Ar kada nors susimąstėte kaip veikia kavos aparatas? Sudomins ne tik technologijų entuziastus

Perskaitę straipsnį geriau suprasite kokie esminiai kavos aparatų skirtumai ir funkcinės savybės, bei kaip geriau pasirinkti sau tinkamą kavos aparatą. Suprasite jo veikimą principą, jei planuojate kavos aparato remontą ar priežiūrą atlikti patys.

Vandens šaltinis

Kiekvienam kavos aparatui reikia vandens. Kavos aparatuose vanduo tiekiamas iš dviejų šaltinių: iš aparate esančio rezervuaro arba iš vandentiekio jungties su nuolatiniu vandens tiekimu. Dažnai vandens šaltinį lemia tai, kaip bus naudojamas kavos aparatas. Pavyzdžiui, kavos aparatuose, skirtuose kasdien pagaminti tik keletą espreso ir latės kavos, paprastai naudojami rezervuarai. Rezervuaro privalumas tas, kad galite parinkti norimo vandens ir nesate priklausomi nuo to, koks vanduo bėga iš čiaupo. Aukštos kokybės vandens filtravimo įrenginiai gali puikiai paruošti vandenį taip, kad jis atitiktų aukštos kokybės standartus.

Didesniems namų ir nedideliems komerciniams aparatams, skirtiems gaminti šimtus gėrimų per dieną, svarbu turėti pastovų vandens tiekimą. Tokie aparatai paprastai būna prijungti prie vandentiekio ir jose naudojamos įmontuotos arba viso namo minkštinimo ir filtravimo sistemos. Šių aparatų privalumas - patogumas, nes niekada nereikia papildyti rezervuaro.

Yra ir hibridinių aparatų, kurie gali būti tiek tiesiogiai prijungti prie vandentiekio, tiek užpildyti rezervuaru. Ši savybė, kurią galima rasti aukštesnės klasės aparatuose, puikiai tinka vartotojams, kurie dar nėra tikri, ar vandentiekis yra tinkamiausias pasirinkimas, tačiau nori turėti galimybę tai padaryti ateityje.

Vandens siurblys

Kad vanduo galėtų prasiskverbti pro tankiai suspaustą smulkiai sumaltos kavos sluoksnį, kavos aparatui reikalingas slėgis: tiksliau, 9 barų slėgis. Kai kuriuose pirmuosiuose kavos aparatuose buvo naudojami stūmokliai, pritvirtinti prie didelių svirčių. Baristai turėdavo rankomis traukti šias svirtis, kad priverstų vandenį prasiskverbti pro kavą. Daugumoje šiuolaikinių kavos aparatų rankinio darbo atsisakyta ir naudojami elektriniai siurbliai. Namuose gaminamoje kavoje yra dviejų kategorijų elektriniai siurbliai: vibracinis siurblys ir rotacinis siurblys.

Vibracinis siurblys yra nedidelis elektromagnetinis prietaisas. Prie magneto pritvirtintas stūmoklis įtaisytas metalinėje ritėje. Elektros srovė teka per ritę, todėl magnetas greitai judina stūmoklį pirmyn ir atgal, stumdamas vandenį aparate. Vidutinis vibracinis siurblys atlieka šešiasdešimt stūmimų per sekundę.

Skirtingai nei vibracinis siurblys, rotacinis siurblys yra mechaninis. Jis taip pat yra sudėtingas mechanizmas. Variklis suka diską, kuris yra didelėje apvalioje kameroje. Besisukantį diską į dalis segmentuoja gyslos. Sukantis diskui, gyslos spaudžia išorinės kameros sienelę, mažindamos sekcijos dydį ir taip sukurdamos slėgį. Vanduo patenka į vidų per didįjį etapą ir išstumiamas, kai sekcija mažėja.

Abu siurbliai turi privalumų. Vibraciniai siurbliai yra mažesni, nebrangūs ir paprastai lengviau pakeičiami. Rotaciniai siurbliai yra tylesni, užtikrina pastovesnį slėgį ir paprastai ilgiau tarnauja. Atkreiptinas dėmesys, kad abiejų tipų siurbliai gamina puikią kavą.

Boileris – vandens šildytuvas ir temperatūros kontrolė

Kad kava būtu puiki, vanduo turi būti suslėgtas ir pašildytas. Boileris - tai vieta, kur kavos aparatas vandenį kaitina. Pagrindinė boilerio funkcija - šildyti ir išlaikyti iš siurblio tiekiamą vandenį šiltą, kuriame susidaro slėgis. Pirmuosiuose kavos aparatuose būdavo naudojama malkų ugnis. Šiuolaikiniuose kavos aparatuose vandens temperatūrai pasiekti naudojami elektriniai kaitinimo elementai. Patys savaime kaitinimo elementai yra labai paprasti. Dauguma jų veikia įjungimo ir išjungimo principu: kai jie įjungti, per elementą teka elektra ir skleidžia šilumą. Kai jie išjungti, jie yra inertiški. Svarbu atsižvelgti į boilerio dydį. Kuo didesnis boileris, tuo daugiau gėrimų aparatas galės pagaminti. Tačiau, kuo didesnis boileris, tuo daugiau energijos ir laiko prireiks vandeniui pašildyti.

