Zgodovina in zgradba espresso aparata: bojlerji, črpalke in ekstrakcija

Pri aparatu z rezervoarjem in enojnim bojlerjem črpalka pošilja vodo iz rezervoarja v bojler. Grelni element v bojlerju vodo segreje. Ko se odpre ventil za ekstrakcijo, vroča voda skozi kuhalno glavo in pršno mrežico doseže plast kave. Kava nato steče skozi drobne odprtine na dnu košarice in skozi izliv portafiltra v skodelico.

Voda za ekstrakcijo in para po izhodu iz bojlerja potujeta po ločenih ceveh. Voda teče proti kuhalni glavi, para pa iz zgornjega dela bojlerja skozi ročni ventil do parne šobe. Pri enojnem bojlerju se temperatura istega bojlerja spreminja glede na način za ekstrakcijo ali pripravo pare.

Tudi cevi za uravnavanje tlaka imajo dve različni nalogi. Ventil za omejevanje tlaka ob prekoračitvi nastavitve del vode vrne v rezervoar. Tripotni elektromagnetni ventil med ekstrakcijo povezuje bojler s kuhalno glavo. Ob koncu ekstrakcije zapre dovod vode in hkrati poveže glavo z odtočno cevjo. Tako se preostali tlak sprosti, voda pa odteče v odkapni pladenj.

Rezervoar in neposredni priklop na vodovod

• Aparat z rezervoarjem je preprost za namestitev, vendar je treba redno preverjati, da vode ne zmanjka, čistiti rezervoar in menjati vodo, ki v njem predolgo stoji.
• Aparat z neposrednim priklopom na vodovod je primeren za lokale z veliko naročili. Pri namestitvi je treba upoštevati tlak dovodne vode, zaporni ventil, zaščito pred povratnim tokom, odtok in zmogljivost filtra.
• Tipalo nivoja vode in ventil za samodejno polnjenje preprečujeta segrevanje praznega bojlerja. Vrsta tipala in pogoji njegovega delovanja se med aparati razlikujejo.

Termoblok in pretočno segrevanje

Termoblok je kovinski blok z ozkim vodnim kanalom. Aparat segreje blok in skozenj vodi vodo. Čas segrevanja je kratek, aparat pa je lahko majhen. Če se hitrost pretoka spremeni, se lahko spremeni tudi temperatura vode na izhodu.

Na temperaturno stabilnost skupaj vplivajo količina toplote, shranjene v grelnem sklopu, moč grelnega elementa, položaj tipala, način uravnavanja temperature in zasnova cevi.

Enojni bojler

En bojler izmenično pripravlja vodo za ekstrakcijo in paro. Ker sta za ti nalogi potrebni različni temperaturi, je treba po ekstrakciji temperaturo zvišati, po uporabi pare pa jo znova znižati. Pri pripravi več lattejev z rastlinskim napitkom zapored je zato lahko potrebno čakanje.

Toplotni izmenjevalnik

Pri sistemu s toplotnim izmenjevalnikom je v velikem bojlerju, ki se vzdržuje pri temperaturi za paro, ločena cev za vodo za ekstrakcijo. Paro in ekstrakcijo lahko uporabljamo hkrati. Temperatura vode v cevi pa se spreminja glede na čas mirovanja aparata, količino zaporednih ekstrakcij in temperaturo dovodne vode.

Izpuščanje pregrete vode iz aparata, ki nekaj časa ni pripravljal kave, imenujemo hladilno izpiranje. Potrebna količina je odvisna od zasnove izmenjevalne cevi in kuhalne glave, časa mirovanja ter načina uravnavanja temperature.

Dvojni in večbojlerski sistemi

Ločena bojlerja za ekstrakcijo in paro omogočata neodvisno nastavitev obeh temperatur. Ker ima vsak svoj grelni element, lahko med ekstrakcijo uporabljamo tudi paro. La Marzocco GS iz leta 1970 je pomemben zgodnji primer povezave neodvisnih bojlerjev za ekstrakcijo in paro z nasičeno kuhalno glavo.

