趁这个机会来随便聊一聊过滤这档事
在谈滤材之前
我们先聊一下要过滤的东西是什么
冲煮咖啡的过程当中
一旦咖啡颗粒接触到热水
除了那些易于溶解的成分开始被热水带出
未过滤的咖啡液当中包含着:
大型颗粒
肉眼可见的细粉
肉眼几乎不可见的极微细粉
多酚类(polyphenol)
漂浮在水中的胶体(colloids)
除了大型颗粒与大量的细粉会被拦阻在滤纸的表面
其他的极微细粉、以及不易溶解的化学物质
由于他们的体积远小于滤纸纤维孔隙的大小
所以会渗入滤纸纤维孔隙当中
有部分会直接撞在纤维上而卡住
部分则因为凡德瓦力而被吸附
而有相当的比例会穿越层层阻碍，而进入咖啡液成品当中
在目前的咖啡测量科学当中
大家普遍地借由TDS的数值，判断浓度与计算萃取率
进而与风味进行比对来判断萃取成效
我们发展出了金杯系统，告诉大家数值在某个范围的咖啡液最受欢迎
然而到目前为止，浓度/萃取率的机制有着许多侷限
例如当粕谷哲说他的四六法前段比例改变，能决定酸甜
这个理论是正确的，甚至有论文帮这个手法背书
但却无法用萃取率来解释
无法解释为什么改变前段比例，在相同的萃取率下会有酸甜度的感知差异
这是因为当下普遍使用的浓度测量，仅仅是量测”可溶解的物质浓度”
然而"不易溶解的物质"仍然对咖啡口感与风味造成巨大的影响
Jonathan Gagne针对这个议题做过一些研究
他主张这些不易溶解物质会影响咖啡的酸质、甜感、body，以及最重要的涩感
(astringency)
到目前为止他似乎还没有从这个角度发展出比较好的量测、操作、解释的架构
最新的blog文章仅仅是谈了关于涩感的假说
(有兴趣的可以直接去看他网站那篇讲他对astringency机制的想法)
即便这些想法仍然不是很成熟
但我认为从这些不易溶解物质的过滤理论发展下去
可以对于现代咖啡冲煮的许多现象有着很强的解释力
在这些过滤理论当中
我认为最重要也常被忽视的一点
是完整的咖啡粉床，咖啡颗粒的堆叠本身，就是最佳的过滤工具
当咖啡颗粒经过完整预浸、排气、吸水、沉降
多孔隙的表面与多样化的几何形体堆叠，形成了比滤纸纤维更好的过滤效能
于是得以捕捉较大量的”不易溶解物质”
Gagne之前有做过许多实验展示这件事情
但我这边提供一些更简单常见的例子
如果大家使用浸泡法，如冷泡或法压制作过咖啡
而在制作过程当中有尝试把泡出来的咖啡倒到滤杯滤纸当中过滤
可以发现这些肉眼看起来没有很多颗粒的液体阻塞滤纸的能力很强
很轻易地可以让滤纸严重阻塞
这是因为这些咖啡液并没有流经一个完整的咖啡粉床进行过滤
所以不易溶解的物质会大量地进入滤纸纤维孔隙当中产生阻塞
而单纯依靠滤纸过滤出来的咖啡液也会看起来更加混浊
再来要谈的重要观念是，冲煮手法如何影响这些极微细粉跟不易溶解的大分子物质
讲起来有点繁琐，就请大家忍耐一下
由于我们这里谈到的，是体积极小，足以穿越纤维孔隙的物质
这些微小的物质，会受到凡德瓦力的强烈影响
彼此吸附，或吸附在大型的咖啡颗粒上
如果大家有看过放大的咖啡研磨颗粒
就可看到细粉会吸附在大颗粒上，而肉眼未见的小颗粒更是如此
刚研磨好的时候，可以看做这些物质都是被固定在大颗粒表面
