Эспрессо-машина: история и устройство

Введение

Устройство, используемое для приготовления эспрессо.

Эспрессо-машина готовит кофе, пропуская воду под давлением, близкой к температуре кипения, через "таблетку" из молотого кофе и фильтр, чтобы получить густой, концентрированный кофе, называемый эспрессо. Существует множество конструкций машин, предназначенных для приготовления эспрессо. Многие машины имеют общие элементы, такие как групповая головка и портафильтр. Эспрессо-машина также может быть оснащена паровым краном, который используется для нагревания и вспенивания жидкостей (например, молока) для кофейных напитков, таких как капучино и кафе латте. Эспрессо-машины могут быть с паровым приводом, поршневым, насосным или с воздушным насосом. Машины также могут быть ручными или автоматическими.

История

Первая кофемашина была создана в 1822 году французом Луи Бернаром Рабатом. В 1855 году другой француз, Эдуард Лойсель де Санте, представил на Всемирной выставке машину для приготовления кофе экспресс, способную производить 2000 чашек кофе в час. В 1884 году Анджело Мориондо из Турина продемонстрировал рабочий образец другой машины на Туринской всеобщей выставке 1884 года. Ему был выдан патент № 33/256 от 16 мая 1884 года (согласно "Bollettino delle privative industriali del Regno d'Italia", 2-я серия, том 15, 1884 год, страницы 635–655). Анджело Мориондо из Турина был удостоен сертификата на промышленное право за изобретение под названием «Новая паровая машина для экономичного и мгновенного приготовления кофейного напитка, метод «А. Мориондо», пластина CXL». Мориондо изготовил свою машину в ограниченном количестве, используя ее в нескольких принадлежавших ему заведениях, таких как Американский бар в бывшей Национальной галерее на Виа-Рома в Турине, которая была снесена в 1930-х годах. В 1901 году Луиджи Беццера из Милана запатентовал усовершенствования этой машины. Беццера был не инженером, а механиком. Он запатентовал ряд усовершенствований существующей машины, заявка на первую из которых была подана 19 декабря 1901 года. Она называлась «Инновации в механизме для приготовления и немедленной подачи кофейного напитка» (патент № 153/94, 61707, выдан 5 июня 1902 года). В 1905 году патент был приобретен Дезидерио Павони, который основал компанию La Pavoni и начал коммерческое производство машины (по одной в день) в небольшой мастерской на Виа Парини в Милане. В 1933 году итальянец венгерского происхождения Франческо Илли изобрел первую автоматическую кофемашину, в которой пар был заменен водой под давлением. Illetta стала предшественницей современной эспрессо-машины.

Приводный механизм

Для производства эспрессо было создано множество конструкций кофемашин. Некоторые из них имеют общие элементы. Изменяя степень помола, силу прессования кофейной гущи или само давление, можно влиять на вкус эспрессо. Некоторые бариста наливают эспрессо непосредственно в предварительно подогретую демитассную чашку или шо́т-гласс, чтобы сохранить более высокую температуру напитка.

С поршневым приводом

В 1945 году в Италии Ахилл Гаггия, основатель компании Gaggia, производящей эспрессо-машины, разработал поршневую или рычажную машину. В конструкции используется рычаг, который оператор приводит в действие для создания давления горячей воды и прохождения ее через кофейную гущу. Процесс приготовления порции эспрессо в разговорной речи называют "вытягиванием эспрессо", поскольку для приготовления порции на этих рычажных эспрессо-машинах требовалось тянуть за длинный рычаг. Из-за этого рычажные эспрессо-машины иногда называют ручными. Существует два типа рычажных машин: с ручным поршнем и с пружинным поршнем. В машине с ручным поршнем оператор напрямую проталкивает воду через кофейную гущу. В машине с пружинным поршнем оператор сжимает пружину, которая затем создает необходимое давление для приготовления эспрессо (обычно от 8 до 10 бар; от 116 до 145 psi).

Паровые

Паровой агрегат работает, проталкивая воду через кофейную гущу под действием пара или давления пара. Первые эспрессо-машины были паровыми: общий котел подключался к четырем группам, что позволяло готовить несколько видов кофе одновременно. Эта конструкция до сих пор используется в более доступных бытовых машинах, так как не требует наличия движущихся частей. Кроме того, паровые машины создают меньшее давление для экстракции по сравнению с насосными. Это приводит к тому, что крема, визитная карточка эспрессо, получается менее качественной.

