Espresso 一定要 9 bar 嗎？新研究揭開壓力、粉餅壓縮與流速的非線性關係

壓力提高，水的推力增加；咖啡粉餅也可能被壓得更緊。從多孔彈性、滲透率與溶解動態，看懂 Espresso 為什麼不會照著壓力表等比例加速。

作者：黃明志｜暖窩咖啡創辦人、首席烘豆師｜SCA CSP 咖啡技能認證講師暨考官｜SCA Q Grader Instructor 咖啡品質鑑定師講師暨考官

最後更新：2026 年 7 月｜閱讀時間：約 09 分鐘

 Espresso 不一定只能用 9 bar，也不能把新研究解讀成「5 bar 一定比較好」。壓力提高時，推動水流的力量會增加；同一時間，咖啡粉餅可能受到壓縮，孔隙縮小、滲透率下降。最後的流速，是推力與粉餅阻力共同作用的結果。調整義式咖啡時，壓力必須和研磨、粉量、粉餅準備、流量、出杯重量與風味一起判讀。

在暖窩咖啡的義式課堂上，學員第一次看見壓力表穩穩停在 9 bar，通常會有一種安心感：機器有到標準壓力，這杯應該就會正常。

下一秒，現實常常不照劇本走。相同的 9 bar，上一杯 28 秒流完，下一杯可能 23 秒就衝到目標重量；有時把壓力調高，流量只增加一點，甚至出液變得更不均勻。壓力表看起來很穩，杯中的酸、甜、苦與質地卻沒有跟著穩定。

這不是機器故意找麻煩，也不一定代表咖啡師操作錯誤。水要穿過的不是一片固定濾紙，而是一塊會吸水、溶解、膨潤、受壓與重新排列的咖啡粉餅。

2026 年 6 月 23 日，華沙大學、波茨坦大學、波蘭科學院與馬克斯・普朗克動力學與自組織研究所的研究團隊，在《Physics of Fluids》發表〈Under pressure: Poroelastic regulation of flow in espresso brewing〉。研究者使用商用義式咖啡機、壓力與流量量測、折射計、X-ray micro-CT，以及多孔彈性模型，分析咖啡粉餅在壓力下如何改變水流。

這項研究的起點也很有意思。在華沙的咖啡展上，咖啡師們告訴一位物理系學生：如果科學家想幫吧檯解決一個問題，他們最想知道的是通道效應到底怎麼發生。物理學家把這個吧檯的老問題接了下來——所以這不是象牙塔裡憑空想像的題目，而是從咖啡師的日常困擾出發的研究。

這篇研究最值得咖啡師注意的地方，不是一個新的「最佳壓力數字」，而是把吧台上長期觀察到的現象說得更完整：壓力越高，水不一定越容易穿過粉餅。

Espresso 不一定只能用 9 bar

9 bar 仍然是非常實用、成熟而且普遍的 Espresso 工作壓力。大量商用機、配方設計與咖啡師訓練都以這個區間累積經驗，它並沒有因為一篇新研究就失效。

新研究提醒我們的是：9 bar 不是品質保證章，也不是越高越好的起點。當研磨、粉量、粉餅密度與結構改變，同樣的壓力會得到不同流量；同一塊粉餅在萃取進行時，也會不斷改變自己的阻力。

因此，合理的問題不是「9 bar 對不對」，而是：

•    這個壓力下，水實際以多快的速度穿過粉餅？

•    流量在前段、中段與後段如何變化？

•    粉餅是否均勻承受水流，還是已經出現局部通道？

•    在相同粉量與出杯重量下，杯中風味是否平衡？

壓力只是系統中的一個變數。它必須放回完整的萃取條件中，才有判斷價值。

為什麼義式咖啡機普遍設定在 9 bar？

Espresso 使用約 9 bar，和現代義式咖啡機的發展歷史有關。論文回顧指出，這個常見壓力區間可追溯到 1940 年代末至 1950 年代初的槓桿式機器；之後泵浦機普及，9 bar 逐漸成為設備設計、配方溝通與咖啡師操作中最常見的參考值。

這個數字之所以長期留在吧台，不只是傳統。它能在短時間內，讓熱水穿過細研磨、緊密填裝的咖啡粉餅，製作出濃度高、口感厚、帶有油脂層的飲品。對門市來說，9 bar 也容易建立穩定的操作流程。