(虽然目前暂以冲煮作为例子，espresso细度以下的研磨常出现粉团也是类似的原理)
在冲煮过程当中，受到外力冲刷
这些小颗粒会被冲离原本黏附的位置，开始随着水流移动
部分被粉层与滤纸捕捉，而部分流入咖啡液成品
而随着扰动与冲煮的水流模式不同，随着水流移动的小颗粒数量也会不同
简单从常识性的方法来说
若要让小颗粒与大颗粒分离
冲刷的水流要足够大来克服颗粒间的吸附力
但冲刷的力道又不够大到连重量大的大颗粒也一起推动
于是大颗粒会被卡在原地，而小颗粒被拉离大颗粒的表面进入水流
如果大颗粒一开始就被过大的水流推动，大小颗粒间的拉扯力道/速差就会变小
于是脱离的效果反而会下降
会有较多小颗粒仍然维持吸附在大颗粒上一同漂流
Gagne之前谈水流的时候
把水流分成层流(laminar flow)与湍流(turbulent flow)
粗略地说
层流指的是平滑不破碎的水流
大家单点注水时，看着水流没有太多破碎与气泡就直达容器底部
这时候的平滑水流就称为层流
而拉高注水高度，使得水柱在水中因为气泡影响而四散扰动的水流就称为湍流
我就不多谈Gagne对于湍流扰动的想法细节
有兴趣的可以去看他的书或blog有关手冲壶的注水的部分
这里要谈的是，层流、湍流等水流种类对于不易溶解物质冲刷的影响
使用单点注水的手法时
平滑持续的层流会将所有的大小颗粒一并推动
从透明的容器里可以看到咖啡颗粒看似被激烈地翻搅滚动
但实际上，小颗粒却得以附着在大颗粒上随水漂流
此时分离出来的小颗粒相对较少
而绕圈注水时，绕至左侧时，右侧大颗粒暂时沉降固定
当水柱再次绕回右侧时
由于大颗粒彼此之间堆叠摩擦，相对较难移动
此时水流的冲刷仅会让较小的颗粒脱离漂流
大颗粒相较之下，较容易留在原位
一再绕圈，就是重复这个将小颗粒拉扯脱离被牵制住的大颗粒的过程
使得较多的不易溶解物质被冲刷随水漂流
最后渗入纤维缝隙
所以相较于单点注水，绕圈越多，重复固定住大颗粒冲刷小颗粒的过程
就越容易阻塞滤纸，也越容易让这些物质进入咖啡液成品
常见的说法会说中央单点注水是在打开通道
实际上一条畅通的通道是不存在的
由于锥形滤杯的构造，无论使用何种扰动方式
在注水停止后，大部分的颗粒仍然会沉降到底部
常见的手冲深坑，与其说是因为中央注水挖出通道
不如说是注水前期没有破坏周遭的浮游层
使得后期周围浮游层沉降后，沾附堆叠在滤杯壁，产生倒锥形粉层
也就是所谓的粉墙
如果一开始就让所有的颗粒充分排气吸水沉降
无论怎么样从头到尾中心注水，也不可能产生深坑
这也是为什么排气少、沉降快的浅烘豆，无论手法，粉墙量总是较少或没有的原因
如果真正的通道不存在
那为什么单点注水可以加快排水速率
这是因为单点注水会形成持续推动所有颗粒的平滑层流
于是在注水过程当中，小颗粒的脱离比例不高
滤纸阻塞的程度也会因此减缓
流速因此获得改善
另外一个常见的例子是断水会大幅增加滤纸的阻塞程度
是因为断水，尤其是完全排干的断水
会让大颗粒失去水中的浮力，彼此嵌合压迫堆叠
再次开始注水时，整个滤杯当中大部分的大颗粒都卡在完全的静止状态
这时候水流一旦冲过被固定住的大颗粒表面
拉离小颗粒的效率就会特别好
