相對較高的酸度;
  • 相對較高的甜度,尤其是在 6–7 bar 時;
  • 中等的風味強度;
  • 極低的苦味;
  • 極低的澀感。

  • 整體風味評分約為 5–5.5/10,明顯高於標準 CI 200 IM,並略高於 CI 200 IM 加上間隔墊。

    這進一步強化了以下觀點:所觀察到的改善與分水網幾何結構及減少的粉餅上方空間有關,而非黃銅間隔墊本身所獨有。

    感官結果:IMS CI 35 WM 加上間隔墊

    CI 35 WM 加上間隔墊對粉餅與分水網距離的縮減最大,同時也產生了圖表中最高的整體風味評分。

    在 6–7 bar 時,杯中顯示約:

  • 低至中等的醇厚度;
  • 高酸度;
  • 高甜度;
  • 相對較低的風味強度;
  • 幾乎沒有苦味;
  • 幾乎沒有澀感。

  • 其風味評分約為 6/10,是本頁所示最高的單項結果。

    然而在 9–10 bar 時,酸度與甜度下降,整體風味評分也降至約 4–4.5/10。

    因此,此配置似乎在較低的 6–7 bar 壓力範圍表現特別良好,而非受益於更高的峰值萃取壓力。

    5.4. 四種分水網與間隔墊配置的整體比較

    結果揭示了幾項重要區別:

    所有配置的整體比較

    因此,實驗區分了兩個常被視為等同的概念:在此,較高的萃取率與較好的萃取品質並非同一回事。

    無間隔墊的標準分水網(基準)產生了最高的實測萃取率,然而卻顯示出最陡峭的峰值後壓力下降、最弱的粉餅均勻度評估,以及最差的風味結果。

    相反地,減少粉餅上方空間的配置產生了更平順的壓力表現與整體更好的感官評分,即使其萃取率略低。


    6. 結論

    整體而言,Ribes 的實驗表明,減少粉餅上方空間能實質改變 Decent 濃縮咖啡萃取的水力與感官行為,但其益處更清楚地體現在壓力穩定性、粉餅均勻度與杯中品質上,而非僅在萃取率上。

    根據結果,我們現在可以如下回答第 2 章所提出的問題:

    1:安裝 3.8 mm 黃銅間隔墊——或使用同樣能減少粉餅上方空間的分水網——是否會改變最大萃取壓力峰值之後的壓力下降?

  • 會。這是實驗最明確的結果。使用標準 IMS CI 200 IM 分水網時,壓力在峰值之後下降了約 44–51%。加入間隔墊後,降至約 37–45%。突出的 IMS SI 200 IM 在無間隔墊的情況下也產生了類似的改善,下降幅度約為 36–45%,而 IMS CI 35 WM 加上間隔墊則將下降幅度降至約 30%。
  • 因此,結果表明減少的粉餅上方空間是一項主要的解釋變數,而非黃銅間隔墊本身具有獨特效果。

  • 2:減少粉餅上方空間是否能改善萃取均勻度(以無底咖啡手柄萃取及萃取後粉餅的視覺判斷為準)?

  • 視覺證據顯示確實如此。
  • 標準 CI 200 IM 分水網顯示出特別弱的粉餅均勻度。相反地,CI 200 IM 加上間隔墊、IMS SI 200 IM 以及 CI 35 WM 加上間隔墊均顯示出明顯更強的粉餅均勻度評估。
  • 照片也顯示,標準 CI 200 IM 配置敲出的粉餅有明顯的碎裂,而其他配置則產生更完整的粉餅圓盤。由於此為視覺評估而非透過定量影像方法,該結果應被視為具提示性而非定論。

  • 3:間隔墊或改變後的分水網幾何結構如何影響萃取率?

  • 它並未系統性地提高萃取率。
  • 最高的單項結果為標準 CI 200 IM 分水網在 9–10 bar 下約 19.5% 萃取率。間隔墊版本達到約 19.2%,IMS SI 200 IM 約 19.3%,而 CI 35 WM 加上間隔墊則介於約 18.5% 至 19.0%。
  • 因此,實驗並無證據顯示減少粉餅上方空間會自動提高萃取率。
  • 相反地,它證明了略低的萃取率可以與更好的壓力表現及更好的感官表現並存。

  • 4:在約 6–7 bar 與 9–10 bar 的萃取壓力下,不同的間隔墊/分水網配置如何影響感官特性與整體風味評分?

  • 標準 CI 200 IM 配置產生了最弱的整體風味評分,並在高壓下顯示出明顯更多的苦味。
  • 加入間隔墊改善了均衡度,並將風味評分提高至約 4–4.5/10。
  • IMS SI 200 IM 表現更佳,達到約 5–5.5/10,具有高酸度與甜度,以及極少的苦味或澀感。
  • 最強的單項結果為 6–7 bar 下的 IMS CI 35 WM 加上間隔墊,約 6/10。它結合了高酸度與甜度,且幾乎沒有苦味或澀感。
  • 將該配置提高至 9–10 bar 並未改善杯中表現,反而降低了其感官評分。

  • 5:四種受測配置中,哪一種在水力行為、萃取均勻度、萃取率與風味之間,似乎能提供最佳的整體折衷?

  • 並無單一配置在每一項指標上都勝出。
  • IMS CI 35 WM 加上間隔墊產生了最平緩的壓力下降與最高的單項感官評分,尤其是在 6–7 bar 時,但需要將粉量降至 14.5 克以避免粉餅接觸,且未提供最高的萃取率。
  • 無間隔墊的 IMS SI 200 IM似乎提供了最強的實用折衷:它產生了類似的較平緩壓力下降、良好的視覺粉餅均勻度、接近基準的萃取率、低苦味與澀感,以及最高的風味評分之一。
  • 然而,CI 200 IM 加上黃銅間隔墊清楚地展示了間隔墊的效用:與其他方面相似的標準 CI 200 IM 配置相比,它減少了峰值後的壓力下降、改善了視覺粉餅表現、降低了不良感官強度,並提高了整體風味評分。

  • 因此,這些實驗的核心啟示是:即使傳統萃取率測量僅有溫和變化,分水網幾何結構與粉餅上方空間仍能顯著影響濃縮咖啡的行為。實驗表明,減少粉餅上方的空氣空間可以穩定峰值壓力後的萃取,並可能產生更均勻、風味更好的濃縮咖啡,但過度減少粉餅上方空間會帶來實際限制,例如粉餅與分水網接觸以及需要降低粉量。

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  • 這是以下內容的翻譯: Evaluating what Michael's spacer and various shower screens do to coffee


    john created 2026/08/25, john updated 2026/11/10