Историја и конструкција еспресо апарата: бојлери, пумпе и екстракција

У апарату са резервоаром и једним бојлером пумпа шаље воду из резервоара у бојлер. Грејач у бојлеру је загрева, а када се отвори вентил за екстракцију, врела вода пролази кроз главу групе и туш-сито до слоја кафе. Кафа пролази кроз ситне отворе на дну корпице, па кроз излив портафилтера пада у шољицу.

Вода за екстракцију и пара по изласку из бојлера иду различитим цевима. Вода иде ка групи, а пара из горњег дела бојлера ка ручном вентилу и парној цеви. Апарат са једним бојлером мења температуру тог истог бојлера зависно од режима екстракције или паре.

Цеви за регулисање притиска имају две различите улоге. Вентил за ограничење притиска враћа део воде у резервоар када притисак пређе подешену вредност. Трокраки соленоидни вентил током екстракције повезује бојлер и групу, а по заустављању затвара довод воде и истовремено повезује страну групе са одводном цеви. Тако се преостали притисак и вода из групе ослобађају у посуду за капање.

Разлике између резервоара и директног прикључка на водовод

• Апарат са резервоаром лако се поставља, али треба редовно проверавати да ли има воде и одржавати резервоар чистим, без воде која дуго стоји.
• Директан прикључак на водовод одговара локалима са много поруџбина, али захтева заједничко планирање улазног притиска, запорног вентила, заштите од повратног тока, одвода и капацитета филтера.
• Сензор нивоа и вентил за аутоматско допуњавање спречавају загревање празног бојлера. Врсте сензора и услови рада разликују се међу апаратима.

Термоблок и проточно загревање

Термоблок загрева метални блок са уским воденим каналом, кроз који потом протиче вода. Омогућава кратко предгревање и компактнији апарат, али промена брзине протока може променити и излазну температуру воде.

На температурну стабилност заједно утичу количина топлоте ускладиштена у грејном склопу, снага грејача, положај сензора, начин регулације и конструкција цевовода.

Један бојлер

Један бојлер наизменично припрема воду за екстракцију и пару. Пошто су потребне различите температуре, после екстракције треба повећати температуру, а после употребе паре поново је снизити. Због наизменичног обављања ова два задатка можда ћете морати да сачекате када припремате више биљних лате напитака заредом.

Измењивач топлоте

Код овог система вода за екстракцију пролази кроз засебну цев унутар великог бојлера који се одржава на температури за пару. Пара и екстракција могу се користити истовремено, али температура воде у цеви зависи од времена мировања апарата, количине узастопно припремљене кафе и температуре улазне воде.

Испуштање прегрејане воде после периода мировања назива се расхладно испирање. Потребна количина зависи од конструкције измењивачке цеви и групе, времена мировања и регулације температуре.

Два бојлера и системи са више бојлера

Одвојени бојлери за екстракцију и пару омогућавају засебно подешавање обе температуре. Сваки има свој грејач, па се кафа може припремати истовремено са употребом паре. La Marzocco GS из 1970. године значајан је рани пример спајања независних бојлера за екстракцију и пару са засићеном групом.

Апарати са више бојлера омогућавају различиту температуру по групи или већи капацитет у време гужве. Ипак, расту и број делова, потрошња струје, трошкови уградње и поправки. Важније од броја бојлера је да ли капацитет одговара броју поруџбина и менију локала.

Вибрациона пумпа

Вибрациона пумпа електромагнетом брзо покреће мали клип и тако шаље воду. Због мале величине и ниже цене често се користи у кућним апаратима са резервоаром. Чује се при раду и ствара пулсације воде, а непрекидан дуготрајан рад може бити ограничен. Стварни притисак у групи зависи од регулационог вентила и услова довода воде.

Ротациона крилна пумпа

Воду премешта ротирајућим крилцима. Широко се користи у комерцијалним апаратима прикљученим на водовод, релативно је тиха и погодна за сталан доток. Не окрећите самостално вијак за подешавање само зато што је видљив. Погрешно тумачење улазног притиска и притиска измереног са затвореним воденим путем може пореметити подешавања или угрозити безбедност.

Зупчаста пумпа и променљив проток

Зупчаста пумпа прецизном променом брзине мотора може мењати проток или притисак током екстракције. То се назива профил протока или притиска. Ако задржите исту кафу, млевење и дозу, а мењате подешавања, можете упоредити која промена притиска утиче на укус.

Полуга и клип

Код апарата са полугом човек директно потискује клип или сабија опругу. Код опружног система притисак се природно мења док се клип спушта. Пошто се притисак мења другачије него код електричне пумпе, ове системе није довољно поредити само по томе да ли непрекидно одржавају 9 bar.