一旦水位上升，大颗粒又开始松动漂浮，甚至与层流一同飘动
大小颗粒共同漂浮的状态下，冲刷小颗粒的效果就会下降
这样一来，也可以解释为什么浅焙豆更容易受手法影响而阻塞
是因为密度高(浅焙的密度通常是深焙的1.2~1.3倍)
更易沉降堆叠嵌合
让固定大颗粒冲刷小颗粒的流程更加有效率
如果在加上有些浅焙豆在研磨的时候在刀盘边缘有更多重复研磨
那就让浅焙豆阻塞滤纸的情况更加明显
另外一个例子出现在浸泡式的滤杯
虽然是由其他玩家发现这个技巧
但后来被James Hoffmann推广之后便得更加普遍
也就是先注水再浸泡的技巧
在使用聪明滤杯或hario switch的时候
如果先把热水完全加入，再加入研磨颗粒搅拌
其他变量相同的状况下(粗细、温度、浸泡时间)
水流光的所需时间，会是先加粉后注水的1/3~1/2
从之前谈的理论可以发现
滤纸阻塞的程度取决于有多少不易溶解物质渗入纤维孔隙
干燥、尚未预浸、排气、沉降的咖啡颗粒，过滤效果是在最差的状态
此时咖啡颗粒彼此又在静止堆叠的状态，将水流冲刷的效益最大化
而颗粒接触热水后开始大量涌出气体
使得大量冲刷出的不易溶解物质，几乎不会被完整的粉层过滤拦阻
只会直接冲入滤纸纤维孔隙当中
相较之下，先注水完成再将咖啡颗粒加入时
即便后续使用搅拌方式进行混和
在有大量的水进行缓冲与支撑大型颗粒的状况下
大颗粒并未陷入相互摩擦堆叠的状态
随着搅拌，大小颗粒共同在水中漂浮
自然减少小颗粒被拉扯离开大颗粒的比例
且在后续的开阀排水阶段，许多大颗粒已经排气吸水沉降到底部
形成足够的过滤层来减轻滤纸的负荷
整个流程当中，被分离出的小颗粒数量相对少
后期又被粉层过滤
相互影响下，就能达到倍数的排水速率
讲到这里，我们就有足够的经验与理论基础去粗略地谈
粕谷哲四六法的前段比例造成风味差异的原因
如同在浸泡手法当中所提到的
完全干燥、未预浸的咖啡粉层，是冲刷最烈、过滤最差的状态
当增加第一段注水的比例
就是让更多的不易溶解物质在这个阶段跳过过滤，进入成品
而减少第一段注水的比例
则是让这些多余的水量，在粉层排气吸水沉积后才进入
可以理解成
“被湿润粉层过滤的溶液量增加了，成品当中不易溶解的物质减少了”
因而在相同浓度(可溶物质浓度)与萃取率下，仍然改变了风味感知与成分组成
过去有些理论会说，咖啡中的悬浮物会减少甜感增加涩味
但我觉得相关的证据与资料仍然相当有限，不能说死
到目前为止我们仍然无法完全解析或控制这类变化
仅仅知道这是在浓度与萃取率之外，改变风味的重要因素而已
但也可以稍稍理解为何四六法有这样的功能
而有些人在四六法前段降低注水强度
不像粕谷哲那样全程大水浇灌
这也有助于在干粉期减少不易溶解物质的渗出量
也是调节风味的一种选择
老一点的咖啡人会说，闷蒸决定一杯咖啡的风味
我并不完全认同这样的说法
但可以理解，在预浸完整(排气、吸水、沉降)前，粉层处于最为脆弱的状态
对于成品咖啡液当中的不易溶解物质的含量影响巨大
尤其是对于老派深焙来说，为什么日系手法要搞那么久那么细腻的排气
一方面烘焙越深，当中会有更多我们不想要让其穿越滤纸的不易溶解成分
而且排气多、油脂多、密度低、易漂浮的粉层过滤效果很差
