[器材] 市面常見手搖磨豆機的錐刀設計理論

這篇是想跟大家探討一般手搖磨豆機的錐形刀盤，
她們的刀盤幾何設計，如何造成研磨品質
跟細粉量差異。內容無風味描述也非科學儀器分析，
僅由個人手上產品、經驗及網路資料整理歸納而成，
希望能對有興趣研究手磨，
或購買手磨時有選購障礙的同好能有所幫助。
https://i.imgur.com/WFhH2II.jpeg

附圖內刀盤由左至右分別為
1Z JS, 1Z X-pro, 1Z, X-ultra, 1Z K-pro

進入正文：
一，刀盤尺寸
一般廠商標榜的錐刀尺寸
是以外刀盤的外圓直徑來宣稱。
例如Ø38、Ø48指的是外刀盤最外觀的圓直徑。
直徑與豆子接觸面積成正比，
越大效率越高，相對費力。
https://i.imgur.com/GWw0oQG.jpeg

二，內刀盤頂部形狀大小
內刀盤的頂部直徑越大(例如C40)
同時間在內外刀磨豆空間的豆越少，
研磨效率較低，理應會越省力。
但如果頂部的直徑小到一定程度(例如1Z E-pro)
造成斜率過大，
或是內刀星狀間的L型豆槽太小，
也會因為咬豆效率不佳而省力。
https://i.imgur.com/BiqcWpm.png
圖示：紅色內刀頂最小最小，藍色最大

三，內刀盤星數差異
先忽略刀紋設計的細節，
星數越少，容納在內外刀間隙內的豆子越多。
這代表豆子在進入細研磨前，
在豆槽內互相擠壓的情況較多，細粉也會增加。
https://i.imgur.com/s1BHwAD.jpeg

圖示：星數越少，同時存在豆槽的豆量越多

四，內刀盤設計
如圖示我分豆槽、粗切結構及細研磨區。
https://i.imgur.com/uNgTJxX.jpeg

附圖：常見內刀盤設計

歸納幾個我內刀盤刀紋設計的看法如下：

1. 細研磨區的刀紋延伸進粗切結構多寡的差異
細刀紋延伸進粗切結構越多，
部分碎豆可以越早從接觸的細切割，
減少碎豆到咖啡粉間被擠壓的次數，
細粉量會稍減。
https://i.imgur.com/bq9nYlK.png

圖示：1Z 不同版本的K-pro刀盤，右側減少了細粉率

2. 細研磨區的刀紋延伸進豆槽的長度差異
細刀紋延伸越高，碎豆越早進細刀紋內，
細研磨路徑會越長，
同一個顆粒經過細研磨槽的時間越長，
出刀盤前的被研磨的次數越多，細粉也會越多。
乍看這說法與第1點違背，
但這邊要強調是豆槽區下方的細刀紋。
https://i.imgur.com/8RouTmz.png

圖示：Kinu M47 classic 及 brew 刀盤
右側減少了減少細粉率

3. 細研磨區的刀紋寬窄
寬刀紋可以讓較大的碎豆提早進入切削，
細刀紋則必須等碎豆被破的更小才進入切削，
相對來說細刀紋的細粉量應會多一些。
https://i.imgur.com/HTR4pDO.jpeg

圖示：1Z 不同版本的 X-pro,右側增加了細粉率

4. 細研磨刀紋凹槽為圓角或銳角的差異
這個是Kinu M47 上看到的，
M47的手沖刀盤設計跟Classic版本相比
細研磨刀紋內側為銳角設計。
合理推測為改變顆粒形狀以及減少細粉量。
https://i.imgur.com/8RouTmz.png

圖示：Kinu M47 classic 及 brew 刀盤
左側刀紋內為圓角設計，細粉率較高

五，外刀盤設計
如圖示一樣分為豆槽，粗切結構跟細研磨區
比較少廠商針對外刀盤做文章。
我在想可能是因為相對內刀盤較單純
外刀盤與內刀盤粗切結構運用剪力
來碎豆再進行細研磨大家都差不多。
https://i.imgur.com/EUqsJJR.jpeg

附圖：常見外刀盤設計

1. 豆槽大小
豆槽越大，容豆量越大，效率會提高，也較費力。
細粉量也會因豆子較多相互擠壓的關係增加。

2. 粗切結構與豆槽的角度
粗切結構與豆槽間的角度越小，咬豆感會提高，
可以較為減少豆子狂跳的機率。
https://i.imgur.com/exM2UCF.png

附圖：豆槽大小與結構角度差異

六，個人觀點小結:

強調義式的刀盤，例如常見的 italmill
通常豆槽較短，粗切結構長
細研磨區刀紋寬度較窄。
可以想像豆子在豆槽跟鈍刀作用下，
強迫要有較多的擠壓跟多次切削，
碎豆才能進入細刀紋區，
細粉量會比較多。
產品例: Kinu M47，1Z J-max

強調手沖的刀盤，例如瑞士 Etzinger
跟早期爛大街的公版5芯刀盤，
豆槽及粗切結構都是銳利的
這代表她幾乎都是用切割的方式在磨豆
細粉量低且一般不足以支援傳統義式機器。
然而早期五芯為何細粉量還是多?
除了加工品質外，少星數的內刀盤
多了豆子互相擠壓的機率，
還有五星刀盤的錐形斜度，
會常常卡碎豆也有關係
產品例: 匿名二, Lido OG, 1Z ZP6

基於這兩個極端的刀盤，再依照上述的設計細節
就可以衍伸出很多刀盤設計。
例如多用途設計可以義式刀盤為基礎
延伸細刀紋至鈍刀區，加寬細研磨槽寬度
減少內外刀盤間的豆槽容量達到慢速給豆率
產品例: C40, 1Z X-pro

再針對上述產品的刀盤去做修正微調的話
C40 -> C60
加大刀盤直徑，增加研磨效率。
X-pro -> X-ultra
加大外刀盤豆槽，縮窄內刀細研磨紋路
增加咬豆感，增加細粉率。
E-pro -> K-pro
加大刀盤直徑，加大內刀頂部直徑。
改善咬豆感及研磨效率。

刀盤是一台磨豆機的心臟
用了什麼刀盤決定了粒徑分佈、研磨品質及細粉率
當然材質，加工精度，軸心結構，
刻度調整方式還有UX設計等...
都是一台好磨豆機需要考慮的。

寫的樂樂腸，大家有興趣看看，沒興趣也隨便泉
下次市面又有新的手搖出現，
大家買來也可以拆開比對看看。
廠商是有下工夫，還是只是多些騙人的花樣。

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