Насосные

Усовершенствованным вариантом поршневой машины является машина с насосным приводом, представленная в Faema E61 в 1961 году и ставшая самой популярной конструкцией в коммерческих эспрессо-барах. Вместо ручного усилия, моторный насос обеспечивает необходимое для приготовления эспрессо давление. Эспрессо-машины могут быть подключены непосредственно к линии холодной воды, что обычно встречается в коммерческих установках, или использовать отдельный резервуар, который необходимо заполнять водой вручную. Последний вариант более распространен в коммерческих установках с небольшим объемом производства и в домашних эспрессо-машинах. Ввиду требуемого высокого давления и точного контроля потока, обычно используются электрические насосы, известные как соленоидные поршневые насосы. Эти насосы классифицируются как насосы вытеснительного типа (общая категория). В домашних машинах существует четыре основных варианта, различающихся способом нагрева воды для приготовления и получения пара; они обычно обозначаются аббревиатурами. Однобойлерная (SB) – эти машины могут только заваривать эспрессо, не имея возможности одновременного приготовления пара, и требуют только один бойлер. Они относительно редки, хотя паровая трубка является простым и ценным дополнением. Однобойлерная, двойного назначения (SB/DU) – некоторые домашние насосные эспрессо-машины используют одну камеру для нагрева воды до температуры заваривания и для кипячения воды для приготовления пара. Однако они могут выполнять только одну операцию за раз, требуя периода прогрева между приготовлением эспрессо и взбиванием молока. Поскольку температура для заваривания ниже температуры для создания пара, машине требуется время для перехода из одного режима в другой. Кроме того, после приготовления эспрессо, однобойлерная машина может выпустить (обычно небольшое количество) воды через паровую трубку, оставшейся от заваривания, что может придать молоку слегка разбавленный вкус. Чтобы избежать этого, необходимо собрать остатки воды из паровой трубки перед взбиванием молока. SB/DU обычно встречаются в моделях начального уровня для энтузиастов, а паровая трубка является простым и ценным дополнением. Теплообменник (HX) – некоторые машины используют один бойлер, поддерживаемый при температуре пара, но вода для заваривания проходит через теплообменник, забирая часть тепла от пара, не нагреваясь до температуры пара. Хотя вода для заваривания остается прохладнее, чем температура пара, она все еще слишком горячая для правильной экстракции кофе без предварительного охлаждения; поэтому этот тип машины требует промывки в течение 4–6 секунд перед первым приготовлением эспрессо. После того, как машина настроена на нужную температуру, можно приготовить столько порций эспрессо, сколько необходимо, без повторной промывки. Однако, если машина остается бездействующей в течение некоторого времени, процесс промывки необходимо повторить. HX-машины часто встречаются в моделях среднего ценового диапазона, и многие пользователи устанавливают термометры для точной настройки температуры. Существуют споры относительно температурной стабильности воды для заваривания, поскольку она косвенно нагревается от температуры пара, а не поддерживается на постоянной температуре заваривания. Одним из главных преимуществ теплообменника является то, что вода для экстракции всегда свежая из источника (резервуар или водопровод), а застоявшаяся вода удаляется во время промывки, в отличие от использования застоявшейся воды, остающейся в бойлере. Первой HX-машиной была Faema E61 1961 года. Двухбойлерная (DB) – наконец, в некоторых эспрессо-машинах для коммерческого или домашнего использования вода для заваривания нагревается в отдельной камере, требующей двух отдельных бойлеров. Это чаще встречается в машинах высокого класса, хотя также встречается и в некоторых моделях среднего класса, перекрывающихся с HX. Термин "двухбойлерная" используется узко для машин с двумя отдельными бойлерами, и шире для машин, которые более правильно называются двухнагревательными (DH), с бойлером для заваривания и отдельным термоблоком (TB) для нагрева воды для пара – в отличие от HX-машин, где бойлер находится при температуре пара и охлаждается до температуры заваривания. В принципе, TB-машины обеспечивают более стабильную температуру заваривания за счет производительности и скорости приготовления пара, в то время как HX-машины обеспечивают лучшее приготовление пара за счет стабильности температуры заваривания. Истинные DB-машины обеспечивают стабильную температуру заваривания и быстрое приготовление пара, но они больше и дороже. Недостатком является то, что бойлер, предназначенный исключительно для приготовления эспрессо, содержит в основном застоявшуюся воду с небольшим оборотом, которая многократно кипятится без добавления свежей воды. Первой DB-машиной была La Marzocco GS 1970 года.

