Fragen zum Brühdruck

Diskutiere Fragen zum Brühdruck im Grundsätzliches Forum im Bereich Fragen und Tipps; Ein Pumpen-Bypass hilft da.

  1. #21 Iskanda, 04.03.2015
    Iskanda

    Iskanda Mitglied

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    Ein Pumpen-Bypass hilft da.
     
  2. #22 Gandalph, 04.03.2015
    Gandalph

    Gandalph Mitglied

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    hallo ...

    Der Hauptunterschied der beiden Pumpensysteme dürfte vordergründig die wesentlich höhere Fördermenge der Rotas von 1,5-3 Ltr./Min. im Vergleich zu den üblichen Vibras mit 300-800 ccl/Min. sein - weniger der sofortige Druckaufbau, der bei E-61 Maschinen sowieso durch die Düse gebremst wird!

    Als Beispiel :
    Bei Hochdruckstrahlern erkennt man den Unterschied direkt im Gebrauch - gleicher Druck aber höhere Fördermenge, ergibt einen ganz anderen "Bums" und auch Reinigungswirkung ! Alleine am Rückschlag der Dampflanze lässt es sich schon feststellen. Bei den Geräten wird bei Kauf auch meist nur auf den maximal zu erreichenden Druck geschaut, aber der Effekt steht und fällt mit dem Fördervolumen, folglich auch die Reinigungsleistung.

    - das erklärt für mich auch die gängige Meinung, dass man die Vibras einfach höher einstellen muss, als eine Rotationspumpe, um im Sieb den selben Effekt zu erzielen.

    grüsse ...
     
  3. e=mr

    e=mr Mitglied

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    Hallo Gandalph,

    ich glaube, dein Vergleich hinkt etwas, da im Gegensatz zum Hochdruckreiniger die Flussrate beim Espressobezug ja weitgehend gleich sein sollte, unabhängig von der gewählten Pumpe ;-).

    Grüße
    Rainer
     
  4. reox

    reox Mitglied

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    Also Pumpen haben immer eine Kennlinie mit Fördermenge zu Druck. Kann man sich auch so vorstellen: wenn man den Gartenschlauch aufdreht rinnt wasser raus. Hält man jetzt den Finger vorne drauf dann rinnt weniger Wasser raus, aber der Druck wird höher.
    Vibrationspumpen haben eine Kennlinie, welche bei Maximaldruck keine Fördermenge hat und bei keinem Druck maximale Fördermenge, dazwischen ist es meist recht linear. Rotationspumpen haben eine Kennlinienschar, also mehrere Kennlinien abhängig von der Umdrehungszahl des Motors.
    Immer wenn ich so eine Kennlinie habe, suche ich mir einen Arbeitspunkt aus. Angenommen ich habe eine Maschine ohne Überdruckventil und Vibrationspumpe und möchte eine gewisse Menge an Kaffee in der Tasse haben in einer gewissen Zeit, bin ich logischerweise an die Durchflussmenge der Pumpe gebunden. Dann schaue ich im Datenblatt nach und sehe, dass zB bei 12bar die 120ml/min erreicht werden. Wenn ich jetzt 60ml in 30s haben will muss ich mit 12bar fahren, sonst ist zu viel oder zu wenig in der Tasse (vereinfacht gesagt, denn es bleibt ja Wasser im Sieb und im Kessel und bis der Druck aufgebaut ist usw....)
    Ich kann jetzt auch den Arbeitspunkt über den Druck wählen, also zB mir die 9 bar raussuchen. Dann lese ich ab wieviel Zeitfördervolumen die Pumpe dort hat und muss das dann verwenden.
    Wenn ich jetzt ein Überdruckventil eingebaut habe, schauts natürlich anders aus. Die Kennlinie verändert sich und der Arbeitspunkt verschiebt sich ebenfalls nach unten.
     
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  5. #25 Gandalph, 05.03.2015
    Gandalph

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    Das klingt einleuchtend @reox! - danke ;)
     
  6. kabu

    kabu Mitglied

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    Nein, das erschließt sich mir jetzt nicht. Die 12Bar kommen ja nur auf Grund des Widerstands vom Siebträger zu Stande. Die Fördermenge und Pumpendruck bei Durchfluss stehen bei gleichem Querschnitt in Zusammenhang.
     
  7. reox

    reox Mitglied

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    Ja richtig. Könnt auch ein Ventil hinsetzten, hätte den gleichen Effekt.

    icbw aber die Pumpe wird bei einem bestimmten Arbeitsdruck eben eine gewisse Menge an Wasser fördern. Würde die Fördermenge bei einem konstanten Druck plötzlich absinken, dann wäre die Pumpe kaputt. Der Querschnitt (meinst du Leitungsquerschnitt?) ist egal, da bei konstantem Zeitvolumen die Geschwindigkeit des Fluids vom Leitungsquerschnitt abhängt (laminare Strömung mal vorausgesetzt)
     
  8. #28 Gandalph, 05.03.2015
    Gandalph

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    Wie verhält sich die Fördermenge dann bei den Rotationspumpen reox? Wird die über den Druck , also den Pumpenbypass reguliert, solange die Motordrehzahl fix ist ?
     
