DeepSeek：文章核心逻辑框架解析：
这篇文章主要探讨了，咖啡研磨过程中产生的静电问题及其对咖啡品质的影响，并提供了减少静电的实用方法。
1. 静电的产生原因
摩擦起电：咖啡豆在研磨过程中与磨豆机金属部件摩擦，导致咖啡颗粒带电（通常带正电），引发飞散和结块。
环境因素：低湿度环境（干燥条件）会加剧静电产生，反之湿度高的环境相对会好一些，因为水分通常有助于消散电荷。
咖啡豆特性：较深（较干）的烘焙咖啡带负电荷，而较浅（残留水分较多）的烘焙咖啡则带正电荷。新鲜烘焙的豆子因释放二氧化碳也可能影响电荷积累。
2. 静电带来的问题：
结块与不均匀分布：带静电的咖啡粉易结块，导致萃取不均，影响浓缩咖啡或手冲咖啡的风味。
粉量损失：静电吸附造成咖啡粉飞溅，浪费咖啡并影响清洁。
3. 减少静电的方法：
RDT（Ross Droplet Technique 罗斯液滴技术）研磨前在咖啡豆表面喷洒少量水（建议每克豆喷20微升雾化水），通过增加湿度中和电荷，显著减少结块和飞粉。实验显示，RDT可使结块减少15-25%，能让萃取更加均匀。
选择适配的磨豆机：部分磨豆机（如特定材质的刀盘或静电消散设计）能减少静电产生。离子化装置，以及抗静电涂层的磨豆机部件可辅助电荷中和。
控制环境湿度：持研磨环境湿度在60%左右，或使用加湿器调节局部湿度。
咖啡豆预处理：适当“养豆”（静置一段时间）让咖啡豆自然释放二氧化碳并吸收微量水分，降低静电倾向。
4. 科学依据与实验验证
文章引用研究指出，静电与咖啡颗粒的粒径分布、表面粗糙度及材质有关，RDT通过水分的介电作用有效中和电荷。
对比实验表明，使用RDT后咖啡粉的均匀度提高，萃取一致性更佳。
总结
文章结合理论与实操，强调通过简单调整（如RDT）即可显著改善静电问题，提升咖啡冲泡的均匀性和风味表现。同时，磨豆机设计与环境控制也是长期解决方案的关键因素。
DeepSeek：非专业术语版本解读：
磨咖啡时，咖啡粉容易“带电”乱飞、结块，导致咖啡萃取不均匀
咖啡粉乱飞：粉粘得到处都是，浪费咖啡还难打扫。
结块难萃取：咖啡粉粘成一团，冲出来的咖啡味道不均匀（比如又酸又苦）。
怎么解决？3招搞定！
1. 喷水大法（RDT）：磨豆前，往咖啡豆上喷1-2下雾化水（比如用喷雾瓶0.02克），立马减少静电。
2. 选对磨豆机：部分磨豆机设计（比如带抗静电涂层的）天生防静电，优先选这类。
3. 控制湿度：干燥天开加湿器，把环境湿度调到60%左右，静电会少一些。
https://sca.coffee/sca-news/25/issue-21/its-electric-understanding-and-reducingstatic-electricity-during-grinding
共计7000字，预计阅读时间15分钟
SCA 25杂志 赞助商们
论文引言：
当我第一次成为咖啡师时，我被大量关于如何做好咖啡的信息所吸引。
例如：如何冲泡出最浓郁、最稳定的意式浓缩咖啡的过程中，我在现场和网上找到了几十种方法和注意事项。
至于 "为什么 "要使用某些技术，至少也能找到几种可行的理论，有些是基于经验证据，有些则是基于轶事经历。
虽然所有这些（有时相互重叠，有时相互冲突）建议都激发了我的好奇心和尝试精神，但我常常感到不知所措，难以确定将其付诸实践的最佳技巧。
如今，每当一项创新或突破，引发人们重新思考以往我们在行业中，参考的知识和使用的技能，但现在我的重点是培训师和课程开发人员：最佳实践 "从何而来？在我咖啡职业生涯的早期，最佳实践似乎是那些达到了某种最低门槛并被主流采用的技术，或者是得到某些行业名人认可的技术。