Тумачење очитавања манометра

Пумпа покреће воду. Притисак настаје када слој ситно млевене, сабијене кафе пружа отпор протоку. Ако је корпица празна, иста количина воде може протицати без стварања високог притиска екстракције.

Статички притисак измерен са слепом корпицом, притисак на улазу у групу и притисак који се мења у слоју кафе током екстракције нису исте вредности. Већа разлика притиска подстиче већи проток, док већи отпор слоја кафе при истом притиску смањује количину воде која пролази.

Ситније млевење углавном повећава отпор слоја кафе. Међутим, ако се створе пукотине и канали, вода се усмерава појединим путевима и екстракција постаје неравномерна. Зато се укус може разликовати са млевењем и расподелом кафе и када манометар показује исту вредност.

Глава групе

Глава групе састоји се од више делова који доводе загрејану воду изнад портафилтера и распоређују је по широј површини.

• Група спојена са бојлером и засићена група конструкцијом приближавају воду из бојлера за екстракцију групи, како би се смањила температурна разлика.
• Групе породице E61 познате су по циркулацији вреле воде између бојлера и групе и механичким вентилима за управљање екстракцијом. Првобитни модел из 1961. имао је запреминску пумпу, манометар и систем топлотне равнотеже. Немају сви данашњи апарати са називом E61 исте температурне особине и прединфузију.
• Електрично загревана група засебно регулише температуру грејачем и сензором унутар групе.

Портафилтер

Портафилтер причвршћује корпицу за групу и усмерава готову кафу у шољицу. Модел са изливима лако дели кафу у два млаза и може смањити прскање. Модел без дна омогућава да се испод корпице лакше уоче прскање и проток који се помера на једну страну.

Када кроз портафилтер без дна уочите проток на једној страни или прскање у страну, подешавање млевења и расподеле кафе може помоћи у тражењу узрока.

Корпица

Пречник и дубина корпице, број и облик отвора одређују површину кроз коју вода може проћи. Стварна доза кафе утиче на отпор слоја. „58 mm“ пре свега означава породицу портафилтера. Иста ознака 58 mm не значи да свака корпица и тампер савршено одговарају једно другом. Треба проверити стварни унутрашњи пречник и облик ивице.

Празан простор изнад слоја кафе назива се headspace. Ако је премали, кафа може превише додиривати туш-сито, а ако је превелик, вода може пореметити слој. У оквиру дозе коју произвођач прописује за корпицу, корисно је посматрати и масу суве кафе и трагове на слоју после екстракције.

Туш-сито и дифузор

Туш-сито и дифузор распоређују воду из групе по ширини корпице. Ако проток није равномеран, поред туш-сита треба проверити и пумпу, вентиле, каменац и млевење.

• Соленоидни вентил довода на електрични сигнал отвара пут воде ка бојлеру или кругу екстракције.
• Неповратни вентил спречава повратни ток воде.
• OPV или бајпас вентил враћа или испушта воду када притисак пређе подешену вредност.
• Експанзиони вентил смањује притисак настао ширењем воде при загревању.
• Сигурносни вентил последња је заштита при ненормално високом притиску у парном бојлеру. Не затварајте самостално место на ком цури.
• Антивакуумски вентил смањује појаву неуобичајеног вакуума и погрешног приказа притиска при загревању и хлађењу бојлера.
• Трокраки соленоидни вентил током екстракције шаље воду ка групи, а по завршетку ослобађа преостали притисак у одвод.

Термостат и пресостат

Механички термостат укључује и искључује грејач око подешене температуре. У парном бојлеру пресостат може управљати грејачем према притиску. Код засићене водене паре притисак и температура су повезани, али стварни услови могу се мењати са нивоом воде, грешком сензора, атмосферским притиском и оптерећењем.

PID регулација

PID регулише снагу грејача израчунавањем разлике између задате и измерене температуре. Уз тренутно одступање узима у обзир и његово акумулирање и брзину промене температуре.

Стварна успешност PID регулације зависи од положаја сензора, топлоте ускладиштене у бојлеру и групи, параметара регулације, корекције приказане температуре и стања предгревања.

Шта значи 93°C на екрану

Приказаних 93°C обично је вредност сензора на бојлеру или грејном блоку. Температура воде која додирује кафу зависи од положаја сензора и корекције приказа, топлоте добијене или изгубљене на путу до групе и хладне воде која улази током екстракције.

Однос екстракције и просечан проток

• Однос екстракције: 18 g суве кафе и 36 g еспреса дају однос 1:2.
• Просечан проток: ако добијете 36 g еспреса за 27 секунди, просек је око 1,3 g у секунди.

Кафа у шољици садржи и воду и растворене материје. Запремина креме знатно опада са временом, па су за проверу поновљивости кориснији грами измерени вагом него милилитри (mL).

Само време није довољно за процену недовољне или претеране екстракције. И при истих 28 секунди укус се мења са расподелом величине честица, каналисањем, дозом, температуром и стварним приносом екстракције. Време користите да проверите доследност при понављању истог рецепта.