萃取初期，轻率粗鲁的手法很容易就让其进入咖啡液中
所以要排气、要吸水，慢慢做足
尽可能让所有的溶液都能被底层堆叠的颗粒所过滤
但在浅焙精品当道的年代
发展出那么多大水量预浸或粗暴扰动的手法
也是因为这些不易溶解的成分，不全然只会为咖啡带来不好的风味
复杂度、层次、body的均衡
需要靠这些成分来协同合作
在某些豆子身上，多萃取一些这类成分也能有很好的表现
现在有很多无扰动器材，melodrip、兴波洒水头、Gabi或是像DCP那样的萃取器材
如果使用这些器材做出完全低扰动，完整穿越粉层过滤的一杯
干干净净
只是很多时候会让浅焙豆变得有点无聊，我个人不太喜欢
但怎么样才平衡，在各种豆子上什么样的冲刷扰动量才算好
这就要看各家冲煮手的sense来决定了
Gagne之前有试着用turbidity浊度计去测量不溶解物质的数值
想从里面找到一个比较好的解释架构
但看起来现在还没有得到什么非常完整具体的结论
最后还是回到为什么粕谷哲版v60会搞砸的问题上好了
无论用任何手法
咖啡中不易溶解的物质，会随着萃取流程导致滤纸的孔隙渐渐被阻塞
在同样手法、同样纸质的前题下
阻塞的严重程度跟滤纸面积成反比
滤纸面积越大，他就有越多孔隙来分担阻塞
滤纸越小，阻塞的情况就会恶化很快
粕谷哲版的v60看似用一样大小的v60滤纸
但在底部贴合封闭之后
即便上半部的肋骨让上半部的溶液渗出
到了贴合处，又会跟其他液体汇流
“真正能够让溶液脱离的面积”只有突出滤杯底部小小的三角锥空间而已
比起一般的v60可以让溶液从高到低，360度几乎无限制地渗流
粕谷哲版要让几百cc带着悬浮物质的溶液穿过底部那么小的面积
很快就会造成那块小面积的滤纸孔隙被塞满
滤纸孔隙大量塞满之所以会造成负面风味
萃取时长反而是其中较小的部分
很多时候负面风味来自于萃取不均
一旦滤纸只剩下越来越小的面积能够渗流
水流的路径就会被限缩
像是把espresso滤杯的滤孔堵住一部分
尽管堵住的只是末端的滤纸跟滤孔
上面的水流也会开始偏向
长时间大水量流经相对狭小的粉层路径
不仅拉低了其他区域的萃取率
所剩不多的被重复冲刷的这些路径
其过滤能力也会因此下降
而会拉扯出过多负面风味的物质
至于带有阀门或是孔径相对小的限流滤杯
浸泡也好，慢流速也好
流速变慢的成因若不是来自于底部滤纸纤维孔径阻塞或可用面积缩减
也就是这些器材若是用其他结构达成慢流速
仍然保持着相对较大的滤纸面积与更广的路径选择让水流移动渗出
那么就算时间拉长，均匀度却没有下降
也就不容易出现负面风味
当然也有结构也慢、滤纸可用面积也小的器材
那使用上困难度也就更高了
不过也有人会说无限滤杯也是只有下方很小的有效滤纸面积
其实阻塞的问题是相对，而不是绝对的
无限滤杯一开始原厂推荐就是单次入水，不断水、少扰动
而粕谷哲把四六法用在自己这个滤杯上，多次断水多扰动
阻塞的情况自然严重许多
实际上很多手法调整一下还是可以用到这类型滤杯上
但极小滤纸面积的限制就在那里
萃取率很难做到极高
因为很快就会面临水流路径缩减而萃取不均的问题
负面风味会提早出现
无法说是很理想的器材选择
以上简单聊聊，有很多东西并不是定论
只是提供一些素材让大家参考参考