Tačiau vien vandens pašildymo negana. Kavos ruošimas yra subtilus reikalas - net ir nedideli vandens temperatūros pokyčiai gali smarkiai paveikti kavos kokybę. Daugelis gamintojų naudoja įvairias priemones, išlaikančias temperatūros stabilumą. Paprastesni kaitinimo elementai, pavyzdžiui, esantys mažuose, nebrangiuose kavos aparatuose, kalibruojami pagal nustatytą temperatūrą pagal slėgį. Paprastų kaitinimo elementų problema yra ta, kad jie suteikia naudotojui mažai galimybių kontroliuoti vandens temperatūrą. Dėl to sunkiau išgauti kiekvienąkart vienodą kavą.

Norint tiksliau kontroliuoti temperatūrą, naudojamas boileris su PID arba skaitmeniniu temperatūros valdymu. Abiem atvejais naudotojas gali keisti boilerio temperatūrą vieno laipsnio žingsniais ir išlaikyti tą temperatūrą su nedideliais svyravimais. PID - tai sutrumpintas proporcinio-integralinio-derivacinio valdiklio pavadinimas. PID yra paprastas kompiuteris, kuris valdo kaitinimo elementą, kad būtų palaikoma nustatyta vandens temperatūra. Tam PID prijungiamas prie šildymo elemento ir temperatūros daviklio boilerio viduje. PID nuolat nuskaito temperatūros zondo įvesties duomenis ir pagal iš anksto užprogramuotą algoritmą įjungia ir išjungia šildymo elementą.

Skaitmeninis temperatūros valdymas iš esmės veikia taip pat. Tarp PID ir skaitmeninio temperatūros valdymo yra tik du pagrindiniai skirtumai. PID skaitmeniniame ekrane pateikiama daugiau valdymo ir informacijos nei skaitmeninio temperatūros valdymo skydelyje, bei naudotojas gali koreguoti PID algoritmą, o skaitmeninės temperatūros kontrolės atveju - ne.

Garo lazdelė

Jeigu gaminama ne tik espreso, ne mažiau svarbus yra sodrios tekstūros pienas, naudojamas kapučino ar latės kavai gaminti. Kad pienas būtų tekstūrinis ir karštas, kavos aparatui reikia garų. Norint pagaminti garus, reikia užvirinti vandenį. Tačiau geriausiai kava verdama žemesnėje nei virimo temperatūroje (90-95 °C).

Vieno boilerio aparatuose boileris turi vieną kaitinimo elementą su dviem termostatais. Vienas termostatas nustatytas tokiam temperatūros diapazonui, kuris idealiai tinka kavai virti. Kitas termostatas nustatytas tokiai temperatūrai, kuri skirta vandeniui užvirinti ir garams gaminti. Kadangi tai gana paprasta konstrukcija, šios kategorijos aparatai paprastai būna palyginti nebrangūs. Yra du dideli trūkumai. Vienu metu negalima ruošti espreso ir pieno, bei visada turėsite laukti, kol vanduo pasieks reikiamą temperatūrą, kai iš kavos aparato pereisite į garų aparatą ir atvirkščiai. Norint vienu metu ruošti espreso ir garinti pieną, kavos aparate turi būti galimybė pašildyti vandenį iki dviejų skirtingų temperatūrų.

Vienas iš sprendimų - šilumokaitis. Užuot naudojus boilerį vandeniui šildyti ir kavai ruošti, ir garams gaminti, vanduo boileryje naudojamas tik garams gaminti. Nuo siurblio nutiesiama papildoma vandens linija, kuri prijungiama prie varinio vamzdžio, arba šilumokaičio, einančio per katilo korpusą. Garo katile garuojantis vanduo šildo šilumokaityje esantį vandenį jo neužvirinant. Šio tipo sistemoje virimo vanduo niekada tiesiogiai nesiliečia su katilo vandeniu. Šilumokaitis turi tam tikrų privalumų, palyginti su vienu boileriu. Kadangi virimo vanduo yra atskirtas nuo garo katilo, aparatas gali tuo pačiu metu virti pieną ir gaminti espreso šūvius. Deja, naudojant šilumokaitį sunkiau kontroliuoti virimo vandens temperatūrą. Pernelyg ilgai paliktas virimui vanduo šilumokaityje gali perkaisti. Todėl prieš pat ruošiant espreso kavą su šilumokaičiu svarbu išleisti arba išvalyti nedidelį kiekį vandens - ši praktika vadinama temperatūros palaikymu.