Večbojlerski aparat omogoča različne temperature posameznih kuhalnih glav ali večjo zmogljivost ob navalu naročil. Hkrati pa ima več delov, porabi več elektrike ter prinaša višje stroške namestitve in popravil. Pomembnejša od števila bojlerjev je zmogljivost, ki ustreza obsegu naročil in ponudbi lokala.

Vibracijska črpalka

Vibracijska črpalka z elektromagnetom hitro premika majhen bat in tako potiska vodo. Zaradi majhnosti in nizke cene je pogosta v domačih aparatih z rezervoarjem. Med delovanjem ustvarja zvok in pulzirajoč tok vode, dolgotrajno neprekinjeno delovanje pa je lahko omejeno. Dejanski tlak v kuhalni glavi je odvisen od ventila za uravnavanje tlaka in pogojev dovoda vode.

Rotacijska lamelna črpalka

Vodo premika z vrtečimi se lamelami. Pogosta je v profesionalnih aparatih z neposrednim priklopom na vodovod, deluje razmeroma tiho in omogoča stalen dovod vode. Nastavitvenega vijaka ne obračajte samovoljno, tudi če je dostopen. Napačna razlaga dovodnega tlaka ali tlaka, izmerjenega ob zaprtem pretoku, lahko poruši nastavitve in povzroči varnostne težave.

Zobniška črpalka in spremenljivi pretok

Zobniška črpalka omogoča natančno spreminjanje hitrosti motorja in s tem pretoka ali tlaka med ekstrakcijo. Temu pravimo profil pretoka ali tlaka. Če ohranimo ista zrna, finost mletja in odmerek, nato pa spreminjamo nastavitve, lahko primerjamo, katere spremembe tlaka so vplivale na okus.

Ročica in bat

Pri aparatu z ročico uporabnik neposredno potiska bat ali stisne vzmet. Pri vzmetni izvedbi se tlak med spuščanjem bata naravno spreminja. Ker se spreminja drugače kot pri aparatu z električno črpalko, obeh sistemov težko primerjamo zgolj po tem, ali ves čas vzdržujeta 9 bar.

Razumevanje vrednosti na manometru

Črpalka premika vodo. Tlak nastane, ko pretok ovira stisnjena plast fino mlete kave. Če je košarica prazna, enaka količina pretakajoče se vode ne ustvari visokega ekstrakcijskega tlaka.

Statični tlak, izmerjen s slepo košarico, tlak na vhodu v kuhalno glavo in tlak znotraj plasti kave, ki se med ekstrakcijo spreminja, niso enake vrednosti. Večja tlačna razlika spodbuja večji pretok. Večji upor plasti kave pa pri istem tlaku zmanjša količino vode, ki steče skoznjo.

Bolj fino mletje praviloma poveča upor plasti kave. Če pa v njej nastanejo kanali, se voda usmeri le po nekaterih poteh in ekstrakcija postane neenakomerna. Zato se lahko okus spreminja glede na mletje in porazdelitev kave, tudi če manometer kaže enako vrednost.

Kuhalna glava

Kuhalna glava je sklop delov, ki segreto vodo pripeljejo nad portafilter in jo razporedijo po širši površini.

• Glave, povezane z bojlerjem, in nasičene glave tesno povezujejo vodo v ekstrakcijskem bojlerju s kuhalno glavo, da zmanjšajo temperaturno razliko.
• Glave družine E61 so znane po kroženju vroče vode med bojlerjem in glavo ter po mehanskem krmiljenju ekstrakcije z ventili. Izvirni model iz leta 1961 je imel volumetrično črpalko, manometer in sistem za toplotno ravnovesje. Današnji aparati z oznako E61 nimajo vsi enakih temperaturnih lastnosti ali enakega predhodnega omočenja.
• Električno ogrevane glave neodvisno uravnavajo temperaturo z grelnim elementom in tipalom v sami glavi.

Portafilter

Portafilter pritrdi košarico v kuhalno glavo in usmeri pripravljeno kavo v skodelico. Izvedba z izlivi omogoča preprosto delitev kave v dva curka in lahko zmanjša škropljenje. Pri odprtem portafiltru brez dna je lažje opaziti škropljenje pod košarico ali pretok, ki se nagiba na eno stran.