如今，我们有幸能接触到越来越多的研究成果，这些研究成果指导着我们对咖啡更为精进的制作。
就拿过去几年的研究突破来说吧，例如：
2016 年 Uman 等人的研究，该研究证明了在研磨咖啡之前冷冻咖啡对萃取的帮助。
2020 年 Cameron 等人的研究，该研究探讨了如何设置研磨和萃取压力，以减少我们制作意式浓缩咖啡所需的粉量，同时提高饮品的一致性。
有时，这些研究报告激发了新的竞赛技术（我想到了 2016 年的研究成为头条新闻后，立马席卷了赛场）在另一些情况下，通过这些研究的实证支持，一些有效的技术被吧台认可，逐渐变成了当今咖啡馆的流程标准。
这项研究的作者约书亚-门德斯-哈珀（Joshua Mendez Harper）和克里斯托弗-亨登（Christopher Hendon）撰写的这篇富有启发性，文章解释了他们最近对水分在研磨咖啡时减少静电的作用所做的研究。
他们发现，在研磨前给咖啡豆喷点水，不仅能减少研磨机的滞留，使工作台更干净，还能减少咖啡床中的结块，降低萃取的变化，使杯中的咖啡味道更稳定、更可重现。这项研究为 "罗斯液滴技术 "增添了另一层可信度。"罗斯液滴技术 "是爱好者们讨论已久的一种做法，即在研磨前将极少量的水搅拌到一定剂量的咖啡豆中。
这项研究将如何体现在我们咖啡师们的日常实践中？只有时间才能告诉我们答案，因为专业人士将继续测试这项技术及其操作可行性，正如您将读到的，作者鼓励您这样做。
切尔西-杜贝
课程主任
论文开始：
研磨咖啡的过程会产生大量的静电荷，这不仅会对咖啡的品质产生深远的影响，而且还揭示了材料科学中一些最古老的未解之谜。
公元前 600 年左右，米利都的泰勒斯注意到，当琥珀与羊毛或猫毛摩擦时，会产生一种神秘的力量，吸引羊皮纸、棉絮或干草的碎片。
据说，这些观察结果构成了三电效应的发现--表面在相互摩擦时交换和积累静电荷的过程（通常称为 "静电"）。
尽管最近的研究表明泰勒斯的故事在很大程度上是值得怀疑的，但三电效应（源于希腊语 τρίβω: "摩擦 "和 ηλεκτρoν: "琥珀"）肯定是真实存在的，而且很可能是人类所知电的最早表现形式。
一个表面带正电，另一个表面带负电。
有些影响可能是平凡而熟悉的，当你的脚在铺有地毯的地板上拖行之后，触摸门把手时可能会感觉到电击，但有些影响则更为剧烈：火山闪电风暴，或由带电宇宙尘埃形成的行星，也是这种静电的结果。
令人惊讶的是，尽管静电是一种众所周知的现象，但人们仍然无法完全理解材料产生静电的原因和方式。
当物理学家为静电的来源挠头时，咖啡师和其他咖啡专业人士却每天都在与静电打交道。
研磨，将整粒咖啡豆研磨成细粉的过程，是咖啡颗粒与研磨元件（如刀盘）之间反复、破坏性摩擦接触的基础，而这些条件必然会导致强烈的充电。
例如，用 Mahlkonig EK43，研磨的咖啡可能会产生高达每克数十纳库仑（nC/g）的电荷，这种电荷水平甚至可与在，严重雷云、电化火山灰羽流中测量到的电荷水平相当。
偶尔，咖啡充电的强度可能足以产生小火花。但更常见的情况是，静电荷会产生静电力，使咖啡渣相互吸引并附着在表面上（就像泰勒斯所说的琥珀和纸屑一样）。
不足为奇的是，尤其是对于那些大部分时间都待在浓缩咖啡机后面的人来说，研磨得越细，静电就越明显。
最明显的是，它们会具有颗粒间的结块（"聚集"）、磨豆机内的残粉量增加，工作台上的混乱。
除此之外，咖啡粉结块还会给冲泡带来更隐蔽的后果：咖啡粉结块会改变咖啡粉中的固体颗粒与冲泡水的接触方式，从而导致水在咖啡粉中的流动方式发生变化（"咖啡粉床孔隙率变化"）。
换句话说，静电不止让我们在操作、清洁起来更费时外，尤其是对浓缩咖啡，它直接影响了我们复制萃取方案，与最终获得的咖啡品质。