但要注意，機器面板或泵浦顯示的 9 bar，不一定等於咖啡粉餅上方實際承受的 9 bar。水通過閥件、管路、沖煮頭與限流裝置時會產生壓力損失。這篇研究特別替機器做校正，將泵浦端量到的壓力換算成粉碗上方的 basket pressure。

暖窩的實務提醒

家用機標示「15 bar 泵浦」或「20 bar 高壓」不代表沖煮時真的用 15～20 bar 萃取，也不代表咖啡會更濃、更香。那通常是泵浦最大能力的行銷規格。判斷一台機器，還要看實際沖煮壓力是否可控、溫度穩定、流量表現與粉碗系統。

2026 年新研究怎麼測量壓力與流量？

研究團隊使用雙沖煮頭的 Sanremo Zoe Competition 商用義式咖啡機，在杯下加裝電子秤，並以壓力感測器與客製化控制系統，同步記錄泵浦壓力與杯中重量。資料每秒記錄 10 次，因此可以觀察流量在萃取過程中的變化，而不只是最後的總時間。

實驗使用巴西 Igarapé 產區的單一產地精品咖啡，為淺焙至中淺焙的 Espresso 烘焙。每次使用約 18.5 克咖啡粉，搭配 Fiorenzato F64 EVO 磨豆機、IMS 58 mm 粉碗、盲篩搖勻、WDT 與 20 公斤自動填壓，粉餅製備流程參照 Lance Hedrick、Samo Smrke 與 Jonathan Gagné 整理的沖煮規範，盡量降低粉餅準備的差異。研磨設定先校正到 9 bar 下約 32 秒得到 37 克咖啡液，也就是接近 1：2 的常見 Espresso 配方。

研究者將粉餅上方壓力控制在約 1～12 bar，總共沖煮 60 杯，涵蓋 11 個壓力設定。為了取得接近穩態的流體資料，每杯持續沖煮至少 120 秒，並以最後 10 秒的平均流量作為長時間流量。

另外，他們把一杯 Espresso 每 5 秒換一個容器，共收集 14 段樣本，以折射計測量 TDS；也在沖煮前與沖煮後數分鐘內，用 X-ray micro-CT 掃描粉餅結構。

閱讀研究時必須保留的界線

研究中的 120 秒長時間沖煮，是為了觀察粉餅接近穩態時的壓力—流量關係，不是建議咖啡店把 Espresso 萃取到兩分鐘。論文也指出，前 30～40 秒仍涵蓋一般 Espresso 的典型時間，但長時間資料不能直接等同於日常飲用的感官結果。

核心發現：壓力越高，流量不一定越快

如果把咖啡粉餅想成完全不變的濾材，可以用一個直覺來理解：壓力差越大，水流越快。這接近達西定律（Darcy's law）在固定多孔介質中的概念。

研究結果顯示，低壓區的表現確實比較接近這種線性關係。壓力增加時，流量明顯上升。可是進入較高壓力區間後，曲線開始彎曲，流量增加趨緩；在部分高壓條件下，流量甚至比中等壓力更低。實驗中的最快質量增加大約出現在 5 bar 附近。

這個現象可以拆成兩股同時發生、方向相反的力量。

推動水流的力量增加

壓力提高，水受到更大的驅動力。只看這個因素，水應該更快穿過咖啡粉餅。這也是我們直覺上會認為「加壓就會加速」的原因。

粉餅同時被壓縮，滲透率下降

咖啡粉餅不是剛性的金屬濾網。壓力施加後，濕潤的顆粒與整體粉床會變形，顆粒之間原本可以讓水通過的孔隙縮小。孔隙網路變得更緊密，滲透率下降，水受到的阻力增加。

因此，把壓力從 6 bar 提高到 9 bar，水的推力雖然增加，粉餅的阻力也可能同時增加。最後流量不會照 6：9 的比例上升，甚至可能幾乎沒有增加。

一個對照實驗：如果粉餅只是「小顆粒的堆疊」

研究團隊做了一個很能說明問題的對照：用相近粒徑（約 200 微米）的玻璃珠裝滿粉碗，在相同壓力下沖水。結果玻璃珠層幾乎不產生阻力——如果咖啡粉只是惰性顆粒的堆疊，Espresso 的流速理論上應該比實際快上千倍。巨大的差距來自咖啡遇熱水後的吸水膨潤與受壓變形，粉餅內實際有效的孔道被擠壓到僅約 6 微米的等級。咖啡粉餅，從來不是一個安靜的濾材。