Če z odprtim portafiltrom opazimo tok, usmerjen na eno stran, ali škropljenje vstran, lahko s prilagajanjem mletja in porazdelitve kave lažje poiščemo vzrok.

Filtrirna košarica

Premer in globina košarice ter število in oblika odprtin določajo površino, skozi katero lahko prehaja voda. Dejanski odmerek kave vpliva na upor kavne plasti. Oznaka »58 mm« je predvsem oznaka družine portafiltrov. Ne zagotavlja, da se vse košarice in tlačilniki z isto oznako popolnoma prilegajo. Preveriti je treba dejanski notranji premer in obliko roba.

Prazen prostor nad plastjo kave imenujemo headspace. Če je premajhen, lahko kava preveč pritiska ob pršno mrežico; če je prevelik, lahko voda razrahlja kavni sloj. Znotraj razpona odmerkov, ki ga za košarico določi proizvajalec, je smiselno spremljati tako maso suhe kave kot sledi na kavni plasti po ekstrakciji.

Pršna mrežica in razpršilnik

Pršna mrežica in razpršilnik razporedita vodo iz kuhalne glave po površini nad košarico. Če pretok ni enakomeren, je treba poleg mrežice preveriti tudi črpalko, ventile, vodni kamen in mletje.

• Dovodni elektromagnetni ventil na električni signal odpre pot vodi v bojler ali ekstrakcijski krog.
• Nepovratni ventil preprečuje tok vode v nasprotno smer.
• Ventil OPV ali obvodni ventil ob prekoračitvi nastavljenega tlaka vrne ali izpusti del vode.
• Ekspanzijski ventil zmanjša tlak, ki nastane zaradi povečanja prostornine vode med segrevanjem.
• Varnostni ventil je zadnja varovalka ob nenormalno visokem tlaku v parnem bojlerju. Njegovega puščanja ne smete samovoljno zamašiti.
• Vakuumski ventil pri segrevanju in ohlajanju bojlerja zmanjšuje nastajanje neželenega podtlaka ter napačnih prikazov tlaka.
• Tripotni elektromagnetni ventil med ekstrakcijo pošilja vodo v kuhalno glavo, po njej pa preostali tlak sprosti v odtok.

Termostat in tlačno stikalo

Mehanski termostat vklaplja in izklaplja grelni element okoli nastavljene temperature. V parnem bojlerju lahko grelni element uravnava tudi tlačno stikalo, ki zaznava tlak v bojlerju. Pri nasičeni vodni pari sta tlak in temperatura povezana, vendar se dejansko stanje lahko razlikuje glede na nivo vode, napako tipala, atmosferski tlak in porabo.

Regulacija PID

PID uravnava moč grelnega elementa na podlagi razlike med ciljno in izmerjeno temperaturo. Upošteva trenutno odstopanje, njegovo kopičenje skozi čas in hitrost spreminjanja temperature.

Dejanska učinkovitost regulacije PID je odvisna od položaja tipala, količine toplote, shranjene v bojlerju in glavi, regulacijskih nastavitev, popravka prikazane temperature in stopnje ogretosti aparata.

Pomen oznake 93 °C na zaslonu

Prikazanih 93 °C je navadno vrednost, ki jo izmeri tipalo na bojlerju ali grelnem bloku. Temperatura vode ob stiku s kavo je odvisna od položaja tipala in popravka prikaza, toplote, ki jo voda pridobi ali izgubi na poti do glave, ter hladne vode, ki med ekstrakcijo priteka v aparat.

Razmerje ekstrakcije in povprečni pretok

• Razmerje ekstrakcije: če iz 18 g suhe kave pripravimo 36 g espressa, je razmerje 1 : 2.
• Povprečni pretok: če 36 g espressa priteče v 27 sekundah, je povprečni pretok približno 1,3 g na sekundo.

Kava v skodelici vsebuje vodo in v njej raztopljene snovi. Prostornina kreme se sčasoma močno zmanjša, zato je za preverjanje ponovljivosti uporabnejša masa v gramih, izmerjena s tehtnico, kot prostornina v mililitrih.