Прединфузија

Прединфузија кваси слој кафе ниским притиском или малим протоком пре пуне примене притиска. Може помоћи да ваздух изађе између сувих честица и да се вода распореди. Конструкције су различите, од механичких система са улазним притиском воде до засебне контроле пумпе, па не постоји једно време за све апарате.

Три начина заустављања екстракције

• Запреминско заустављање броји сигнале воде која пролази кроз мерач протока. Због воде задржане у кафи и испуштене у одвод не мора се тачно поклопити са масом у шољици.
• Временско заустављање прекида екстракцију по истеку подешеног времена.
• Заустављање према маси мери масу кафе у шољици и прекида екстракцију када достигне подешену количину.

Парни бојлер загрева воду и ствара пару под високим притиском, коју отворен вентил шаље у парну цев. Број и пречник отвора млазнице, притисак бојлера и количина паре коју може одједном да испоручи утичу на брзину загревања и кружно струјање биљног напитка.

Парна цев може изазвати тешке опекотине. Обично се непосредно пре употребе кратко испусти кондензована вода, а одмах после употребе цев обрише наменском влажном крпом и кратко пусти пара да уклони остатке из млазнице. Тачан редослед и чишћење морају пратити упутство конкретног апарата. Не убацујте метални алат у обложену цев или аутоматски парни склоп и не растављајте их самостално.

Код воде за кафу, поред TDS-а, треба проверити тврдоћу, алкалитет, хлориде и друге параметре. TDS показује укупну количину растворених материја, па при истој вредности удели калцијума, магнезијума, натријума и других материја могу бити различити.

• Превисока тврдоћа и алкалитет могу довести до накупљања каменца у грејном склопу и уским воденим каналима.
• Висок садржај хлорида или претерано корозивна вода могу оштетити поједине метале.
• Директна употреба дестиловане или готово потпуно деминерализоване воде може створити проблеме не само са укусом већ и са детекцијом нивоа и деловима апарата. Неки апарати са резервоаром користе минерале у води за детекцију нивоа.

Прописани састав воде разликује се према металима и деловима апарата, условима гаранције и тржишту. Филтер треба изабрати поређењем дозвољеног опсега за конкретан модел са анализом улазне воде.

За безбедно одржавање пратите овај редослед.

1. Испитајте тврдоћу, алкалитет, pH, хлориде и TDS улазне воде.
2. Проверите опсеге квалитета воде и искључења из гаранције наведена у упутству апарата.
3. Одредите капацитет филтера и рок замене према дневној потрошњи и сезонским променама улазне воде.
4. Истом методом испитајте воду пре и после филтера и забележите резултате.
5. Не сипајте самостално кисело средство за чишћење у бојлер само зато што видите каменац. Уклањање каменца из бојлера мора пратити поступак произвођача или стручног сервисера.

После сваке екстракције

• Баците искоришћени талог и исперите корпицу.
• Остатке кафе на групи уклоните кратким испирањем или четком, у границама дозвољеним упутством.
• Парну цев обришите одмах после употребе и кратко пустите пару да уклони унутрашње остатке.
• Испразните посуду за капање пре него што се прелије.

После радног дана или у прописаним интервалима

• Уља кафе са корпице и портафилтера оперите наменским детерџентом. Потапање у детерџент може оштетити дрвене и гумене делове, делове са металном превлаком и електронске компоненте.
• Повратно испирање слепом корпицом обављајте само на групама које подржавају тај поступак.
• Количину детерџента, време рада и број испирања одредите према упутству апарата и декларацији средства.

Повратно испирање користи конструкцију која воду из групе шаље у одвод. Поступак са слепом корпицом може оштетити апарат који нема такав одвод.

Знаци да може бити потребан сервис

• Проток се стално смањује иако користите исти рецепт.
• Разлике у температури или количини напитка међу групама постају веће.
• Звук пумпе се мења или пуњење бојлера траје дуже.
• Вода или пара непрекидно цуре око сигурносног или антивакуумског вентила.
• Аутоматски осигурач или диференцијална склопка стално искључују струју.
• Ниво воде у бојлеру неуобичајено расте и пада или из парне цеви излази превише воде.

Ако се појаве ови симптоми, немојте самостално поправљати апарат на основу претпостављеног узрока и настављати рад. Забележите модел, симптоме, време појаве, податке о води и кодове грешака и затражите преглед стручног сервисера.

Унутар еспресо апарата налазе се врела вода, пара под притиском и електрична кола кроз која тече јака струја.