我们测量研磨咖啡电荷的实验装置。在这项研究中，所有咖啡都是用 Mahlkonig EK43 磨豆机，刀盘为 98 毫米，我们测量电荷的方法是让咖啡粉聚集在法拉第杯（一种专门用来收集带电粒子进行测量的金属杯）中。
（a）：咖啡研磨过程中获得的最大电荷质量比，与科学文献中报道的其他粒子系统（如雷云和火山灰羽流）中的电荷质量比进行比较。
（b）：咖啡磨得越细，电化越明显（显示为 "电荷质量比"）。电荷的增加导致聚集（结块） 中的插图显示了一个咖啡团块，由一个大颗粒粉和无数被静电力 "粘 "在上面的极 细粒组成。
了解静电：在哪里？
如果我们想解决研磨过程中的带电问题及其对萃取的影响，就必须了解电是在哪里以及如何产生的。
材料表面特性的复杂性以及环境条件如何影响这些特性，在很大程度上是我们对静电认识不足的原因。
例如，在高温下通电的表面所获得的电荷可能与在低温下通电的看似相同的材料所获得的电荷大相径庭。
为了具体了解咖啡中的这种复杂性，我们研究了约 30 种不同市售咖啡在研磨时的带电情况，结果发现，无论我们是在寻找产生的静电与烘焙度之间的关系，还是在寻找产生的静电与咖啡含水量之间的关系，数据都非常分散。
虽然这些因素与产生的电荷之间存在一定的相关性（浅烘焙咖啡会产生正电荷，而深色烘焙咖啡则会产生负电荷），但这些关系在统计学上是 "弱 "的。这可能是因为种植、加工和烘焙条件的变化等因素的复合效应，生豆的所有特征及其烘焙，会改变其最终的化学成分，进而影响研磨过程中静电的产生。
为了更好地测试这些关系，我们采用了一种单一产地的咖啡，经过水洗的无任何瑕疵的埃塞俄比亚 Yirgacheffe 咖啡，并制定了两套烘焙曲线，这样我们就可以分离出颜色和残留水含量对静电的影响。
然后，我们用这两套烘焙曲线烘焙咖啡，系统地增加烘焙总长度和烘焙温度。
在比较其中最短（即最浅）的烘焙曲线和最长（即最深）的烘焙曲线时，我们观察到了与市售咖啡类似的结果：较深（较干）的烘焙咖啡带负电荷，而较浅（残留水分较多）的烘焙咖啡则带正电荷。
我们再次发现，电化与颜色的相关性很弱（即数据中存在大量 "散射"），在 Agtron 颜色为 70-80 时，电荷从正向过渡到负向。
然而，在水分方面，我们发现与在市售咖啡中观察到的行为截然不同：虽然一旦咖啡的含水量达到约 2%，仍会出现从负电荷到正电荷的过渡，但我们发现水分与电荷之间的关系是指数关系，而不是线性关系。
在其他工艺中也观察到过这种关系，而我们发现两者之间的相关性要强得多。这说明烘焙咖啡的内部残留水分可以很好地预测所产生的电荷，而与颜色无关。换句话说：烘焙的颜色虽然提供了一个风味参考点，但并不能提供足够的化学成分和产生静电的信息，而内部含水量似乎是产生静电的主要因素（以及产生多少），因此它是一个有用的预测指标。
约 30 种商用咖啡的电气化总结，作为（a）Agtron 颜色和（b）残留水分含量的函数。电荷似乎与烘焙颜色的相关性较弱，但与含水量的相关性稍大 （a）中的各个点并没有像（b）中的各个点那样紧跟红色虚线。颜色较深（较干）的烘焙往往会产生负电荷，而颜色较浅（保留较多水分）的烘焙则会产生正电荷。虽然这里没有显示，但电荷似乎与产地或加工过程无关。
以系统化的方式烘焙出不同风味的单一咖啡（水洗埃塞俄比亚 Yirgacheffe 咖啡）的电气化总结。（a）：测试的最长和最短烘焙曲线。 (b)：烘焙颜色对静态生成的影响；与商业样品一样，该图显示了静态生成与烘焙颜色之间的 "弱 "相关性。（c）：残余水分含量和静电电荷的影响；存在明显的指数关系。
管理静电：只需加水
在确定了导致咖啡带电的参数之后，我们现在来谈谈应对静电的策略。
