4 年前用數學從新發明 espresso 的那個科學家，又回來啦！這次 Christopher Hendon 博士聯手火山科學家，要用物理學讓大家從新認識 RDT！
前情提要：磨越粗萃取率越高？Turbo shot 是噱頭，還是完美的濃縮咖啡萃取法？
前情提要：磨越粗萃取率越高？Turbo shot 是噱頭，還是完美的濃縮咖啡萃取法？
濃縮咖啡的均勻萃取與品質再現性一直是個大問題。而像我這種 Flair & C40 的不插電濃縮咖啡玩家，特別會留意如何在不穩定的萃取架構下得到最穩定的出杯品質的改善方案。
- Turbo shot：較粗的研磨有助於讓咖啡粉層密度更容易達到均勻。但 Turbo shot espresso的body較輕，不是每個濃縮愛好者都欣賞。
- 墊濾紙：根據 Stéphane Ribes 的實驗結果，濾紙墊在咖啡粉餅下方能增加萃取阻力，縮小粉餅中心與邊緣的萃取率差距。但 Flair pro2 的粉杯尺寸是特規的，濾紙要自己裁阿，好麻煩阿！
- 非同心圓行星佈粉器 for flair ：好迷人阿
- 新粉碗：好險 Flair 58 才有這個坑。
不過根據最新的論文，似乎有更簡單的改善方案喔！
磨豆與靜電
有濃縮咖啡製作經驗的人都知道，磨豆時產生的靜電會導致咖啡粉結塊，使咖啡粉層密度不均，導致咖啡粉餅萃取不均。
本篇論文作者之一的美國奧勒岡大學的 Hendon 博士說，咖啡豆在研磨時會經由兩種機制讓咖啡粉累積靜電：
- 摩擦生電 (triboelectrification)：當咖啡豆在豆倉與刀盤上滾動、咖啡豆互相碰撞，或咖啡粉互相碰撞時產生。
- 斷裂生電 (fractoelectrification)：發生於咖啡豆破裂時的斷面
過去有玩家在咖啡論壇中分享，朝咖啡豆先噴灑一點點水再磨豆就能消除靜電，這個步驟就叫 RDT (Ross Droplet Technique)。
為什麼 RDT 有效呢？Dr. Hendon 認為水的作用可能有：
- 改變刀盤跟咖啡豆的表面特性
- 幫刀盤、咖啡豆降溫
- 帶走靜電，避免累積在咖啡粉上
你可能會疑惑，消除磨豆靜電有那麼深奧嗎？噴點水、或用內建靜電消除器的磨豆機不就好了嗎？有必要寫論文討論嗎？
不只你這麼想，英國的世界咖啡冠軍 James Hoffmann 一開始看到論文時也這麼懷疑。
靜電、RDT 與 ESPRESSO
原來這篇論文最重要的發現是：在相同的萃取參數下，比起沒做 RDT 的咖啡，經 RDT 預處理的咖啡粉竟然萃取流速會變慢，萃取時間延長 50%、濃縮咖啡萃取率會上升。
長的很像電影明星 Clive Owen 的 Hendon 博士提出一個理論來解釋這個現象：
- 一部分帶電咖啡粉會正/正或負/負互相排斥，導致細粉亂噴；或是吸附在磨豆機出口或粉杯杯壁上。
- 其他則是正/負相吸並牢牢地吸在一起後形成大小不一的團塊 (aggregate)，導致粉餅密度不均、水流不均勻地通過粉層，最終導致咖啡粉餅的萃取不均。
- 而噴水後不再帶電的咖啡粉不再結塊，因此佈粉更均勻、水流更均勻，減少通道效應發生機會，改善了萃取品質。此外 deaggregation 也導致咖啡粉的平均尺寸變小，因此萃取時間延長，且萃取率更高。
科學家這次要重新發明 RDT
向咖啡豆噴水，會讓萃取速度變慢？？？不只你沒發現、我也沒發現、獨眼龍也沒發現。而 Hoffmann 說他做了那麼久的咖啡了，也沒發現過這種現象。
但 Hendon 博士在磨豆機出粉口下方放了電極板，用數據證明 RDT 後的咖啡粉，仍然帶有靜電喔！
根據實驗結果，20 公克的咖啡豆必須灑 0.4g 的水，才能讓磨出來的咖啡粉完全不帶電！
