Thema: Brühdrucktuning mal anders

Hallo,
ich 'arbeite' mich gerade ins Thema Espresso-Zubereitung und habe eine grundsätzliche Frage zum Brühdruck.
Dazu folgendes Bild:


links: Der Einfachheit halber nehmen wir an das Manometer zeige 12 bar und es gebe Leitungsverluste bis zum Pulver von 1 bar. Ausserdem nehmen wir an, der Strömungswiderstand des Siebes ließe sich verstellen.
Dann gibt es 2 Szenarien:

Situation 1:
Das Sieb habe einen hohen Widerstand, dort werden 11 bar abgebaut. Das Pulver ist locker, kaum Druckverlust, aber gleichmäßig 11 bar anliegend.

Situation II:
Das Pulver ist gepresst, es reduziert den Druck von 11 auf 1 bar. Druckverlust am Sieb 1 bar.


In Situation II ist das Pulver (von oben nach unten) einem Druckgradienten ausgesetzt, in Situation I herrscht nahezu überall der gleiche Druck.

Ich würde denken, daß Situation I besser geeignet ist, um gleichmäßig die Aromen aus dem Kaffee zu lösen. In II wird das Pulver oben ja viel stärker extrahiert als das untere.

Außerdem ließe I eine weitere Freiheit mit dem Mahlgrad zu: man könnte gleichen Extraktionsdruck und Fließgeschwindigkeit mit verschiedenen Mahlstufen realisieren.

Real wird II verwendet. Weil es zum besseren Aroma führt, oder ist das einfach eine Frage der technischen Machbarkeit? Zumindest die Crema dürfte in I nicht der gewohnten Qualität entsprechen.

Was sagen die Experten dazu?


Danke
Alex

Kauf Dir doch einfach mal eine Saeco Aroma mit Gran Crema Siebträger und sag mir dann, wie Dir der Kaffee schmeckt....

Greetings \\//

Marcus

na ja, daß guter espresso aus einem gleichgewicht zwischen temperatur, druck, flußrate, mahlgrad entsteht ist ja klar. der schlechte geschmack bei billigmachinen kann überall her kommen.

mir gehts hier eher ums prinzip. also druck beim aroma lösen. abfallend über den puck oder möglichst konstant...

Hallo Alex,

Du wirfst ein interessantes Problem auf...

Zitat von alexatkn

Ich würde denken, daß Situation I besser geeignet ist, um gleichmäßig die Aromen aus dem Kaffee zu lösen. In II wird das Pulver oben ja viel stärker extrahiert als das untere.

Warum eigentlich?

Abgesehen von der Cremabildung, die noch ein wenig komplexer ist, haben wir bei der Extraktion doch hauptsächlich 3 physikalisch-chemische Prozessarten vorliegen: Lösung, Emulsion und Suspension. Bei welchem dieser Vorgänge gibt es eine ausgeprägte Abhängigkeit vom Druck (nicht Gradienten)? Ich würde eher von einer wesentlich höheren Abhängigkeit von Temperatur und Strömungsverhältnissen (Übergang von laminar auf turbulent am Duschensieb ergibt einen Konzentrationsgradienten & Durchmischung) ausgehen.

Aber Deine Hypothese bezüglich Variante 1 (wenn ich sie richtig verstanden habe) müßte sich doch recht einfach - zumindest näherungsweise - überprüfen lassen : Ein Ventil unten am Auslauf des Siebträgers anbringen, das während des Bezuges geschlossen ist und erst nach Bezugsende geöffnet wird. Wenn Dir Dein Espresso dann so besser schmeckt, spricht nichts dagegen ihn hinkünftig immer so zuzubereiten...

Was sagen die Experten dazu?

Das würde mich auch interessieren, vielleicht gibt's hier welche...

Servus
Walter

Warum eigentlich?

Ich denke das Lösen organischer Verbingungen (Aromen) ist stark Druck,Temperatur und Konzentrationsabhängig.

Nehmen wir Situation II an, haben wir oben hohen Druck und frisches Wasser (geringe Konzentration), unten niedrigen Druck mit hoher Konzentration.
Ich nhme an, daß sich der 'Extraktionsgrad' im Puck über die Höhe ändert -> unterschiedliche Aromen werden an unterschiedlichen Stellen erzeugt.

In I wird alles gleichmäßig umspült (ich gehe ja von einem offenen Ablauf, d.h. konstantem Volumenstrom aus).

Zitat von alexatkn

Ich denke das Lösen organischer Verbingungen (Aromen) ist stark Druck,Temperatur und Konzentrationsabhängig.

Nun, genau bezüglich der Druckabhängigkeit habe ich Zweifel. Bei der Löslichkeit gibt es üblicherweise eine ausgeprägte Temperaturabhängigkeit, und die Geschwindigkeit mit der etwas in Lösung geht ist abhängig vom Konzentrationsgradienten. Aber an eine nennenswerte Druckabhängigkeit eines Löslichkeitsproduktes kann ich mich nicht erinnern. Warum auch, eine wässrige Lösung ist schließlich kaum kompromierbar, d.h. die Moleküle bzw. Ionen in der Flüssigkeit merken gar nicht viel von dem Druck der außerhalb anliegt.