  9. reox

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    afaik schon. Die Rotas fördern ja sehr viel mehr als Vib.
     
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  10. #30 pressomacchiato, 05.03.2015
    pressomacchiato

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    @kabu: Du kannst dich nur auf der Kennlinie der Pumpe befinden/bewegen. Du kannst nicht beliebige Druck-Fördermenge Paare herzaubern (Physikunterricht irgendwann im Alter von 14-17). Das Paar muss sich auf der Kennlinie befinden.
     
  11. #31 Gandalph, 05.03.2015
    Gandalph

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    - soweit ich mich entsinne, werden auch bei den Kennlinien der Vibras Minimal - , Maximal - , und Durchschnitts-Förderraten bei bestimmten Drücken angegeben, also mehrere mögliche Kennlinien, die bei gleichem Druck in der Förderleistung zum Teil erheblich auseinanderliegen.
    - bei den für die EX5 angegebenen Kennlinien, und 10 Bar Druck z.B. über 150cc/Min. von der minimalen zur maximalen Förderleistung - also immerhin eine Differenz von 2,5ml/Sek. bei der geförderten Menge.
    - dies dürfte dann die fixen Aussagen zum Brühdruck in Zusammenhang mit der Flussmenge bei Vibras auch relativieren, solange kein Expansionsventil verbaut ist.
    Und bei eingebautem Expansionsventil stellt sich die Frage, ob die Flussrate auch hier ausschließlich durch das eingebaute Expansionsventil bestimmt wird - ähnlich dem Pumpenbypass bei den Rotas, was dann naheliegen würde, und so eine fest definierten Druck auch bei Vibras einleuchtend begründen würde?
    - würde der Druck der Vibra steigen, und die Flussrate abnehmen, wird dies dann durch das EX-Ventil verhindert, welches dann öffnet, den aufbauenden Druck wieder senkt, bzw. dahingehend stabilisiert, und so die Flussrate stabil hält, solange auch der Puk den nötigen Widerstand liefert?

    Fragen über Fragen... :rolleyes:
     
  12. reox

    reox Mitglied

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    Du gehst da ein wenig zu technisch ran :) in der theorie verhält sich die pumpe eben so. In den Datenblättern steht ja auch ein Prüfaufbau den sie verwendet haben aber wie du an der Schwankungsbreite der Pumpe siehst verhält sie sich eben nicht "statisch". Der Test wird dann halt n mal wiederholt und die Werte ermittelt. Klar bekommst du dort eine gewisse Schwankungsbreite. Die 2,5ml/s schocken mich nicht, denn du musst ja auch bedenken, dass dein Mahlgut erheblichen Schwankungen unterliegt und daher die Menge von der Pumpe relativ egal ist. Dazu kommt Verluste in den Leitungen, im Boiler, etc.
    Wie genau sich das Expansionsventil verhält weiß ich leider auch nicht. Würde mich aber auch interessieren wie genau der gleichgewichtszustand zustande kommt. Aus der Praxis kann ich dir sagen, dass aus dem Expansionsventil Wasser ausläuft und der Druck im System trotzdem nicht steigt. Ist ja auch logisch, wenn der Druck vom Zeitvolumen abhängt. Das Expansionsventil "verbraucht" einfach Volumen. Es wäre interessant ob man quasi eine oszilierende Druckveränderung vor dem Expansionsventil messen könnte.
    Wenn man das jetzt genau messen will müsste man IMO vor der pumpe, hinter das expansionsventil (beim ablauf und beim schlauch zur brühgruppe) ein volumetrisches flow meter und dann noch messen wieviel kaffee nachher rauskommt.
     
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  13. #33 pressomacchiato, 05.03.2015
    pressomacchiato

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    Meine Bemerkungen und Aussagen beziehen sich auf das theoretisch Modell, das man im Physikunterricht lernt. Die Praxis ist kompliziert genug. Wir wären wahrscheinlich schon mal einen Schritt weiter, wenn wir nur schon das (vereinfachte) theoretisch Modell verstehen würden. Ich habe mal eine einfache Skizze dazu gemacht. Leider kann ich sie erst am Nachmittag oder am Abend hochladen.
    Ich bin mir nur nicht sicher, ob wir jetzt nicht schon OT sind. Ich muss den ersten Beitrag noch mal lesen.
     
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  14. Ganzo

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    Ich kann als "Handhebler" nicht aus Erfahrung über Pumpendruck sprechen aber bei der Beschäftigung mit Druck und Geschmack ist bei mir Folgendes hängengeblieben:

    Der ideale Druck bei der Bereitung von Espresso liegt erfahrungsgemäß (ohne wissenschaftliche Begründung!) bei etwa 9 bar*. Hierbei ist der Flow am größten. Darüber und darunter fällt er ab.