Samo po trajanju ekstrakcije ne moremo presoditi, ali je kava premalo ali preveč ekstrahirana. Tudi pri enakih 28 sekundah se okus razlikuje, če se razlikujejo porazdelitev velikosti delcev, nastajanje kanalov, odmerek, temperatura ali dejanski izkoristek ekstrakcije. Čas uporabljamo za preverjanje stalnosti rezultatov pri ponavljanju istega recepta.

Predhodno omočenje

Pri predhodnem omočenju oziroma preinfuziji plast kave omočimo z nizkim tlakom ali majhnim pretokom, preden uporabimo polni ekstrakcijski tlak. To lahko pomaga iztisniti zrak med suhimi delci in razporediti vodo. Sistemi segajo od mehanskih izvedb, ki uporabljajo tlak dovodne vode, do ločenega krmiljenja črpalke, zato enoten čas za vse aparate ne obstaja.

Trije načini ustavljanja ekstrakcije

• Volumetrično krmiljenje ustavi ekstrakcijo po štetju signalov vode, ki preteče skozi merilnik pretoka. Zaradi vode, ki jo zadrži kava, in vode, ki odteče v odtok, ta meritev morda ne ustreza natančno masi v skodelici.
• Časovno krmiljenje ustavi ekstrakcijo po nastavljenem času.
• Masno krmiljenje meri maso kave v skodelici in ustavi ekstrakcijo pri nastavljeni količini napitka.

Parni bojler s segrevanjem vode ustvari vodno paro pod visokim tlakom in jo ob odprtju ventila pošlje v parno šobo. Število in premer odprtin šobe, tlak v bojlerju ter količina pare, ki jo lahko aparat dovede naenkrat, vplivajo na hitrost segrevanja rastlinskega napitka in na njegovo kroženje.

Parna šoba lahko povzroči hude opekline. Običajno tik pred uporabo na kratko izpustimo kondenzirano vodo. Takoj po uporabi jo obrišemo z namensko vlažno krpo in kratko izpustimo paro, da odstranimo ostanke v šobi. Natančen vrstni red in način čiščenja morata slediti navodilom aparata. V prevlečene šobe ali samodejne parne sisteme ne vstavljajte kovinskega orodja in jih ne razstavljajte samovoljno.

Pri vodi za kavo je treba poleg TDS spremljati tudi trdoto, alkaliteto in kloride. TDS označuje skupno količino raztopljenih snovi. Vodi z enako vrednostjo TDS imata zato lahko različne deleže kalcija, magnezija, natrija in drugih snovi.

• Previsoka trdota in alkaliteta lahko povzročita nabiranje vodnega kamna v grelnem sklopu in ozkih vodnih poteh.
• Visoka vsebnost kloridov lahko poškoduje nekatere kovine; enako velja za preveč korozivno vodo.
• Uporaba destilirane vode ali vode, iz katere so odstranjeni skoraj vsi minerali, brez nadaljnje prilagoditve lahko poleg težav z okusom povzroči tudi težave s tipanjem nivoja in deli aparata. Nekateri aparati z rezervoarjem za zaznavanje nivoja uporabljajo minerale v vodi.

Zahteve proizvajalca glede vode se razlikujejo glede na kovine in dele aparata, garancijske pogoje ter prodajni trg. Filter izberite s primerjavo vodnih zahtev konkretnega modela in rezultatov analize dovodne vode.

Za varno vzdrževanje sledite temu zaporedju.

1. Preverite trdoto, alkaliteto, pH, kloride in TDS dovodne vode.
2. Preberite dovoljene vrednosti za vodo in izključitve iz garancije v navodilih aparata.
3. Zmogljivost filtra in interval menjave določite glede na dnevno porabo vode ter sezonske spremembe dovodne vode.
4. Vodo pred filtrom in za njim preverite z enako metodo ter zabeležite rezultate.
5. V bojler ne vlivajte samovoljno kislega čistila samo zato, ker opazite vodni kamen. Pri odstranjevanju kamna iz notranjosti bojlerja je treba upoštevati postopek proizvajalca ali usposobljenega serviserja.