Aparatuose, skirtuose dideliam gėrimų kiekiui gaminti, kai reikalaujama tuo pačiu metu gaminti pieno garus ir virti kavą, sprendimas yra dvigubas boileris. Šio tipo aparatuose siurblys vandenį siunčia į du atskirus boilerius. Vienas jų šildo vandenį garams, kitas espreso. Daugumoje dviejų boilerių aparatų yra PID arba skaitmeninis temperatūros reguliatorius, todėl abiejų boilerių temperatūrą galima kruopščiai kontroliuoti. Dėl papildomo katilo ir kaitinimo elementų šių aparatų kaina yra didesnė. Privalumas - galimybė gaminti daug gėrimų, žymiai geriau kontroliuojant ir užtikrinant espreso kavos bei garų pastovumą.

Grupės galvutė

Grupės galvutė yra galutinė vandens vieta, jo kelyje per kavos aparatą. Visas grupės galvutes sudaro keturios pagrindinės dalys: portafilteris, portafilterio fiksavimo vieta, siurblio įjungimo būdas ir kelias, kuriuo vanduo iš boilerio patenka į portafilterį.

Yra trys pagrindiniai grupės galvučių tipai: E61 grupės galvutė, atvira grupinė galvutė ir pusiau atvira grupinė galvutė.

1. Grupės galvutė E61 yra klasikinis kavos aparatų dizaino elementas. Tokią grupinę galite rasti įvairių kainos lygių kavos aparatuose. E61 turi keletą išskirtinių savybių. Visa grupės galvutė yra apdirbta iš žalvario. Nors visos grupės temperatūrai pasiekti prireiks maždaug 15 minučių, ji lengvai išlaikys tokią temperatūrą. Taip pat jai lengva atlikti reguliarią techninę priežiūrą ir remontą.

Svarbu pažymėti, kad šioms grupinėms galvutėms reikia aktyvesnio naudotojo įsitraukimo. Paprasčiausia E61 - tai didelis mechaniškai valdomas trijų krypčių vožtuvas: vienas vožtuvas vandeniui iš boilerio į grupės galvutę įleisti, kitas - vandeniui iš grupės į portafilterį nukreipti, o trečias - priešslėgiui iš portafilterio sumažinti. Vanduo į grupės galvutę patenka iš boilerio per didelę angą grupės galvutės galinėje dalyje - vandens įleidimo angą.

2. Atvira grupės galvutė veikia kaip boilerio tęsinys ir yra pripildyta karšto vandens. Užuot laukus, kol didelis metalo masyvas pasieks reikiamą temperatūrą, atvira grupės galvutė greitai pasieks tinkamą temperatūrą kartu su tiekiamu boilerio vandeniu. Grupės galvutėje (boileryje) esantis vandens įsiurbimo antgalis yra pritvirtintas prie varinio vamzdelio. Šis vamzdelis eina į kompiuteriu valdomą trišakį vožtuvą, kuris gumine tarpine pritvirtintas iš karto boilerio / grupės galvutės išorėje. Prie trišakio vožtuvo yra prijungtos dar dvi linijos: viena iš jų - varinis vamzdelis, kuris eina tiesiai į dispersijos bloką, o kita - atliekų linija. Įjungus įrenginį, trišakis vožtuvas atidaro linijas, einančias į boilerį ir dispersijos bloką, o atliekų liniją uždaro. Baigus ruošti kavą, siurblys išsijungia. Tuo pat metu trišakis vožtuvas uždaro liniją, einančią į boilerį, ir kartu atidaro nuotekų liniją. Taip sumažinamas priešslėgis ir pašalinama drėgmė.

Per pastarąjį dešimtmetį tai tapo labiausiai paplitusia grupės galvutės konstrukcija aukštos klasės komerciniuose aparatuose. Paprastai šios rūšies grupės galvutės gamyba yra brangesnė dėl tikslaus suvirinimo ir storo metalo konstrukcijų. Dėl atviros konstrukcijos ją reikia kruopščiai prižiūrėti ir remontuoti; paprastai daugumą priežiūros ir remonto darbų atliekami kavos aparatų remonto centruose. Daugumai namų naudotojų, gaminančių mažesnius gėrimų kiekius, labiau tinkamos pusiau atviros grupės galvutes.

3. Pusiau atviros grupės galvutės, iš esmės veikia taip pat kaip ir atviros. Didžiausias skirtumas yra tas, kad vietoj to, kad visa grupės galvutė būtų veikiama boilerio, nuo boilerio atskirta sritis, esanti tiesiai virš dispersijos bloko. Linija eina iš išplėstinio boilerio į sausą sritį virš dispersijos bloko. Ten ji eina į panašų trišakį vožtuvą, prijungtą prie dispersijos bloko ir trečiosios atliekų linijos. Pusiau atviros grupės galvutės kainuoja pigiau ir jas paprastai lengviau remontuoti nei visiškai atviras grupės galvutes. Skirtingai nei dažniausiai rankiniu būdu valdomos E61, tiek atvirų, tiek pusiau virų grupių galvučių veikimas priklauso nuo vidinio kompiuterio.

Taigi dabar, kai žinote šiek tiek daugiau apie tai, kaip veikia kavos aparatai, galite suprasti, kaip išsirinkti geriausią kavos aparatą savo poreikiams, ir nuo ko pradėti atliekant kavos aparato priežiūrą ar kavos aparato remontą patiems.