最重要的研究結論

壓力不是單純的「加速旋鈕」。在會變形的咖啡粉餅中，壓力一面推動水流，一面改變水要通過的路。流量取決於壓力與滲透率共同作用，而滲透率本身會隨壓力與時間改變。

什麼是咖啡粉餅的「多孔彈性」？

多孔彈性（poroelasticity）原本常用來描述含水土壤、岩層或柔軟多孔材料：材料裡有可讓流體通過的孔隙，固體骨架又會因壓力而變形。流體壓力、固體變形與孔隙大小互相影響。

放到 Espresso 粉餅，可以把它想成一層被固定在粉碗裡的濕顆粒床。水進入後，粉餅不是只負責「過濾」，它還會發生幾件事：

•    空氣與殘留二氧化碳被水逐步排出。

•    咖啡顆粒吸水、膨潤，粉餅體積與局部孔隙改變。

•    可溶物被帶走，固體質量下降，部分孔隙重新打開。

•    壓力使整體粉床壓密，降低有效孔隙與滲透率。

•    細粉、顆粒與局部結構可能重新排列，形成阻塞或通道。

這裡還要分清楚兩個常被混用的詞。「孔隙率」是粉餅裡有多少空間；「滲透率」是這些空間有多容易形成連續路徑，讓水真正穿過。粉餅看起來有空隙，不代表空隙彼此連通；只要關鍵位置被細粉堵住，整體流量就可能大幅下降。

這也是為什麼相同粉量、相同壓力、相同秒數，兩杯 Espresso 仍可能有不同的均勻度與風味。外部條件看似一致，粉餅內部的水流路徑未必相同。

流速為什麼會在一杯 Espresso 中持續改變？

研究者把萃取過程大致分成三段。

第一段：潤濕、排氣與等待第一滴

剛開始進水時，水需要先進入乾燥粉餅，排出空氣與氣體，並讓顆粒濕潤。這時泵浦已經運作，杯中卻不一定立即看到液體。對咖啡師來說，這段常被觀察為預浸與第一滴延遲。

第二段：流量上升，可溶物快速離開粉餅

粉餅逐漸飽和後，流量增加。研究的分段樣本顯示，最前面的濃縮液 TDS 可接近 25%，之後濃度快速下降。這代表前段帶出的物質濃度很高，但實際進入杯中的可溶物通量，還要同時看當時的液體流量。

研究模型指出，流量在典型萃取時間內上升，而可溶物通量大約在 30 秒附近出現高點。這不是新的固定「最佳 30 秒」，而是提醒我們：時間、流量與濃度是三條不同的曲線。

第三段：可快速溶出的物質減少，流量走向平臺

約 60 秒後，分段液體的 TDS 已接近很低的數值。整段長時間實驗約帶走乾粉重量 10% 的固體。此時粉餅已經歷大量溶解與結構改變，流量逐步接近穩態，或略微下降。

這不表示正常 Espresso 到 60 秒就「把所有咖啡萃完」，也不代表後段一定完全沒有風味。研究測量的是特定咖啡與特定條件下的總溶解固形物，不能直接取代感官判斷。

暖窩課堂上常見的誤判

看到後段流速變快，就判斷粉餅一定裂開；看到後段變慢，就判斷磨得太細。兩種推測都有可能，但都不是唯一答案。溶解會改變孔隙，粉餅壓縮會增加阻力，細粉遷移與通道也會改變流量。要一起看裸把出液、流量曲線、總重量與杯中風味。

CT 影像看見了什麼？又不能證明什麼？

研究使用 X-ray micro-CT 比較同一塊粉餅在沖煮前與沖煮後的結構。沖煮後可以看到顆粒尺度的膨潤，以及較大尺度的水平分層、裂縫與粉餅底部局部抬起。

不過，這不是萃取進行中的即時 CT。掃描是在沖煮前與沖煮後數分鐘完成。研究者也特別說明，部分水平裂縫與底部空隙可能和停止萃取時的卸壓、三通閥短暫回流有關，而不一定是在 9 bar 萃取過程中持續形成。