James Hoffmann 在影片中說他以前操作 RDT 時也是只噴一次水，難怪流速沒變化。看起來要噴 4 次才可以！
即使是咖啡大神 James Hoffmann，一時間也對「4x RDT 能影響濃縮咖啡萃取」的科學新發現難以消化。他懷疑這個現象會不會只發生在 EK43 磨豆機上。
測試了數台電動磨豆機後，他感覺更困惑了。因為的確在某些磨豆機上能觀察到 4x RDT 對萃取的影響，但某一些則否。
因此他希望全球 home barista/ home brewer 能用自己手邊的磨豆機，試試 4x RDT 是不是會影響你的濃縮咖啡萃取。並將成果透過 Google Survey 與他分享。
不過他承認，雖然他跟 Hendon 博士都認為 4 倍濕的咖啡豆並不會影響刀盤健康，但他不會勉強大家相信，也不勉強大家參加。
向全球粉絲發出邀請
即使是咖啡大神 James Hoffmann，一時間也對「4x RDT 能影響濃縮咖啡萃取」的科學新發現難以消化。他懷疑這個現象會不會只發生在 EK43 磨豆機上。
測試了數台電動磨豆機後，他感覺更困惑了。因為的確在某些磨豆機上能觀察到 4x RDT 對萃取的影響，但某一些則否。
因此他希望全球 home barista/ home brewer 能用自己手邊的磨豆機，試試 4x RDT 是不是會影響你的濃縮咖啡萃取。並將成果透過 Google Survey 與他分享。
不過他承認，雖然他跟 Hendon 博士都認為 4 倍濕的咖啡豆並不會影響刀盤健康，但他不會勉強大家相信，也不勉強大家參加。
他也會把最後的成果整理後分享。
後來我發現美國的世界拉花冠軍 Lance Hedrick 以 Monolith MAX、Niche Zero與 P100 做了類似的實驗 (影片連結)。
他說在 MAX 的結果跟論文很像，但 Niche Zero的觀察就與 EK43 很不同。他推測刀盤形狀、直徑跟轉速也能影響靜電發生的規模。
ONE MORE THING
如果不想冒讓刀盤受潮生銹的風險，我們可以用外掛或磨豆機內建的靜電消除器 (ionizer) 取代 4X RDT 嗎？
你可以去影片中找 Dr. Hendon 的看法或 Lance Hedrick 的實驗結果。但我可以給你一點提示：ionizer 作用在 aggregate 形成之後喔。
問問自己，為什麼要做 RDT？
而 RDT 對手沖、愛樂壓、虹吸壺...等其他萃取方式是否也會產生影響？James 大神就說，他也很好奇 4x RDT 對手沖咖啡會不會也產生任何影響，可惜他還沒有時間去研究。
難道只有細研磨才有靜電問題？有看過小富士平刀洞口細粉亂噴的慘況嗎？有遇過拍一下機身後會掉出一大坨細粉的磨豆機嗎？
不管你是極細研磨派、還是正常研磨的手沖玩家，有機會的話也可以玩玩看 4x RDT 呦。
彩蛋
看了 Google 表單，感覺 James Hoffmann 目前只收集電動磨豆機的實驗數據。雖然我用的是手磨 Comandante c40，但我還是填表湊熱鬧了。
但是…..我目前試了 CR95 虎皇曼特寧與 CR96 Windrush 肯亞，發現在我的萃取架構下(Flair pro x C40)，做 4x RDT 後流速不但沒有變慢，反而萃取壓力變小、流速變快！我的天啊！
沒關係，我還是傳了。就讓他去煩惱好了，哈哈。
參考資料：
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238523005684
- https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231206115853.htm
- https://arxiv.org/abs/2312.03103