Po vsaki ekstrakciji

• Odstranite uporabljeno kavo in sperite košarico.
• Kavo, ki se je prijela na glavo, odstranite s kratkim izpiranjem ali krtačko v obsegu, ki ga dopuščajo navodila.
• Parno šobo takoj po uporabi obrišite in na kratko izpustite paro, da odstranite ostanke v notranjosti.
• Odkapni pladenj izpraznite, preden se prelije.

Po koncu dela ali v predpisanih intervalih

• Kavna olja s košarice in portafiltra odstranite z namenskim čistilom. Leseni, gumijasti, prevlečeni in elektronski deli se lahko ob namakanju v čistilu poškodujejo.
• Povratno izpiranje s slepo košarico izvajajte samo pri glavah, ki podpirajo ta postopek.
• Količino čistila, čas delovanja in število izpiranj določite po navodilih aparata in oznakah čistila.

Povratno izpiranje uporablja sistem, ki vodo iz kuhalne glave odvaja skozi odtočno cev. Če v aparat brez tega sistema namestite slepo košarico in izvedete povratno izpiranje, se lahko pokvari.

Znaki, da je morda potreben servis

• Pri istem receptu se količina pretakajoče se vode vztrajno zmanjšuje.
• Razlike v temperaturi ali količini napitka med kuhalnimi glavami se povečujejo.
• Zvok črpalke se spremeni ali pa se bojler polni dlje kot prej.
• Okoli varnostnega ali vakuumskega ventila stalno uhaja voda ali para.
• Odklopnik ali zaščitno stikalo na diferenčni tok se večkrat izklopi.
• Nivo vode v bojlerju nenormalno niha ali iz parne šobe izteka preveč vode.

Ob takih znakih aparata ne popravljajte zgolj na podlagi ugibanja in ne nadaljujte dela z njim. Zapišite model, simptome, čas pojava, podatke o vodi in kode napak ter naročite pregled pri usposobljenem serviserju.

V espresso aparatu so hkrati vroča voda, para pod tlakom in električni tokokrogi z velikimi tokovi.

• Pred odpiranjem ohišja samo pritisk na gumb za izklop morda ni dovolj. Aparat je treba odklopiti iz vtičnice ali izklopiti odklopnik ter počakati, da tlak in temperatura dovolj padeta, električni deli v notranjosti pa se razelektrijo.
• Ko je bojler vroč ali še pod tlakom, ne odvijajte ventilov, tipalnih sond ali cevnih spojev.
• Ne zamašite puščanja varnostnega ventila in njegove vzmeti ne zamenjajte z močnejšo.
• Aparata, iz katerega pušča voda, ne priključujte znova na elektriko, da bi iskali vzrok.
• Stari aparati na plinsko ogrevanje in aparati z ročico ter močno vzmetjo imajo vsak svoje dodatne nevarnosti.

Serviser mora v skladu s servisno dokumentacijo modela in varnostnimi pravili delovnega mesta povsem sprostiti tlak ter uporabiti postopek zaklepanja in označevanja, ki prepreči, da bi kdo drug vklopil napajanje.

Težko je imenovati enega samega izumitelja espresso aparata. Naprave za hitro pripravo velikih količin kave, ločene glave za posamezne skodelice, visokotlačne ročice in sistemi z električno črpalko so namreč nastali v različnih obdobjih.

Domači aparat

• Koliko skodelic boste vsak dan pripravili zapored?
• Boste pogosteje pili espresso ali latte z rastlinskim napitkom?
• Koliko časa ste pripravljeni čakati na segrevanje?
• Je rezervoar preprosto polniti in čistiti?
• Je na voljo filter ali način prilagajanja mineralov, ki ustreza lokalni vodi?
• So tesnila, pršne mrežice in košarice preprosto dobavljivi?
• Je servis na voljo v vaši državi in kako dolgo bodo dobavljivi nadomestni deli?
• Ali nazivna moč ter zahteve za vtičnico in odklopnik ustrezajo domači napeljavi?