研究另做了重複開關沖煮的測試。粉餅在多次加壓、停止與回流後，流量明顯增加，即使沒有更多可溶物被帶出。作者推測粉餅在壓力循環中重新排列，增加了通道。

這項結果值得重視，但也不宜簡化成「所有壓力曲線都不能暫停」或「所有預浸都會造成通道」。設備的三通閥設計、是否完全卸壓、預浸流量、粉餅狀態與停頓時間都會影響結果。比較穩妥的理解是：壓力的突然解除與重新施加，可能改變粉餅結構；設計壓力曲線時，不能只看面板上的數字。

帶回吧台的建議

日常出杯時，一杯 Espresso 盡量一次沖完。我們在課堂上看過學員沖到一半發現忘了放杯子，按停、放杯、再按——那杯後段流速肉眼可見地變快，喝起來一邊尖酸一邊薄。以前我們只能說「經驗上不要這樣做」，現在有了反覆加壓實驗的佐證：中途完全斷水再重新加壓，容易撕動粉餅結構。若你的機器或沖煮流程涉及分段給壓，請把它做成固定、可重複的程序，並用風味驗證，而不是臨時起意的暫停。

這篇研究沒有證明 5 bar 比 9 bar 好

看到實驗中約 5 bar 的流量最快，很容易把標題寫成「科學證明 5 bar 比 9 bar 好」。這樣的結論超出了研究能回答的範圍。

第一，研究的主要目標是壓力、流量、粉餅變形與溶解模型，沒有進行完整的盲測感官比較。流量較快不等於甜度較高，也不等於萃取更均勻。

第二，研究使用單一咖啡、特定烘焙度、18.5 克粉量、固定粉碗、固定研磨與粉餅準備。換成深焙豆、高密度淺焙、不同細粉比例、20 克粉碗或不同機器，壓力—流量曲線都可能改變。

第三，最清楚的非線性曲線來自至少 120 秒的長時間沖煮。它有助於隔離多孔彈性效應，但不能直接告訴你 28 秒的 5 bar Espresso 一定比 28 秒的 9 bar 好喝。

第四，模型是粗粒化的有效模型。論文沒有完整處理粉餅內部的空間不均、細粉遷移、通道形成與不同可溶物的化學差異。

值得一提的是，論文通訊作者 Maciej Lisicki 在研究發表後受訪時，自己也把結論放在很持平的位置：這項工作證實了咖啡專家長期的觀察——把壓力推得比 8、9 bar 更高並沒有意義，因為流量早已到頂。換句話說，連作者都不是在說 9 bar 錯了，而是在解釋為什麼 9 bar 之上再加壓是白費力氣。

比較準確的結論

研究推翻的不是 9 bar，而是「壓力越高，水一定越容易通過粉餅」這個過度簡化的假設。最佳壓力仍要回到咖啡、研磨、粉量、設備、流量與感官結果。

回到吧台：壓力、研磨與流量怎麼一起校正？

多數咖啡師在日常 dial in 時，不需要先改壓力。研磨仍然是最方便、反應最快的主要調整工具；前提是粉量、出杯重量、溫度與粉餅準備先固定。壓力調整適合放在基礎穩定後，用來改變萃取路徑與風味表現。

步驟一：先固定你要比較的配方

例如固定 18 克粉、36 克咖啡液、93°C，先以 9 bar 建立基準。每次都以杯中重量停止，不要只用秒數停止。時間是結果，不是唯一目標。

步驟二：把粉餅準備做成可重複流程

固定磨豆後等待時間、接粉方式、WDT 或布粉方式、粉量誤差、填壓水平與粉碗。若粉餅準備不穩，壓力曲線的差異很容易被通道效應蓋過。

步驟三：先用研磨把流量帶入可工作的範圍

假設 18 克粉、36 克出杯只需要 20 秒，並且前段快速泛白、味道尖酸而薄，可以小幅磨細。若已經 40 秒仍出不完、苦澀乾澀明顯，可以小幅磨粗。每次只調一小格，再重新沖煮。