Nehmen wir Situation II an, haben wir oben hohen Druck und frisches Wasser (geringe Konzentration), unten niedrigen Druck mit hoher Konzentration.
Ich nhme an, daß sich der 'Extraktionsgrad' im Puck über die Höhe ändert -> unterschiedliche Aromen werden an unterschiedlichen Stellen erzeugt.

Das scheint zwar auf den ersten Blick plausibel, ist es aber genaugenommen allenfalls dann, wenn wir von einer laminaren Strömung im Puck ausgehen, d.h. es trifft - wenn überhaupt - nur auf Handhebelmaschinen, bzw. Maschinen die z.B. mittels Kolben eine annähernd laminare Strömung erzeugen. Wenn wir hingegen - wie bei den meisten Espressomaschinen - von einer turbulenten Wasserströmung ausgehen, wird das Ganze sehr viel komplexer. Ehrlich gesagt bezweifle ich, daß das in der Praxis so abläuft, denn dann müßte es z.B. deutliche geschmackliche Unterschiede zwischen Maschinen mit 58mm Siebdurchmesser und solchen mit 53 oder gar 49mm - gleiche Füllmenge vorausgesetzt - geben. Einen derartigen, generellen, Unterschied konnte ich bisher aber überhaupt nicht feststellen...

In I wird alles gleichmäßig umspült (ich gehe ja von einem offenen Ablauf, d.h. konstantem Volumenstrom aus).

Deswegen mein Vorschlag mit dem Ventil am Auslauf ... wenn der komprimierbare Luftraum unterhalb des Pucks groß genug ist würde die Extraktion des Pucks - in erster Näherung - unter konstantem Druck ablaufen. Probieren geht über studieren...

Aber an eine nennenswerte Druckabhängigkeit eines Löslichkeitsproduktes kann ich mich nicht erinnern. Warum auch, eine wässrige Lösung ist schließlich kaum kompromierbar, d.h. die Moleküle bzw. Ionen in der Flüssigkeit merken gar nicht viel von dem Druck der außerhalb anliegt.

guter Punkt!
Was ich nicht verstehe - woher kommt dann die 9 bar Empfehlung?

Das scheint zwar auf den ersten Blick plausibel, ist es aber genaugenommen allenfalls dann, wenn wir von einer laminaren Strömung im Puck ausgehen, d.h. es trifft - wenn überhaupt - nur auf Handhebelmaschinen, bzw. Maschinen die z.B. mittels Kolben eine annähernd laminare Strömung erzeugen. Wenn wir hingegen - wie bei den meisten Espressomaschinen - von einer turbulenten Wasserströmung ausgehen, wird das Ganze sehr viel komplexer.

Trotzdem wird das Pulver im Siebträger wohl nicht aufgewirbelt - die oberen Schichten sind dann im Mittel einem höheren Druck ausgesetzt als die unteren.

Ein Ventil nach dem Puck anzubringen wäre vielleicht mal eine Idee. Dann könnte man den Druckgradienten bei variablem Mahlgrad beliebig einstellen.

Ein Ventil nach dem Puck anzubringen wäre vielleicht mal eine Idee.

Aber keine gute.
gruss ali

Also ich betreibe die Preinfusion bis zum ersten Tropfen mit 1,5 bis 2,5 Bar und dann je nach Kaffee den Bezug um 7,5 bis 10 Bar. Richte mich da nach den Geschmack. Entkoff. schmeckt meistens besser mit 8 Bar oder sogar 7,5 Bar.
Das Sieb ist im einer normalen Espressomaschine nur dafür da den Kaffee nicht in die Tasse zu lassen und hat keinen Auswirkungen auf die Druckflussgeschwindigkeit. Es gibt sicherlich Probleme wenn sich das Wasser hinter den Puck staut. Glaube nicht das es grade gut ist.
Gunnar

Zitat von alexatkn

guter Punkt!
Was ich nicht verstehe - woher kommt dann die 9 bar Empfehlung?

Ich bin mir nicht ganz sicher ... INEI vielleicht?

Sicher bin ich mir aber, daß dies ein empirischer Wert für den Druck im System während der Extraktion ist, der mit der vorherrschenden Maschinerie gute Ergebnisse bringt. Nicht mehr, aber auch nicht weniger...

Trotzdem wird das Pulver im Siebträger wohl nicht aufgewirbelt - die oberen Schichten sind dann im Mittel einem höheren Druck ausgesetzt als die unteren.

So interessant diese Betrachtungsweise in der Theorie sein mag, ich bin mir nicht sicher, ob sie auch praxisrelevant ist, da sie die auf mikroskopischer Ebene ablaufenden - ziemlich komplexen - physikalisch-chemischen Abläufe nicht berücksichtigt. Deshalb würde ich allfällige Schlüsse, die sich aus dieser - etwas eindimensionalen - Betrachtung ergeben, immer etwas kritisch hinterfragen. Eine andere - m.E. ebenso plausible - publizierte Theorie ist, daß bei der Espresso-Extraktion - sobald der gesamte Puck mit Wasser benetzt ist - Diffusionsvorgänge für das Extraktionsverhalten ausschlaggebend sind. Demgemäß würden die Druckverhältnisse eine eher untergeordnete Rolle spielen und die vorhandenen Konzentrationsgradienten eine übergeordnete.