人们可能会倾向于在磨豆机的构造中使用更多接地的金属部件，希望能将部分电荷漏走（就像接地避雷针在雷雨天气中对大地放电一样）。
但问题是，干咖啡是一种绝缘体，这意味着它不容易传导电荷。
因此，虽然与接地金属直接接触的微粒一侧的电荷会被中和，但与这些接地部件保持一定距离的微粒表面的电荷仍会留在原处。
因此，仅仅接地可能会导致更多问题而不是解决方案：即使在一定距离内，残留电荷也会被接地表面吸引，导致微粒粘附在上面。虽然接地条可以防止微粒飞散，但也有可能增加微粒的滞留。
对于绝缘颗粒上的残留电荷问题，有两种可能的解决方案：
1. 增加电荷的流动性（例如通过提高颗粒的导电性）
2. 向咖啡粉中 "注入 "极性相反的电荷，以中和不流动的电荷
第一种减少静电荷的方法（增加电荷的流动性）在咖啡界（尤其是咖啡师）已经实施了很长时间。咖啡师和咖啡爱好者偶尔会把这种方法称为 "罗斯液滴技术"（RDT），即在研磨咖啡豆之前，用喷壶或滴管向咖啡豆中加入少量的水。
从理论上讲，这种自由水（即不含在咖啡中的水）的添加会增加颗粒表面的导电性，激活被截留的正负电荷重新结合或流向接地表面的通道。
除了增加重组外，添加的水还可能通过电化学反应改变咖啡的表面成分，从而导致充电效率降低。为了了解研磨过程中产生的静电，我们的下一步是探索加水是否会减少静电。
接地不足。(a):带电粒子与接地金属表面之间的相互作用示意图。与表面接触的电荷可能会被中和，但由于咖啡的绝缘性能，距离较远的电荷（甚至是同一颗粒上的电荷）可能无法流向接地。这些电荷仍会产生作用力，使颗粒被吸引到接地表面。(b)：带电粒子在 EK43 磨豆机滑道接地条上的照片。虽然该接地条可以减少带电微粒的散射，但并不能减少滞留。
含水量对静电荷和粒度分布的影响。（a）：无论 "干 "电荷极性如何，加入少量水都会显著降低电化。(b)：电荷的减少减轻了结块现象，也大大降低了残粉率。
为此，我们研磨了一部分相同的商业咖啡，并增加了水量，从每克全豆 0 微升到 20 微升不等，以测量静电和结块的变化（分别为 "颗粒电荷 "和 "颗粒分布"）。即使在含水量很低的情况下，我们也注意到电气化明显下降，但在最高含水量为 20 μL/g 时，加水会使电荷质量比降低一半。
此外，随着电荷的减少，咖啡颗粒结块的能力也随之减弱：这种 "解聚 "导致颗粒大小分布向直径更小的方向移动，反映出结块分解为单个颗粒。静态较少是否意味着磨豆机中的残粉量更少？是的：每克加入 10 μL 水后，深烘焙咖啡的残粉率从 10% 以上降至 2.5% 左右。
虽然这些影响有点显而易见，但我们还是要探索在研磨过程中加水会对冲泡产生什么影响。当我们在研磨前加入 10 μL/g 的水时，我们注意到两件重要的事情：与研磨前未喷水的咖啡相比，意式浓缩咖啡的冲泡时间延长了近 50%，才能达到所需的冲泡量。此外，咖啡的流速也明显下降。我们还注意到杯中浓度的变化：用“干豆咖啡”萃取的意式浓缩咖啡的总溶解固体（TDS）为 8.2%，而用 "湿豆咖啡“萃取的意式浓缩咖啡的总溶解固体（TDS）为 8.7%。
添加预磨水对浓缩咖啡的质量和流速动态的影响。在这两幅图中，棕色线条显示的是不加预磨水的意式浓缩咖啡的动态；蓝色线条显示的是加了预磨水的意式浓缩咖啡的动态。加水后萃取时间增加，流速降低，同时导致 TDS 增加 0.6%。
从物理学的角度来看，我们认为 TDS 的这种变化是由于粉饼密度增加了，因为细小颗粒和较粗的粉不会相互产生静电吸引。这意味着，随着咖啡块的散落，咖啡粉之间能够有效地均匀混合，从而使水在冲泡咖啡时更均匀地接触咖啡。在 2020 年的论文中，卡梅伦等人认为，更细的研磨可能会导致萃取不均匀和不稳定（由于咖啡粉饼孔隙率不受控制），但我们的研究结果表明，在研磨前向烘焙咖啡中加水，可使咖啡粉饼均匀化，直接解决这一问题。