如果流速快又伴隨噴濺、偏流或一邊先出液，不要立刻大幅磨細。先檢查布粉、粉量與粉碗匹配。直接磨細可能讓局部阻塞更嚴重，最後同一杯同時出現酸、苦與澀。

步驟四：再比較壓力，而不是同時改三個變數

當 9 bar 基準配方已經穩定，可以把壓力改為 7 bar 或 6 bar，再重新調整研磨，使粉量與出杯重量一致。比較時記錄第一滴時間、總時間、平均流量、裸把出液、TDS／萃取率與感官。

降低壓力後，若完全不改研磨，流量通常會改變；這時喝到的差異同時包含壓力、流量與接觸時間，無法只歸因於壓力。想知道壓力本身的影響，必須盡量控制其他條件。

步驟五：用風味決定是否保留設定

低壓萃取有時會讓某些淺焙咖啡呈現較柔和的酸質、較少乾澀，也可能因流量不足而顯得薄、酸或香氣打不開。高壓有時能帶來更濃厚的質地，也可能把粉餅壓得更緊，增加不均勻與澀感。兩者都不是必然。

暖窩在課堂上會要求學員說清楚：「這杯調整後，哪個感官項目變好？甜感、酸質、苦感、餘韻、質地，還是乾淨度？」只說「比較順」不夠，因為下次換豆時，你不知道要保留哪一個變數。

三個常見失敗案例

案例一：流太快，直接把壓力從 9 bar 加到 11 bar。

結果可能只快一點，甚至沒有更快，因為更高壓力也壓密粉餅。若原本有布粉不均，高壓還可能放大局部通道。正確順序是先固定粉量與粉餅準備，再小幅磨細。

案例二：只看 30 秒，不看出杯重量。

同樣 30 秒，一杯可能得到 30 克，另一杯得到 45 克。兩杯的粉水比、濃度與萃取完全不同。時間必須和液重一起記錄。

案例三：改成 6 bar 後覺得更甜，便認定低壓一定較甜。

實際上，降壓可能同時延長接觸時間、改變流量與降低通道。甜感提升可能來自整體均勻度變好，也可能來自配方比例改變。要做公平比較，需固定出杯比例並重新校正研磨。

最後補充一個每天都用得到的判斷：開店第一杯和下午的流速不同，多數時候是豆況與研磨在變——排氣狀態、烘焙後天數、環境濕度都會改變溶解與粉餅行為——而不是壓力泵老了。與其動機器，不如建立固定時段的重新校正流程。

暖窩建議的基本紀錄表

咖啡與烘焙日期／粉量／出杯重量／粉水比／水溫／設定壓力／第一滴時間／總時間／平均流量／TDS／萃取率／酸甜苦／質地／乾澀／出液是否均勻。一次只改一個主要變數，才能把經驗累積成可複製的配方。

兩篇新研究如何拼出 Espresso 粉餅的完整圖像？

暖窩先前整理的 Royal Society Open Science 研究，使用 X-ray computed micro-tomography 建立咖啡粉餅三維結構，再用流體模型分析滲透率。那篇研究關心的是：研磨尺度、比表面積、孔隙連通與填裝狀態，如何決定粉餅一開始讓水通過的能力。

本次《Physics of Fluids》研究把時間與壓力放進來：當萃取開始，粉餅會潤濕、膨潤、溶解、受壓與重新排列，原本的滲透率不再固定。有意思的是，前一篇研究把「顆粒吸水膨脹」列為尚有爭議、把「粉餅結構動態變化」列為未來展望；這篇研究用 CT 影像與反覆加壓實驗，把這兩個問號往句號推近了一大步。

兩篇研究放在一起，可以形成一個較完整的理解：

•    研磨與布粉，建立粉餅最初的顆粒排列、表面積與連通孔隙。

•    粉量與粉碗，決定粉餅厚度、密度與水需要走的距離。

•    壓力與流量，在萃取過程中繼續壓縮、潤濕與改變粉餅。

•    溶解與局部結構變化，使流速在前、中、後段持續改變。

因此，「差一格研磨」和「多 2 bar 壓力」都不只是單一數字。它們會透過粉餅結構互相影響。這也是 Espresso 難以靠一張固定參數表解決，卻可以透過有順序的測量與感官比較逐步穩定的原因。

