AIP 研究把浓缩咖啡萃取建模为孔弹性问题，高压并不总能带来更稳定流速
学术圈重大事件 · 发布 2026-06-24T02:18:31+08:00 · 更新 2026-06-24T13:28:58+08:00
AIP 6 月 23 日发布新闻稿称，华沙大学研究团队在 Physics of Fluids 发表论文，通过数百杯不同压力下的浓缩咖啡实验和压力传感器数据，描述咖啡粉饼在高压萃取后期呈现孔弹性材料特征。研究把“通道效应”从经验问题转成可建模的流体力学问题，对食品工程、软物质和多孔介质教学都有传播价值，但其直接产业应用仍需更多成像和设备变量验证。
据 Newswise 6 月 23 日发布，AIP Publishing 旗下 Physics of Fluids 发表华沙大学团队论文 “Under pressure: Poroelastic regulation of flow in espresso brewing”，DOI 为 10.1063/5.0319611。研究起点来自咖啡师提出的实际问题：在浓缩咖啡萃取中，热水会沿着粉饼中阻力较小的路径流动，造成萃取不均和苦味，这就是常说的 channeling。
研究者冲煮数百杯浓缩咖啡，用来建立压力和咖啡粉饼流速之间的数学模型。（图源：Mirek Kazmierczak）
团队使用专业咖啡机和压力传感器，在不同压力下冲煮数百杯浓缩咖啡，试图把粉饼中的流动关系量化。页面称，在较低压力下，咖啡粉饼行为接近常规多孔介质，压力和流量大体呈线性关系；但浓缩咖啡常用约 6 到 9 个大气压萃取，约 30 到 40 秒后，容易溶出的咖啡组分已经被大量带走，剩余粉饼更像孔弹性材料，继续提高压力并不会线性增加流速，反而出现非线性压力动力学。
这类研究的学术意义在于把一个高度经验化的食品制备过程纳入软物质和多孔介质框架。作者 Maciej Lisicki 表示，咖啡社群长期提到孔弹性压实效应，但缺少系统证据；团队据此提出粗粒化模型，用来解释施加压力和流速变化之间的关系。它不只服务精品咖啡，也能作为复杂流体、颗粒压实和溶解动力学的低门槛实验案例。
仍需观察的是模型外推范围。咖啡豆烘焙程度、研磨粒径分布、布粉和压粉方式、机器温控、粉碗形状都会改变流场；研究团队也计划用玻璃珠等可成像材料观察通常被机器遮蔽的萃取过程。换言之，这项研究提供的是物理机制和建模入口，而不是简单的“提高或降低压力”操作指南。
信息来源
可信度说明
来源为 AIP/Newswise 新闻稿和 Physics of Fluids 论文 DOI，页面给出作者、期刊、发表日期和实验概述。可信度较高但属于单团队实验模型，新闻稿未给出完整数据表；实际咖啡设备和原料条件复杂，应用到商业萃取参数前仍需更多复现实验。