• Пре отварања кућишта само притискање дугмета за искључивање можда није довољно. Треба извући утикач или искључити одговарајући осигурач, па сачекати да притисак и температура довољно падну и да се унутрашње електричне компоненте испразне.
• Не одврћите вентиле, сензорске сонде или спојеве цеви док је бојлер врућ или је у њему остао притисак.
• Не затварајте цурење сигурносног вентила и не мењајте његову опругу јачом.
• Не укључујте поново апарат из ког цури вода да бисте тражили узрок.
• Стари апарати загревани гасом и апарати са полугом и јаком опругом имају засебне ризике.

Сервисер мора према сервисној документацији модела и правилима безбедности радног места потпуно ослободити притисак и применити закључавање и означавање напајања како га неко други не би укључио.

Тешко је издвојити само једну особу као изумитеља еспресо апарата. Уређаји за брзу припрему велике количине кафе, засебне групе за појединачне шољице, полуге са високим притиском и електричне пумпе настали су у различитим периодима.

Кућни апарат

• Колико шољица дневно припремате заредом
• Да ли чешће пијете еспресо или биљни лате
• Колико можете да чекате предгревање
• Да ли се резервоар лако пуни и пере
• Да ли постоји филтер или начин подешавања минерала за локалну воду
• Колико је лако набавити заптивке, туш-сито и корпице
• Да ли је сервис доступан у вашој земљи и колико дуго се обезбеђују делови
• Да ли називна снага и захтеви за утичницу и осигурач одговарају вашем дому

Апарат за кафић

• Колико шољица се наручи током најпрометнијих 15 минута и колико њих су биљни лате напици
• Колико брзо се апарат опоравља када се истовремено користе екстракција, пара и врела вода
• Колико су температура и количина напитка уједначени по групама
• Да ли одговарају улазни притисак, пад одвода и капацитет филтера
• Колико траје чишћење после рада и шта обухвата аутоматско чишћење
• Да ли при квару можете наставити рад на преосталим групама и колико брзо стиже сервисер
• Да ли висина простора за шољице, маса портафилтера и положај полуге за пару одговарају особи која ради
• Колика је потрошња струје у стању приправности и штедљивом режиму

Важније од једне особине, попут „великог бојлера“, „пумпе од 20 bar“ или „PID-а“, јесте колико стабилно апарат одржава температуру и проток при великом броју поруџбина. Размотрите и лакоћу управљања водом и чишћењем и доступност поправке у случају квара.

Да ли је пумпа од 15 bar боља од апарата од 9 bar?

Не може се тако закључити. Максимални притисак пумпе, подешавање регулационог вентила, притисак у групи при затвореном воденом путу и притисак током проласка кроз кафу различите су вредности. Важнија је стабилна поновљивост притиска и протока за стварни рецепт.

Да ли еспресо мора да се припрема при 9 bar?

Око 9 bar је широко коришћена референтна вредност за савремени еспресо, али није једини начин екстракције. Код апарата са полугом или регулацијом протока притисак се током екстракције мења. При поређењу треба знати и где је и како измерен.

Да ли су два бојлера увек бољи избор?

Могу бити предност за истовремену екстракцију и употребу паре и засебно подешавање обе температуре. Међутим, расту цена, потрошња струје, време предгревања и број делова којима може затребати поправка. Ако припремате малу количину кафе, прикладнији може бити апарат са једним бојлером или добро осмишљеним измењивачем топлоте.

Да ли PID гарантује тачну температуру?

PID је један начин регулације температуре. Ако положај сензора, подешавања, топлотно управљање групом, предгревање и корекција приказа нису одговарајући, приказана вредност може се разликовати од температуре слоја кафе.

Да ли је флаширана вода безбедна за апарат?

Сам назив бренда то не показује. Исти производ може имати различит састав зависно од извора и периода производње. Тврдоћу, алкалитет, хлориде и pH са декларације или из анализе треба упоредити са стандардом произвођача апарата.

Могу ли самостално уклонити каменац сирћетом или лимунском киселином?

То није препоручљиво ако упутство изричито не дозвољава. Могу се оштетити бојлер, вентили, галванске превлаке и заптивке, а одвојени каменац може запушити уске канале.

Да ли сваки апарат треба свакодневно повратно испирати?

Не. Најпре проверите да ли апарат има трокраки вентил и конструкцију која подржава повратно испирање. И код апарата који га подржавају, интервали испирања водом и употребе детерџента зависе од оптерећења и упутства произвођача.

Да ли портафилтер без дна побољшава укус?

Не може се рећи да сам по себи побољшава укус. Приказује проток испод корпице и олакшава откривање проблема са расподелом кафе и каналисањем.

Да ли је предгревање завршено када екран покаже задату температуру?

Не увек. Сензор бојлера може први достићи задату вредност док су група, портафилтер и шољице још хладни. Проверите и време предгревања које препоручује произвођач и резултате поновљених екстракција.

У ресторану Mahina еспресо можете пити самостално или као вегански афогато, преливен преко биљног сладоледа.