A refinement of the piston machine is the pump driven machine, which was introduced in the Faema E61 in 1961, and has become the most popular design in commercial espresso bars. Instead of using manual force, a motor driven pump provides the force necessary for espresso brewing. Espresso machines are made to accept water directly from a cold water line supply, common in commercial installations, or from a separate tank that must be filled with water by hand. The latter is more common with lower volume commercial installations and domestic espresso machines. Due to the required high pumping pressure and precision flow control needed, the particular type of electric pumps typically used are known as solenoid piston pumps. These pumps are classified as a positive displacement type (general category) of pump. Four variants exist in home machines, depending on how brew water and steam are boiled; in discussion these are generally known by acronyms. Single boiler (SB) These machines can brew only, and not steam, requiring only a single boiler. They are relatively uncommon, with steam wands being a simple and valued addition. Single boiler, dual use (SB/DU) Some home pump espresso machines use a single chamber both to heat water to brewing temperature and to boil water for steaming milk. However, they can perform only one operation at a time, requiring a warm up period between the execution of espresso pull and the milk frothing process. Since the temperature for brewing is less than the temperature for creating steam the machine requires time to make the transition from one mode to the other. Moreover, after the brewing process, a single boiler will expel (usually minor) quantities of water through the steam wand that were left over from brewing, which can cause the steam heated milk to then have a slightly watered down taste. To avoid this, the leftover water needs to be collected from the steam wand before steaming of the milk should begin. SB/DUs are generally found within the lower tiers of enthusiast home models, with steam wands being a simple and valued addition. Heat exchanger (HX) Some machines use a single boiler kept at steaming temperature, but water for brewing is passed through a heat exchanger, taking some heat from the steam without rising to the same temperature. Although the water for brewing remains at a lower range than that required for steaming milk, it is still too hot for proper coffee extraction without first cooling; thus this type of machine requires a cooling flush of 4–6 seconds prior to the first espresso pull. Once the machine is dialed into the proper temperature, as many shots can be pulled as required without refreshing. However, if the user leaves the machine idle again for some period, the flushing process will need to be repeated. The HX variety is found in many mid range machines and many users install thermometers to assist them in dialing in correct temperatures. There is some controversy as to the temperature stability of the brewing water, since it is indirectly converted from steaming temperature to brewing temperature, rather than kept at a brewing temperature. One big advantage of heat exchanger over the other system is the water used for extraction is always fresh from the water source, which can be from the water tank or water network. The stale water gets flushed during the routine flushing. Instead of using stale stagnant water retained within the boiler. The first HX was the Faema E61 of 1961. Dual boiler (DB) Finally, in some espresso machines for commercial or home use, water for brewing is heated in a separate chamber, which requires two separate boilers. This is found primarily in higher end machines, though it is also found in some mid range machines, overlapping with HX. The term dual boiler is used narrowly for machines with two separate boilers, and more broadly for what are more properly called dual heater (DH) machines, featuring a boiler for brewing and a separate thermoblock (TB) for heating brew water to steaming temperature – opposite to HX machines, where the boiler is at steaming temperature and is cooled to brewing temperature. In principle, TB machines yield a more stable brew temperature at the expense of steaming performance and speed, while HX machines yield better steaming at the expense of stable brew temperature. True DB machines provide stable brew temperatures and fast steaming, but are larger and more expensive. The downside is the boiler specifically for brewing espresso consist of mainly stagnant water with little turnover, which repeatedly gets boiled again with little introduction of fresh water. The first DB was the La Marzocco GS of 1970.

Двигатель воздушного насоса

В последние годы появились эспрессо-машины, приводимые в действие воздушным насосом. Эти машины используют сжатый воздух для прохождения горячей воды через кофейную гущу. Горячую воду обычно добавляют из чайника или термоса. Сжатый воздух может поступать от ручного насоса, баллонов с N2, картриджей или электрического компрессора. Одним из преимуществ машин с воздушным насосом является их значительно меньший размер и вес по сравнению с электрическими машинами. Они часто компактны и портативны. Handpresso Wild, разработанный Nielsen Innovation SARL, французской инновационной компанией, был представлен в 2007 году.