Aparat za kavarno

• Koliko skodelic naročijo gostje v najbolj obremenjenih 15 minutah in koliko od teh je lattejev z rastlinskim napitkom?
• Kako hitro aparat obnovi zmogljivost, ko hkrati uporabljate ekstrakcijo, paro in vročo vodo?
• Kako stalni sta temperatura in količina napitka pri posameznih glavah?
• Ali so tlak dovoda, naklon odtoka in zmogljivost filtra ustrezni?
• Koliko časa traja čiščenje po koncu dela in kaj zajema samodejno čiščenje?
• Ali je ob okvari mogoče nadaljevati delo z nekaterimi glavami in kako hitro pride serviser?
• So višina prostora za skodelice, masa portafiltra in položaj parne ročice udobni za osebje?
• Koliko elektrike aparat porabi v stanju pripravljenosti in varčnem načinu?

Pomembneje kot posamezna lastnost, denimo velik bojler, črpalka z 20 bar ali PID, je, kako stalna ostajata temperatura in pretok tudi ob navalu naročil. Preveriti je treba tudi, ali je preprosto skrbeti za vodo in čiščenje ter ali je ob okvari na voljo servis.

Je črpalka s 15 bar boljša od aparata z 9 bar?

Na tej podlagi ne moremo presoditi. Največji tlak črpalke, nastavitev ventila za uravnavanje tlaka, tlak ob zaprtem pretoku v glavi in tlak pri prehodu skozi kavo niso isto. Pomembneje je, da aparat pri dejanskem receptu ponovljivo vzdržuje ustrezen tlak in pretok.

Je treba espresso vedno pripravljati pri 9 bar?

Tlak okoli 9 bar je razširjena referenca za sodobni espresso, ni pa edini način priprave. Pri aparatih z ročico ali prilagodljivim pretokom se tlak med ekstrakcijo spreminja. Za primerjavo tlakov je treba poznati tudi mesto in način merjenja.

Je dvojni bojler vedno boljši?

Lahko ima prednost, kadar hkrati uporabljamo ekstrakcijo in paro ter želimo ločeno uravnavati obe temperaturi. Vendar se povečajo tudi cena, poraba elektrike, čas segrevanja in število delov, ki bi lahko potrebovali popravilo. Pri manjši uporabi je lahko primernejši enojni bojler ali dobro zasnovan aparat s toplotnim izmenjevalnikom.

Ali PID zagotavlja natančno temperaturo?

PID je eden od načinov uravnavanja temperature. Če položaj tipala, nastavitve, toplotno upravljanje glave, segrevanje ali popravek prikaza niso ustrezni, se lahko prikazana vrednost razlikuje od temperature v kavni plasti.

Je ustekleničena voda varna za aparat?

Samo po znamki tega ne moremo vedeti. Tudi sestava istega izdelka se lahko spremeni glede na vodni vir ali čas proizvodnje. Trdoto, alkaliteto, kloride in pH z etikete ali analize je treba primerjati z zahtevami proizvajalca aparata.

Lahko sami odstranimo vodni kamen s kisom ali citronsko kislino?

Tega ne priporočamo, razen če navodila to izrecno dovoljujejo. Poškodujejo se lahko bojler, ventili, prevleke in tesnila, odluščen vodni kamen pa lahko zamaši ozke prehode.

Je treba pri vsakem aparatu vsak dan izvesti povratno izpiranje?

Ne. Najprej je treba preveriti, ali ima aparat tripotni ventil in zasnovo, ki omogoča povratno izpiranje. Tudi pri primernih aparatih se intervali izpiranja z vodo in čiščenja s čistilom razlikujejo glede na uporabo in navodila proizvajalca.

Ali odprti portafilter izboljša okus?

Sam po sebi še ne pomeni boljšega okusa. Omogoča pa opazovanje toka pod košarico, zato lažje odkrijemo težave s porazdelitvijo kave in nastajanjem kanalov.

Je aparat ogret, ko zaslon doseže ciljno temperaturo?

Ne vedno. Tipalo bojlerja lahko že doseže cilj, medtem ko so kuhalna glava, portafilter in skodelice še hladni. Upoštevati je treba priporočeni čas segrevanja proizvajalca in rezultate zaporednih ekstrakcij.

V Mahini lahko uživate v espressu samem ali v veganskem affogatu, pri katerem espresso prelijemo čez rastlinski sladoled.