加水后浓度的增加（约 10-15%）肯定会影响口感，但同时也会对咖啡业产生重要的成本节约影响，因为咖啡业的产值高达 3432 亿美元，占美国国内生产总值的 1.5%。而这些实验只是强调了单一研磨粒度在 TDS 和流速方面的变化！关于 RDT 对使用其他冲煮比例和研磨设置制作咖啡的影响，还有更多值得学习的地方。如果您愿意在研磨机中加入少量的水，我们希望这能激发您亲自探索这些变量。
许多咖啡专业人士都熟悉在研磨咖啡前加一勺水的做法，再加上本文提供的数据，表明这种做法可以解决结块、通道和萃取不良等问题。
不过，由于过多的水可能会促进磨豆机内部的生锈或腐蚀，最近人们开始关注开发 "干式 "静电消散技术。这些方法通常涉及产生自由离子，即中和咖啡颗粒上电荷的带负电或带正电的气体分子。
我们在另一项研究中对这种方法进行了调查，发现其效果在很大程度上取决于正在研磨的咖啡（即烘焙色泽和水分含量）以及离子的添加点（例如在磨豆机的输出端或研磨腔本身）。除了用水和电离之外，可能还有其他减少电荷的策略，例如选择具有防静电涂层的刀盘材料，或设计具有电荷消散几何形状的磨豆机造型（就像飞机机翼上的静电吸芯）；这些方法都值得详细探讨。
迄今为止，人们对咖啡研磨过程中的静电一直视为负面现象，但这种普遍存在的带电现象可能会带来一些好处。也许这种充电行为揭示了其他指标所无法看到的化学和物理特性；毕竟，正如我们上文所说，接触和摩擦起电正是源于这些材料特性。
事实上，这种想法在其他领域也得到了积极探索：例如，火山学家们在过去 20 年中将颗粒带电与活火山喷发的火山灰、蒸汽和其他化合物的数量联系起来。
其他研究人员已经证明，某些塑料所产生的静电对液体和气体中的污染物很敏感，从而可以检测环境中的有害化学物质。
类似的方法是否也可以用来找出整粒豆子中的缺陷或监测混合物的成分和均匀性？静电作为诊断工具的可能性令人兴奋，但在咖啡方面几乎还没有被探索过。
虽然电化学在咖啡中的应用似乎是一个相当小众的研究领域，尽管令人兴奋！但我们从实验中获得的启示却远远超出了咖啡杯的范围，它影响了我们对与药粉、火山爆发甚至土星卫星土卫六的沙丘相关的电化过程的认识。
约书亚-门德斯-哈珀（JOSHUA MÉNDEZ HARPER）助理教授是波特兰州立大学的电气工程师，从事静电学中模糊问题的实验研究。
克里斯托弗-亨登（CHRISTOPHER H. HENDON）副教授是俄勒冈大学的计算材料化学家，负责亨登材料模拟小组。
我们还要感谢学生 ROBIN BUMBAUGH、ELENA COPE、LEIF LINDBERG、JUSTIN PHAM、CONNOR MCDONALD、ELIAS RHEINGOLD 和 LENA WEHN 为本项目做出的宝贵贡献。此外，我们还要感谢我们的同事 JOSEF DUFEK 和 YONG-HYUN KIM。
这项工作得到了咖啡科学基金会（Coffee Science Foundation）的支持，并由Nuova Simonelli公司提供资金支持。
阅读学术论文全文：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.11.005
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■ 文章来源：CORE 咖啡专业号
■ 文章作者：咖啡才鸟 James
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