大推

有水准的一篇文章 看来一刀流或者涓滴法或许更合适这滤杯还有之前Icta大提到的摇晃滤杯手法，或可合适？Icta大的文章真的是精辟入理，请收下我的膝盖

很清楚，更好奇当初粕谷开发时在想啥，他对这篇谈到的应该是有一定认识。

太专业了吧 喝咖啡学物理学

推

先推再看

用滴滴乐冲尽管很稳定 但喝起来真的太干净 蛮快就会腻不过有个疑问 干燥或未排好气不就代表水没接触咖啡粉这样要如何带走不易溶解物质穿过滤纸?

超推！！这篇狂赢某K自以为的实验日记洗文～

他是指干燥未预浸排气下水开始冲刷的状态

所以筛粉可能多少会改善粕谷哲此滤杯的问题，让细粉的问题少一点点，但也浪费了一些时间跟咖啡粉

所以如果46法闷蒸水多一点 最后三注注水流速应该会变慢?

只能大推了

因为细粉可能在过滤层不完整的时候就被冲到滤纸上?

推一个! 获益良多

推

I大的文每次都要看很久但收获很多

学习咖啡的路上有I大是幸福的，必须推爆

推!

文组如我第一次去谷歌凡德瓦力

赞

Jonathan Gagner就是咖啡物理学这本书的作者

推

推

https://imgur.com/a/OKav32J.jpg早上的测试，KNG磨最细，先下水再下粉，开阀前用筷子喇圈，大约一分钟漏完。

大推，受益良多，没有溶解的悬浮微粒会让口感变涩蛮好理解，因为涩是触觉不是味觉。甜感这类的味觉比较难确定，因为不知道味蕾对于不会溶解的物质的味道是怎么决定的？还是说是唾液加入作用另外溶出其他离子而产生差异？我们直接舔一般直觉应该不会溶解的金属也是有金属味，但是塑胶大多没有味道，依照这个理论，个人比较倾向是这些物质跟唾液作用后释出其他离子而影响味觉

虽然难以证明，但我认为肉眼可见的细粉挡住了不可见的细粉，保护了滤纸的通道。

好文 推

https://imgur.com/a/59u6nsa.jpg节录自咖啡物理学169页，可以帮助理解I大的描述

那以前的"堵了会难喝"会不会单纯是因为不易溶解的部分机乎完全没有进入成品的关系？

这个会考 画重点

好文

先推再看

推荐专业内文

太专业了 谢谢分享！

没想过的思路 但系统合理也蛮有说服力的不过萃取不均匀是否真的会导致负面风味？经验来说均匀一点相对好 但也不是要完美的均匀 如果想要尽量均匀 应该会都使用筛粉器让颗粒尽量一致 但这样也容易得到味道不丰富的咖啡

推 很有说服力的理论，解释了很多我只知其然的冲煮手法

一刀流跟分段注水 可以被此解释堵塞原因 后段Kono的深烘焙冲法 金泽流 也是前面吸水小扰动到后面大水 取深焙不焦苦的地方 以及拿离滤杯的用途是止住继续过长的萃取但是不可溶解但可以悬浮穿透滤纸的物质 且有风味这点 倒是没有想过这种思考方向 除了酸、糖、咖啡因 滤纸不是只让这些通过而留下 颗粒、细粉、油脂 还有更多种型态的物质 可能会与水结合成胶体后溶解 还有微观上动态过程拆解 要结合流体黏滞跟溶解 加上混合了各种物质且相异的溶解速率 以及动态下拟似的流力梯度 每个分支都可以细钻

大推

推 解释得很完整易懂

大推！感谢分享，受益匪浅

大推，真的是受益良多

受益良多

超推 虽然只看懂一半

主要是分段注水的下降 扰动了悬浮关系 造成涨退之间细粉堵住不少区域 造成剩余区域容易过萃 而涨退越多次 堵住的比例就会越高 使之 每次减少未完全萃取 影响到的就是有部分粉会极度过萃46法 感觉就是低水位的通道量 前4的使用量跟堵塞量 会有比例上的差异吧

推Icta大的专业文

突然想到，这样的滤杯，是否刚好适合细粉率低的ditting？hario或许是以这方向去设计的

这篇真的超有启发

慢流速、点滴法 感觉点滴法的确是不会扰动水路 用缓膨胀支撑住浮力 也没有激烈冲刷的粉壁重新建置 使中深焙不堵住水路而达到均匀萃取不过萃

推！最近冲咖啡冲到有点瓶颈，受益良多

如果把冲下来的咖啡用滤纸再过滤一次，应该可以减少不易溶解成份的含量?

必须推.

好屌…这才是我想学的咖啡知识

推好文