怎麼讓手沖咖啡更均勻？試試看螺旋形、花形柱水圖形！ @ 食力foodNEXT‧食事求實的知識頻道

你應該要知道的食事

水流對於沖煮一杯好咖啡也會造成重要的影響。首先，咖啡粉表層要能平均分布；再者，水流不能突然加速；最後，注水圖形可以簡單重複最好。如此才能造成最大的擾流，沖泡出最均勻的咖啡。

撰文＝Jonathan Gagné

研究水流如何影響「一池」（a pool）靜態水（即咖啡漿），對於了解該如何控制攪動是相當重要的。該對咖啡漿投注多少擾流的關鍵，就是水流在碰觸到咖啡漿表面時的形狀——尤其是它的不規則形狀。一道手沖壺注入的平順水流會幾乎不受干擾地直接穿入咖啡漿，並創造一道僅產生小小擾流並能直探深處的強力水流。

如此一來，水流注入的中心周圍，就會產生更多從咖啡粉層底部揚升至表面的水流，同時帶起部分咖啡粉顆粒，但不一定會造成顆粒分散。向下投注的水流動力可能甚至會在咖啡粉層鑽出一個洞，若是之後沒有以旋轉濾杯的方式沖散，就可能連帶產生問題。

帶入部分空氣的水流讓咖啡粉的攪動最大化

科學家為增進水力發電大壩的安全與耐久，建立了水柱向下射流形成的空洞的詳細物理模型（e.g., Bollaert 2002; Bollaert and Schleiss 2003）。這類研究的部分結論頗為直觀，套用到咖啡沖煮的場合即為：

較大型且較快速的水流會對咖啡漿受到的衝擊處，產生更多向下動力且鑽出更大的洞。不過，這些模型還包含了另一個較不直觀的關鍵：水柱衝擊水面時若夾帶了較多空氣，就會在抵達底部之前喪失較多動力，鑽出的空洞尺寸也會因此縮小（e.g., Duarte, Pinheiro, and Schleiss 2016）。這是因為被水流帶著向下的空氣泡泡之密度比較低，氣泡受到的向上浮力將減緩水流向下的速率。

科學家建立了水柱向下射流形成的空洞的詳細物理模型。（圖片來源：方言文化出版社提供）

擾流越深咖啡的萃取度越均勻

向下流動的水與氣泡之間還將產生摩擦力，會在一段時間內帶著氣泡並抵抗浮力而向下移動；此作用力有效地減緩了水流且產生更多擾流，同時也縮減了水流抵達咖啡漿的深度。當水流持續向下深入，會逐漸因為氣泡與周遭靜止水的摩擦力而緩慢並消散，直到水流向下動力衰弱到能讓氣泡的浮力成功地使水流向上推送。因此，氣泡成功向下抵達咖啡漿的深度，就是我們創造的明顯擾流能抵達多深的視覺指標。在先前的討論中，曾解釋擾流在咖啡沖煮場合時的稱呼就是攪動；攪動具備正向影響，因為它能以混亂的方式揚起咖啡粉顆粒，藉此有效地使顆粒彼此分開，並讓萃取度更為均勻。

擾流攪動也會在咖啡粉層鑽出空洞，但這類空洞通常較寬也較易改善，例如利用旋轉濾杯或讓水流注入處分散於咖啡漿表面。咖啡界已發展出許多種注水圖形；我認為只要注水範圍在粉層表面相對平均分布，且流速不會突然加快而造成水流破碎，那麼注水圖形的模樣，對於沖煮咖啡應不會有重要影響。因此，建議各位注水圖形越簡單越好，最好能做到「不假思索地平均地在咖啡粉層表面重複」。我個人偏好螺旋形或花形。

注水的圖形應該要越簡單越好，像是螺旋形或花形。（圖片來源：方言文化出版社提供）

「俯衝噴射反應器」最大化反應速率

綜合以上所述，所謂「理想的沖煮水流」應具有以下特點：水流注入咖啡漿的同時可帶入部分空氣，藉此讓咖啡粉層的擾流與攪動最大化。另外，我們也企圖掌控擾流的深度。有個意料之外的科學領域範疇，也對咖啡沖煮的此面向有益，即俯衝噴射反應器（plunging jet reactors）。這類化學反應器的主要目標，就是盡可能地提高液體與氣體的化學反應時間。此目標不易達成，因為液體與氣體的密度往往相當不同，兩者通常會分成兩層，彼此僅沿著小範圍的表面接觸。

在控制之下，俯衝至靜態液體的噴射流體能將部分氣泡帶入靜態水中、大幅增加兩者的接觸面積，進而將化學反應速率最大化（eg., Haraldsson 2000; McKeogh and Ervine 1981; Yin et al. 2018）。由於氣泡也會使得水流產生擾動，這個領域的科學家不斷嘗試最佳化參數，而這其實正是我們想在咖啡沖煮過程中欲改善的參數。