1. 引言
Stéphane Ribes 于 2020 年 3 月发表的报告《意式浓缩咖啡萃取的径向均匀性》，研究了咖啡在意式咖啡粉饼半径方向上是否被均匀萃取。该报告并未将成品饮品的萃取率视为对这次萃取的完整描述，而是将萃取后的粉饼分离成若干同心区域，分别测量其中心、中间和外围部分的萃取率。
这一区分之所以重要，是因为令人满意的平均萃取率可能掩盖了显著的内部差异。萃取充分的中心区域可以在数值上弥补严重萃取不足的外围区域。因此，该报告同时关注以下两方面：
整体意式咖啡萃取率，由饮品测得。
粉饼局部萃取率，在咖啡床的同心区域中分别测得。
报告比较了两种实际干预措施：在粉饼下方放置 V60 滤纸，以及将压粉器从平底改为凸面“US 曲线”底座。随后，报告提出了一种从粉碗设计角度解释剩余边缘萃取不足的假设。
核心发现是：在测试条件下，传统意式咖啡粉饼的外围萃取程度远低于其中心。在粉饼下方放置滤纸可显著减小这种径向差异，而凸面压粉器底座则会使其恶化。
2. 提出的问题
Stéphane 试图研究并回答以下问题：
在粉饼下方未放置滤纸的标准意式咖啡萃取中，从中心到边缘的萃取率有多均匀？
在粉饼下方放置 V60 滤纸能否改善径向萃取均匀性并提高平均萃取率？
与平底压粉器底座相比，凸面“US 曲线”压粉器底座会如何影响径向萃取？
意式咖啡粉碗有限的穿孔面积能否解释外围萃取不足？扩大该面积是否会是一个有前景的解决方案？
3. 方法
实验原理
测试方案沿两条分析路径进行。首先，收集意式咖啡饮品并测定其整体萃取率。其次，将粉饼分为三个同心部分：外围、中间和中心。随后也测定这三个粉饼部分的萃取率。
径向图表按如下方式标示三个区域的边界：
设备与受控条件
设备与工具： Decent Espresso 意式咖啡机 DE1PRO v1.1（配备红色 Cafelat 8.0 mm 硅胶密封圈和 IMS SI 200 IM 分水网，无垫片）、装有 SSP “High Uniformity” 刀盘的 Mahlkönig EK43 S 磨豆机，以及 15g VST 无凸缘粉碗。
水与咖啡准备： 使用碳酸钠和泻盐将 Montille 水的碳酸钙碱度调整为 50 ppm、总硬度调整为 125 ppm。将单份冷冻咖啡豆（每次萃取 12g）研磨至双层不锈钢杯中。
粉饼准备与压粉： 每次萃取前，用干净纸巾擦干粉碗和分水网。使用 Londinium WDT 工具配合 Decent 接粉环进行布粉（不进行垂直敲击），随后用猪鬃工具轻轻梳理以平整表面。使用 The Force 压粉器（58.5 mm 光滑平底或 US 曲面底座）连续压两次完成压粉。
测量： 萃取样品后，将其分为径向区域（中心、中间、外围），并与最终的意式咖啡萃取一同评估。在室温下，使用未过滤的 Atago PAL 折射仪（用测试水归零），在剧烈搅拌后测量总溶解固体（TDS）和萃取率（EY）。每个记录的数据点代表 3 至 5 次测量的平均值。
在滤纸和压粉器的对比中，粉量、粉碗、研磨设置和 1:2.5 的比例均保持不变。这使得这些对比在一种共同的研磨阻力下具有意义，尽管它无法显示每种配置在各自重新调整萃取参数至其最佳状态时的表现。
萃取曲线
该报告提供了一条混合的 “杠杆闷蒸” 曲线，被描述为 Londinium 曲线与闷蒸曲线的结合。其主要萃取流量为 2.5 mL/s。以下是该曲线的步骤：
