1. 引言
Stéphane Ribes 於 2020 年 3 月發表的簡報 濃縮咖啡萃取的徑向均勻度，探討咖啡在濃縮咖啡粉餅半徑方向上是否萃取均勻。該簡報並未將成品的萃取率視為對這杯咖啡的完整描述，而是將萃取後的粉餅分為同心區域，分別量度其中心、中間及外圍部分的萃取率。
這項區分之所以重要，是因為令人滿意的平均萃取率可能掩蓋了相當大的內部差異。萃取率極高的中心，可以在數值上補償嚴重萃取不足的外圍。因此，該簡報同時關注以下兩者：
整體濃縮咖啡萃取率，由飲品中量度。
粉餅局部萃取率，在咖啡粉床的同心區域中分別量度。
簡報比較了兩項實際介入措施：在粉餅下方放置 V60 濾紙，以及將壓粉器由平底改為凸面「US curve」底座。隨後，簡報提出以粉碗設計來解釋剩餘的邊緣萃取不足。
核心發現是：在受測條件下，傳統濃縮咖啡粉餅的外圍萃取程度遠低於中心。在粉餅下方放置濾紙可大幅減少這種徑向差異，而凸面壓粉器底座則會使其惡化。
2. 探討的問題
Stéphane 嘗試探究並回答以下問題：
在粉餅下方未放置濾紙的標準濃縮咖啡中，從中心到邊緣的萃取率有多均勻？
在粉餅下方放置 V60 濾紙，能否改善徑向萃取均勻度並提高平均萃取率？
與平底壓粉器底座相比，凸面「US curve」壓粉器底座對徑向萃取有何影響？
濃縮咖啡粉碗有限的穿孔面積，能否解釋外圍萃取不足？擴大該面積是否為一個有前景的解決方案？
3. 方法
實驗原理
測試流程沿兩條分析路徑進行。首先，收集濃縮咖啡飲品並測定其整體萃取率。其次，將粉餅分為三個同心部分：外圍、中間及中心，然後亦測定這三個粉餅部分的萃取率。
徑向圖表以下列方式標示三個區域的邊界：
設備與受控條件
設備與工具： Decent Espresso 咖啡機 DE1PRO v1.1（配備紅色 Cafelat 8.0 毫米矽膠墊圈，以及不含墊片的 IMS SI 200 IM 分水網）、配備 SSP「High Uniformity」刀盤的 Mahlkönig EK43 S 磨豆機，以及 15 克 VST 直身粉碗。
水與咖啡準備： 使用碳酸鈉及瀉鹽將 Montille 水調整至 50 ppm CaCO₃ 鹼度及 125 ppm CaCO₃ 總硬度。將單份冷凍咖啡豆（每杯 12 克）研磨至雙層不鏽鋼杯中。
佈粉與壓粉： 每次萃取前，均以乾淨紙巾擦乾粉碗及分水網。使用 Londinium WDT佈粉針配合 Decent 接粉環進行佈粉（不垂直敲擊），再以豬鬃工具輕輕耙平表面。壓粉使用 The Force 壓粉器（58.5 毫米平滑平底或 US 曲面底座），連續施加兩次。
量度： 萃取樣本後，將其分為徑向區域（中心、中間、外圍），並與最終的濃縮咖啡一同評估。總溶解固體（TDS）及萃取率（EY）於室溫下，以未經過濾的 Atago PAL 折射儀（以測試用水歸零）在劇烈攪拌後量度。每個記錄的數據點代表 3 至 5 次量度的平均值。
在濾紙及壓粉器的比較中，粉量、粉碗、研磨設定及 1:2.5 比例均保持不變。這使得比較在一個共同的研磨阻力下具有意義，儘管這並未顯示每種配置若各自重新調整至其最佳狀態時的表現。
萃取曲線
簡報提供了一個混合的 「lever-blooming」 萃取曲線，描述為 Londinium 與 blooming 萃取曲線的結合。其主要萃取流量為 2.5 毫升/秒。以下為該萃取曲線的步驟：
最初的「鎖上咖啡手柄」步驟為可選。其目的是在沖煮用水完成最後升溫期間，避免粉餅暴露於高溫的機器環境中。
