Как устроена и работает кофемашина?

Миллионы людей не представляют себе жизнь без ароматного и бодрящего эспрессо. Главный секрет настоящего итальянского эспрессо заключается в использовании горячей воды под давлением, поэтому этот божественный напиток невозможно приготовить без специального оборудования. Как же устроены кофеварки и кофемашины, дарящие нам удивительный вкус классического эспрессо?

Принцип работы кофемашины

Хотя современное кофеварочное оборудование отличается по функциональности и дизайну, в его основе лежит один и тот же принцип. Все кофемашины готовят эспрессо по следующей схеме.

• Вы засыпаете молотый кофе в рожок, или холдер, и трамбуете его. В кофеварках чалдового и капсульного типа в отсек загружается таблетка или чалда с прессованным кофейным порошком. В кофемашины засыпаются цельные зерна, которые перемалываются и направляются в заварное устройство, где молотый кофе трамбуется.
• Вода для кофе поступает в бойлер и нагревается до температуры (92-25 градусов по Цельсию).
• Компрессор нагнетает кипяток в раздаточную группу под давлением в 9-15 атмосфер.
• Проходя через кофейный порошок в фильтре, вода превращается в наполненный маслами, ароматный кофейный напиток, который подается через отверстия диспенсера в чашку.
• В некоторых моделях кофемашин предусмотрен автоматический капучинатор или кран для пара, позволяющий взбить молоко в густую пену.

Основные узлы кофемашины

Для начала посмотрим, как кофемашина выглядит внешне.

Основной элемент на корпусе аппарата – раздаточная группа с креплением для съемного держателя с фильтром (холдера). Бытовые рожковые кофемашины оборудованы одной раздаточной группой, в профессиональных – их две и более. Из раздаточной группы вода нагнетается в рожок с прессованным молотым кофе и через фильтр поступает в чашку.

В любой кофемашине имеется трубка для сброса пара, или капучинатор. Он может быть механическим или автоматическим. Профессиональная кофемашина на фотографии ниже оборудована тремя капучинаторами. Также в ней имеется лоток для подогрева чашек. А контроль за всеми процессами осуществляется кнопками на передней панели управления.

А теперь заглянем внутрь кофемашины и посмотрим, какие узлы отвечают за приготовления кофейного напитка.

Раздаточная группа (1) – важнейший узел кофемашины, непосредственно связанный с теплообменным стаканом (4). Благодаря циркулированию горячей воды в раздаточной группе поддерживается оптимальная для приготовления «espresso» температура 95 °С. На выходе из группы установлен смеситель, благодаря которому вода равномерно проходит через фильтродержатель с кофейным порошком.

Краны для пара и горячей воды (2) – предназначены для взбивания молочной пены и подачи горячей воды. Оба крана идентичны по своему строению с той лишь разницей, что паровой кран (капучинатор) соединен медными трубками с верхней частью бойлера, а трубка крана для кипятка подводится к бойлеру снизу.

Паровые краны часто выходят из строя, так как эксплуатируются под давлением при высоких температурах. Во избежание дорогостоящего ремонта мы рекомендуем вовремя проводить сервисное обслуживание  кофемашины. Сервис включает декальцинацию и замену уплотнительных прокладок кранов.

Термоблок или бойлер (3) – медный или стальной резервуар для подогрева воды. Кипяток, заполняющий 70% внутреннего объема бойлера, не предназначен для приготовления напитков, а используется для выработки пара и подогрева воды в теплообменных стаканах (4). Рабочее давление в бойлере – до 1,5 Бар.

Теплообменный стакан (4) – небольшая емкость, проходящая через термоблок и соединенная трубками с одной стороны с резервуаром для воды или водопроводом, а с другой стороны – с раздаточной группой. Вода, проходящая через теплообменник и подогреваемая в бойлере используется непосредственно для приготовления кофе. Благодаря этому каждая чашка эспрессо готовится исключительно из свежей воды.

При использовании жесткой воды на стенках теплообменника образуется накипь. Чтобы избежать поломки кофемашины, своевременно проводите декальцинацию и используйте фильтры для воды, рекомендованные производителем оборудования.

Нагревательный элемент (ТЭН) (5) – подогревает воду в бойлере до 105–115°С и поддерживает температуру в этих пределах благодаря термостату. ТЕН фиксируется на каркасе бойлера посредством резьбовых или фланцевых соединений. Мощность нагревательных элементов устанавливается заводом-изготовителем в зависимости от объема бойлера и производительности оборудования.

Емкость для сброса воды (6) – пластиковая коробочка для удаления остатков кофе и избыточной воды. С обратной стороны емкость соединена с канализационной трубой резиновым шлангом.

Электродвигатель (7) – используется для приведения в действие помпы, качающей воду и создающей рабочее давление в системе. Как правило, в автоматических кофемашинах используются однофазные асинхронные двигатели, мощность которых зависит от особенностей конкретной модели кофемашины.

Помпа (8) – ротационный или лопастной насос, соединенный с электродвигателем и создающий высокое давление в системе (до 16 атмосфер). Помпа качает воду из водопровода или же из резервуара, расположенного внутри кофемашины.

Датчик уровня воды в бойлере (9) – устройство, показывающий уровень воды в термоблоке.

Реле уровня воды в бойлере (10) – устройство, связанное с помпой и погружными датчиками и включающее насос при падении уровня теплоносителя ниже установленных отметок. В автоматических кофемашинах регулятор уровня воды снабжен микропроцессором, который программируется на дозированную подачу воды в систему.

Прессостат (11) – датчик, регулирующий рабочее давление в бойлере. При достижении рабочего давления прессостат размыкает электрическую цепь и отключает ТЭН кофемашины.

Пакетный выключатель (12) – предохранитель, отключающий подачу электрического тока на ТЭН в бойлере.

Манометр (13) – датчик давления в бойлере со шкалой до 2,5 бар. В кофемашине также устанавливают датчик давления помпы со шкалой до 25 бар.

Датчик расхода воды (14) – необходим для правильного дозирования жидкости при приготовлении порций кофе.

Кнопочная панель (15) – набор кнопок, служащих для включения/выключения и управления работой кофемашины.