Части машин

Групповая головка (или группа) — это приемник для съемного портафильтра (или групповой ручки). Типичная бытовая эспрессо-машина обычно имеет только одну групповую головку, в то время как популярные профессиональные машины, такие как те, что используются в коммерческих кофейнях, могут содержать от одной до семи. Во время приготовления эспрессо горячая вода под давлением пропускается через групповую головку. Групповая головка содержит множество отверстий (душ), которые предназначены для равномерного распределения воды под давлением по поверхности молотого кофе в корзине портафильтра, обеспечивая тем самым равномерный поток воды через кофейную таблетку. Портафильтр (или групповая ручка) крепится к групповой головке полуавтоматических и поршневых эспрессо-машин и удерживает в своей корзине утрамбованный кофе. Обычно он изготавливается из латуни для лучшего сохранения тепла и оснащен пластиковой или деревянной ручкой. Портафильтр образует герметичное соединение с прокладкой эспрессо-машины и направляет горячую воду под высоким давлением через кофейную таблетку. В продаже также доступны бездонные портафильтры, которые минимизируют контакт эспрессо с металлом. Бездонный портафильтр — один из инструментов, используемых баристами для анализа качества помола кофе и равномерности экстракции, позволяющий визуально оценить "каналы" – состояние, при котором вода пробивает отверстия в кофейной таблетке во время заваривания, что приводит к неполной экстракции. Бариста часто используют нок-боксы для сбора отработанного кофейного осадка после приготовления эспрессо.

Автоматизация

Машины, оснащенные насосами, датчиками, клапанами и кофемолками для автоматизации процесса заваривания, обычно называют автоматическими. Полуавтоматические машины используют насос вместо ручного усилия для подачи воды. Оставшееся давление в корзине сбрасывается через трехходовой клапан. Автоматические машины также автоматизируют объем заваривания (и, следовательно, косвенно – время заваривания). Они делают это, добавляя проливной счетчик в группу: когда запрограммированное количество воды проходит через счетчик, насос отключается. Помол и темперование по-прежнему выполняются вручную. Суперавтоматические машины автоматически перемалывают кофе, темперуют его и готовят эспрессо. Оператору нужно лишь периодически заполнять бункер для зерен и опорожнять контейнер для отработанной гущи, а также, если машина не подключена к водопроводу, добавлять воду в резервуар. Некоторые модели оснащены автоматическим устройством для вспенивания и подачи молока. Суперавтоматические машины лишают возможности ручного темперования и помола кофе, что влияет на качество эспрессо. Коммерческие заведения обычно используют полуавтоматические машины с несколькими группами. Они значительно больше, чем бытовые модели, и способны готовить эспрессо быстрее. Многие коммерческие машины могут работать в автоматическом режиме. Ручные или полуавтоматические машины обеспечивают больший контроль над качеством экстракции. Поскольку момент прекращения экстракции (время заваривания) является критически важной переменной, которую часто корректируют для каждого шота, полуавтоматические машины часто предпочтительнее автоматических, хотя некоторые машины и являются автоматическими. Ручные машины более популярны в Европе, где чаще пьют эспрессо без добавок.

Печь

Кофеварки мока, также известные как гейзерные кофеварки, похожи на эспрессо-машины в том смысле, что заваривают кофе под давлением, и полученный напиток имеет некоторые общие черты, но в других аспектах отличаются. Поэтому их классификация как "эспрессо"-машин иногда вызывает споры, однако благодаря использованию давления и пара для заваривания, сопоставимого с тем, что использовалось во всех эспрессо до 1948 года, когда появилась Gaggia, они признаются в более широком контексте этого термина, но отличаются от стандартных современных эспрессо-машин. Кофеварки мока похожи на эспрессо-машины тем, что заваривают кофе под давлением, производят кофе с соотношением экстракции, аналогичным обычному эспрессо, и, в зависимости от сорта зерен и степени помола, могут создавать ту же пенную эмульсию, известную как крема, что и обычные эспрессо-машины. Кофеварки мока отличаются от эспрессо-машин тем, что заваривают при значительно более низком давлении – 1,5 бара (21 psi) вместо 9 бар (130 psi) – и используют более горячую воду – смесь кипящей воды и пара, а не воду, используемую в эспрессо-машинах, что напоминает ранние паровые кофеварки. В нижней камере находится вода. Средняя камера – это фильтр-корзина, в которую засыпается молотый кофе, и она помещается в нижней камере. Верхняя камера с металлическим фильтром прикручивается к нижней камере. Когда кофеварка нагревается на плите, давление пара в нижней камере проталкивает воду через трубку в фильтр-корзину, через молотый кофе, металлический фильтр, а затем она поступает в верхнюю камеру, где кофе готов к подаче. Они широко распространены в Италии, Испании и Португалии. Их также называют макинеттой (итал. маленькая машина) или кофетейрой (итал. кофеварка).