4. 結果
透過其實驗，Stéphane 得出以下萃取率：
總結而言，Stéphane 得出以下結果：
1. 基準萃取不足： 在標準濃縮咖啡中，咖啡粉餅的外圍邊緣（佔總粉量重量外圍 1/4）僅達到中心咖啡粉萃取率的一半。
2. 濾紙的影響： 在粉餅下方放置 V60 濾紙，可顯著改善徑向均勻度，並將平均萃取率由 21% 提高至 24%。
3. 壓粉器形狀的影響： 凸面壓粉器底座（US curve）會增加流向中心的流量，加劇徑向不均勻，並使平均萃取率降至 20%，相較於平底壓粉器底座的 21%。
4. 粉碗穿孔表面積的影響： Reneka Micro-Sieve 粉碗（40 毫米穿孔直徑）的表面積較標準 49 毫米粉碗（Decent、VST、IMS）小 33%，導致典型損失 3 個萃取率百分點。將精密粉碗的穿孔表面積由 49 毫米擴大至 53 毫米，可使有效孔洞覆蓋率增加 +17%，據推測這將顯著改善徑向萃取均勻度。
5. 結論
簡報的證據指向傳統濃縮咖啡萃取中一個特定的結構性弱點：粉餅外圍部分所獲得的有效萃取遠少於中心。這並非輕微的邊緣效應，因為受影響的外圍環狀區域約佔粉量的四分之一。
在粉餅下方放置 V60 濾紙是測試中最成功的介入措施。它使中心基本保持不變，同時將外圍區域的萃取率由 13% 提高至 22%，將徑向差距減少四分之三，並將整體萃取率由 21% 提高至 24%。相反，凸面壓粉器則加劇了對中心的偏好，並使外圍萃取率降至僅 7%。
粉碗穿孔分析提供了連貫的工程學解釋，但仍屬一項需要直接實驗驗證的提案。
1：在粉餅下方未放置濾紙的標準濃縮咖啡中，從中心到邊緣的萃取率有多均勻？
在受測條件下，其均勻度極低。中心達到 25% 萃取率，中間為 23%，外圍僅 13%。因此，粉量外圍四分之一區域的萃取程度僅約為中心的 52%。所報告的 21% 飲品平均值，掩蓋了 12 個百分點的徑向差距。
2：在粉餅下方放置 V60 濾紙，能否改善徑向萃取均勻度並提高平均萃取率？
在此實驗中，能大幅改善。外圍由 13% 升至 22%，中間由 23% 升至 24%，而中心維持於 25%。中心至邊緣的差距由 12 個百分點收窄至 3 個百分點，整體萃取率由 21% 提高至 24%。此改善主要來自外圍萃取的恢復，而非中心的進一步萃取。
3：與平底壓粉器底座相比，凸面「US curve」壓粉器底座對徑向萃取有何影響？
它會使徑向均勻度惡化。中心維持於 25%，但中間降至 22%，外圍降至 7%。中心至邊緣的差距由 12 個百分點擴大至 18 個百分點，而所報告的整體萃取率由 21% 下降至 20%。數據與流量更強烈地集中於中心、犧牲粉餅外圍的情況一致。
4：濃縮咖啡粉碗有限的穿孔面積，能否解釋外圍萃取不足？擴大該面積是否為一個有前景的解決方案？
這是一個合理且在幾何上獲得充分支持的假設，但簡報並未加以證實。標準 49 毫米的穿孔範圍幾乎正好終止於萃取不足的外圍區域開始之處，而 40 毫米的 Reneka 穿孔範圍則小得多。將穿孔直徑由 49 毫米增加至 53 毫米，將增加約 17% 的有效面積，並使孔洞延伸至所量度的外圍環狀區域。然而，仍需進行受控的粉碗實驗，以區分穿孔直徑的效應與孔洞密度、孔洞形狀、粉碗幾何形狀及其他設計差異的影響。
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