FAQ：Espresso 壓力常見問題

Q1：Espresso 一定要 9 bar 嗎？

不一定。9 bar 是常見而成熟的工作壓力，但不同咖啡、研磨、粉量、粉碗與設備可能適合不同壓力。先用 9 bar 建立穩定基準，再以相同粉量與出杯比例測試其他壓力，會比直接追求某個低壓數字更可靠。

Q2：壓力越高，Espresso 流速一定越快嗎？

不一定。較高壓力增加水的推力，也可能壓縮咖啡粉餅，使孔隙與滲透率下降。研究觀察到低壓區較接近線性，高壓區流量增加趨緩，部分條件甚至下降。

Q3：研究是不是證明 5 bar 比 9 bar 好？

沒有。研究中約 5 bar 出現較快流量，但沒有完成不同壓力的系統性感官優劣比較。結果也只適用於該咖啡、研磨、粉量、粉碗與機器條件，不能推廣成所有咖啡的最佳壓力。

Q4：低壓萃取一定比較甜、比較不苦嗎？

不一定。低壓可能降低粉餅壓縮與通道風險，也可能讓流量太慢、萃取不足。甜感、苦味與乾澀會受到流量、時間、溫度、研磨、烘焙度與均勻度共同影響。

Q5：Espresso 沖到一半可以暫停再繼續嗎？

日常出杯盡量不要。研究以反覆加壓實驗發現，多次斷水與重新加壓後，粉餅流量在沒有更多溶解的情況下明顯上升，代表結構被重新排列、可能增加通道。若沖煮流程需要分段給壓，請做成固定、可重複的程序並以風味驗證，不要臨時中斷。

Q6：Espresso 流太快，應該先加壓還是磨細？

一般先確認粉量、粉碗、布粉與填壓，再小幅磨細。直接加壓未必能等比例增加流量，還可能壓密粉餅或放大不均勻。壓力調整較適合在基準配方穩定後進行。

Q7：家用機標示 15 bar，會比 9 bar 機器好嗎？

不代表。15 bar 常是泵浦最大輸出能力，不是粉餅實際沖煮壓力。咖啡品質還要看壓力調節、溫度穩定、流量、粉碗、磨豆機與操作。

Q8：壓力曲線和流量曲線有什麼差別？

壓力曲線記錄水推動粉餅的壓力；流量曲線記錄水或咖啡液每秒通過多少。粉餅阻力會隨時間改變，因此相同壓力不一定得到相同流量。兩條曲線應搭配出杯重量與風味一起看。

Q9：沒有流量計，家庭玩家怎麼判斷？

使用電子秤記錄杯中重量與時間，可以估算平均流量。例如 36 克咖啡液在 30 秒完成，平均約 1.2 克／秒。再記錄第一滴時間、前後段變化與裸把出液，就能建立可比較的基礎資料。

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延伸閱讀｜暖窩咖啡部落格

•    1. Espresso 為什麼差一格研磨就差很多？從粉餅滲透率看懂流速、阻力與萃取　— 從 2026 年 X-ray 粉餅研究理解研磨、孔隙連通與滲透率。

•    2. 義式咖啡萃取為什麼不穩？從最新 X 光研究看懂咖啡粉餅裡的水流路徑　— 補充細粉、粉碗、粉量、通道效應與粉餅準備。

•    3. SCA 義式咖啡師證照完整攻略：搞懂基礎、中級、專業級差異　— 了解 Barista Skills 各級課程內容與學習路徑。

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研究來源與參考資料

[1] Waszkiewicz, R. et al. (2026). Under pressure: Poroelastic regulation of flow in espresso brewing. Physics of Fluids, 38, 063113. DOI: 10.1063/5.0319611　查看來源

[2] 作者開放預印本：arXiv:2512.21528　查看來源

[3] Wadsworth, F. B. et al. (2026). A model for the permeability of coffee pucks validated using X-ray computed micro-tomography. Royal Society Open Science, 13(4), 252031. DOI: 10.1098/rsos.252031　查看來源

[4] AIP Publishing press release: It is hard to espresso how pressure affects brewing（2026-06-23）　查看來源