最初的“锁定萃取把手”步骤是可选的。其目的是在冲泡水完成最后升温的同时，避免粉饼暴露在高温的机器环境中。
4. 结果
通过实验，Stéphane 得出了以下萃取率：
总而言之，Stéphane 发现如下：
1. 基线萃取不足： 在标准意式咖啡萃取中，咖啡粉饼的外缘（占总粉量重量的外侧 1/4）仅达到中心咖啡粉萃取率的一半。
2. 滤纸的影响： 在粉饼下方放置 V60 滤纸可显著改善径向均匀性，并将平均萃取率从 21% 提高到 24%。
3. 压粉器形状的影响： 凸面压粉器底座（US 曲线）会增加流向中心的流量，加剧径向不均匀性，并使平均萃取率降至 20%，而平底压粉器底座为 21%。
4. 滤碗穿孔表面积的影响： Reneka Micro-Sieve 粉碗（穿孔直径 40 mm）的表面积比标准 49 mm 粉碗（Decent、VST、IMS）小 33%，导致典型的 3 个萃取率百分点的损失。 将精密粉碗的穿孔表面积从 49 mm 扩大到 53 mm，可使有效孔覆盖率增加 +17%，据推测这将显著改善径向萃取均匀性。
5. 结论
该报告的证据指向传统意式咖啡萃取中一个特定的结构性弱点：粉饼的外部所获得的实际萃取远少于中心。这并非轻微的边缘效应，因为受影响的外环约占粉量的四分之一。
在粉饼下方放置 V60 滤纸是测试中最成功的干预措施。它使中心基本保持不变，同时将外围区域的萃取率从 13% 提高到 22%，将径向差异缩小了四分之三，并将整体萃取率从 21% 提高到 24%。相比之下，凸面压粉器加剧了中心偏好，并将外围萃取率降至仅 7%。
粉碗穿孔分析提供了一个连贯的工程学解释，但仍是一个需要直接实验验证的假设。
1：在粉饼下方未放置滤纸的标准意式咖啡萃取中，从中心到边缘的萃取率有多均匀？
在测试条件下极不均匀。中心达到 25% 萃取率，中间为 23%，外围仅为 13%。因此，粉量的外侧四分之一仅以约中心水平的 52% 被萃取。所报告的 21% 饮品平均值掩盖了 12 个百分点的径向范围。
2：在粉饼下方放置 V60 滤纸能否改善径向萃取均匀性并提高平均萃取率？
在本实验中可以，且改善显著。外围从 13% 升至 22%，中间从 23% 升至 24%，中心保持在 25%。中心到边缘的范围从 12 个百分点缩小到 3 个百分点，整体萃取率从 21% 提高到 24%。这一改善主要来自外围萃取的恢复，而非中心萃取的进一步提升。
3：与平底压粉器底座相比，凸面“US 曲线”压粉器底座会如何影响径向萃取？
它会加剧径向不均匀性。中心保持在 25%，但中间降至 22%，外围降至 7%。中心到边缘的差异从 12 个百分点扩大到 18 个百分点，所报告的整体萃取率从 21% 降至 20%。数据与流量更强烈地集中于中心、牺牲粉饼外围的情况相一致。
4：意式咖啡粉碗有限的穿孔面积能否解释外围萃取不足？扩大该面积是否会是一个有前景的解决方案？
这是一个合理且在几何上得到充分支持的假设，但尚未被该报告证实。标准 49 mm 穿孔区域的终点几乎恰好是萃取不足的外围区域开始之处，而 40 mm 的 Reneka 穿孔区域则小得多。将穿孔直径从 49 mm 增加到 53 mm，将增加约 17% 的有效面积，并将孔洞延伸至所测量的外环区域。仍需进行受控的粉碗实验，以将穿孔直径的影响与孔密度、孔形状、粉碗几何结构及其他设计差异区分开来。
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