更高的萃取流速,同時避免通道效應?

流速實驗標題圖片

1. 簡介

本文根據 Stéphane Ribes 於 2020 年 2 月的研究 撰寫。該研究探討如何在 Decent Espresso DE1PRO v1.1 咖啡機上調整混合式「槓桿預浸」萃取曲線。本研究的核心重點在於確定調整萃取曲線的各個步驟後,能否在維持目標萃取壓力範圍並減少粉餅通道效應的前提下,達到更高的最終萃取流速。


2. 問題

本研究聚焦於回答以下關鍵問題:

1. 能否在不造成咖啡粉餅通道效應的情況下達到更高的萃取流速?
2. 在調校過程中,流速上升的速率(過渡步驟)如何影響萃取率(EY)與濃縮咖啡的風味?
3. 「槓桿預浸」萃取曲線的調整在不同最終流速(1.5mL/s 對比 2.5mL/s)下表現如何?

3. 方法


設備

  • Decent 咖啡機: DE1PRO v1.1,配備紅色 Cafelat 8.0mm 矽膠墊圈。
  • 分水網: IMS SI 200 IM 分水網(未使用墊片)。
  • 磨豆機: Mahlkönig EK43 S,配備 SSP「高均勻度」刀盤,表面為 Silver Knight 塗層。
  • 粉碗: VST 15g 直身粉碗。
  • 壓粉器: The Force 壓粉器,搭配 58.35mm 美國弧形平滑底座,每杯按壓兩次。

  • 水質與咖啡準備

  • 水質: 以碳酸鈉與瀉鹽調整 Montille 水,使鹼度達到 50ppm 當量 CaCO3,總硬度達到 125 ppm 當量 CaCO3。
  • 準備流程: 冷凍咖啡豆以單份計量方式取出,並研磨至雙層不鏽鋼杯中。每次萃取前均徹底乾燥粉碗與分水網。使用 Londinium 工具搭配 Decent 接粉環進行粉碗佈粉(WDT),接著以 Hog 工具輕輕耙平以形成均勻表面(確保不進行垂直敲擊)。粉餅準備以安裝於支架上的 Hog 工具完成,以確保精確的垂直運動。

  • 測量協議

  • 折射儀: Atago PAL 折射儀,以調整後的 Montille 水歸零。
  • 取樣: 未過濾的咖啡樣本在室溫下經劇烈攪拌後進行測量。
  • 平均: 每個回報的數據點代表 3 至 5 次獨立測量的平均值。

  • 4. 進行


    萃取曲線結構(混合式「槓桿預浸」)

  • 步驟 0(選用): 「鎖上咖啡手柄」步驟,旨在於最終沖煮水升溫階段保護咖啡粉餅免受熱蒸氣影響。
  • 步驟 1(預浸): 以 4mL/s 供水,當達到步驟 2 目標壓力的 80% 時終止。
  • 步驟 2(加壓預浸): 壓力優先階段。對於較高流速的萃取曲線會降低目標壓力,以防止使用較粗研磨時過早滴漏。
  • 步驟 3(流速過渡): 平緩且溫和地提升流速,過渡至最終萃取流速。
  • 步驟 4(萃取): 流速優先萃取階段,依重量自動停止,目標沖煮比例為 1:2.4。

  • 實驗的萃取曲線步驟

    萃取曲線步驟詳圖

    測試的萃取曲線

  • 萃取曲線 A(1.5mL/s 萃取流速):
  • 配方: 粉量 14g,產出 34g(沖煮比例 1:2.4)。
  • 變化: 比較較短的加壓預浸(4 秒)搭配較長的流速爬升(12 秒),與較長的預浸(12 秒)搭配較短的流速爬升(4 秒)。
  • 萃取時間: 總萃取時間介於 40 秒至 45 秒之間。

  • 萃取曲線 B(2.5mL/s 萃取流速):
  • 配方: 粉量 13g,產出 31g(沖煮比例 1:2.4)。
  • 變化: 比較較短的預浸(4 秒)搭配較長的流速爬升(10 秒),與較長的預浸(10 秒)搭配較短的流速爬升(4 秒)。
  • 萃取時間: 總萃取時間介於 29 秒至 35 秒之間。

  • 5. 結果


    下表列出在 Mahlkönig EK43 S 上以不同研磨刻度設定所收集的實測萃取率(EY)數據:

    不同流速的實驗

    在 2.5mL/s 下,兩種預浸/流速爬升變化所得到的萃取率(EY)範圍完全相同,均為 19.4% – 19.9%。在 1.5mL/s 下,12 秒預浸/4 秒流速爬升的設定達到 19.4% – 19.7% 的萃取率範圍,而 4 秒預浸/12 秒流速爬升的設定則略高,為 19.5% – 20.1%。


    6. 結論

    從實驗中可得出以下結論:

    1. 能否在不造成咖啡粉餅通道效應的情況下達到更高的萃取流速?
  • 可以。透過對萃取曲線進行特定調整,即可在不產生通道效應的情況下達到較高流速(2.5mL/s)。為維持目標壓力範圍,需使用較粗的研磨刻度,並在加壓預浸步驟中設定較低的壓力上限,以防止過早滴漏。
  • 2. 在調校過程中,流速上升的速率如何影響萃取?
  • 較溫和、較緩慢的流速提升(步驟 3 過渡)有助於減少粉餅通道效應,從而避免萃取不足的酸澀風味。在各種研磨刻度調整下,萃取率均保持高度一致(19.4% - 20.1%)。
  • 3. 「槓桿預浸」萃取曲線的調整在不同最終流速(1.5mL/s 對比 2.5mL/s)下表現如何?
  • 在 2.5 mL/s 下,該萃取曲線需要使用較粗的研磨設定,並在加壓預浸步驟中設定較低的壓力上限,以防止過早滴漏。儘管完成速度快得多(29–35 秒,相較於 1.5mL/s 萃取曲線的 40–45 秒),2.5mL/s 萃取曲線仍達到幾乎相同的萃取率(19.4%–19.9% 對比 19.4%–20.1%)。只要採用溫和的流速過渡步驟,兩種流速均能成功消除粉餅通道效應並避免酸澀風味。

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  • 這是以下內容的翻譯: Higher extraction flow rates without channeling?


    john created 2026/08/18, john updated 2026/11/10