    * Das wurde auch durch eine umfangreiche Geschmackstest-Studie an der Universität Salamanca mit "14 gr Bezügen" bestätigt: Espresso-Trinker bewerteten "9 bar Bezüge" besser als "7 bar Bezüge" und beide besser als "11 bar Bezüge.
    Die 11-er waren zu bitter, die 7-er zu flau.​

    Der Grund, warum die Vibrationspumpenmaschinen auf einen Blinddruck von etwa 11 bar eingestellt sind, soll zwei Ursachen haben:

    1. Der Druck fällt bei Vib-Pumpen mit dem Flow stärker ab als bei Rota-Pumpen. Das erfordert einen höheren Blindruck, damit beim Bezug der nötige Druck von 9 bar aufrechterhalten werden kann.

    2. die Anstiegszeit bis zum vollen Druck dauert bei Rotas etwa 2 bis 6 Sekunden und bei Vibras 4 bis 10 Sekunden (abhängig vom zu füllenden Raum in der Brühgruppe, vom Gicleur und allen anderen Fließwiderständen). Insgesamt verhalten sich "11 bar Vibras" ähnlich wie "9 bar Rotas" in der frühen kritischen Phase des Bezuges.

    Mit anderen Worten:
    Der Blinddruck von 11 bar bei Vibras wird zu 8 bis 9 bar während des Bezuges, wenn das Wasser fließt.
    Der Blinddruck von 9 bar bei Rotas fällt dagegen beim Bezug kaum ab.
    Deshalb sind die beiden unterschiedlichen Drücke in der Wirkung gleichzusetzen.

    Man kann natürlich vom Solldruck abweichen und den Druck dem eigenen Geschmack anpassen. So soll ein Rota-Druck von ca. 8 bar und ein Vibra-Druck von 9 -10 bar gegen die Bitterkeit in Bezügen wirken.


    Gruß, Ganzo
     
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  15. #35 pressomacchiato, 05.03.2015
    Zuletzt bearbeitet: 05.03.2015
    pressomacchiato

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    Also, hier die erwähnte Skizze des vereinfachten theoretischen Modells. Mehr ist von meinem Physikunterricht in der Schule nicht geblieben :(
    [​IMG]

    Damit kann man relativ einfach "spielen":
    Rechts - Pumpe mit Kennlinie und drei Punkten auf der Kennlinie
    Mitte oben - OPV
    Links - Brühgruppe mit Kaffeepuck
    Theoretisches Modell => Im ganzen System, d.h. Pumpe, Leitung, Brühkopf bis zur oberen Oberfläche des Kaffeepucks herrscht derselbe Druck.
    Druckabfall gibt es nur im Kaffeepuck und im OPV.

    Q1 = Q2 + Q3
    Für einen bestimmten/gewünschten Druck, wird die Fördermenge Q1 der Pumpe auf der Kennlinie abgelesen. Z.B. 3.5ml/s bei 10Bar.
    Q3 sollte immer ungefähr 1ml/s betragen.
    Daraus ist sofort ersichtlich, dass Q2 > 0 ist und somit das OPV öffnet.

    Für die espressorelevanten Werte gilt (fast?) immer Q2 > 0. D.h. der Druck wird praktisch immer durch das OPV (oder Bypass) bestimmt. Sollte das nicht der Fall sein, dann Q2 = 0. Dann ist auch der Druck kleiner, als der im OPV eingestellter Druck => Q1 = Q3. Das würde wiederum heissen, dass der Espresso in solchen Fällen immer viel zu schnell bezogen wird. Mindestens für die Werte, die ich in der Skizze als Beispiel für die Kennlinie verwendet habe.

    In der Praxis ist das ganze natürlich etwas komplizierter. Da gibt es Schwankungen, Toleranzen, Verluste, usw.
    Die Erklärung für unterschiedliche Druckwerte Vibra - Rota sind m.E. in den technischen Daten der Pumpen und der Langzeiterfahrung mit der Pumpe bzgl. Zuverlässigkeit, usw. zu suchen. Das ist aber nur eine wilde Annahme.
     
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  16. Ingo

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    @pressomacchiato

    Kann es sein, dass du hier Q2 und Q3 verwechselst? Q3 ist in deiner Skizze der Durchfluss am Sieb.
    Dieser sollte doch im Mittel etwa 25ml in 25s (1ml/s) betragen.
     
  17. #37 pressomacchiato, 05.03.2015
    pressomacchiato

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    @Ingo: Danke! Hab's gerade korrigiert. Das hat man davon, wenn man im Zug auf einem kleinen Bildschirm schreibt ;)
     
  18. brosme

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    Und woher weiß mein Maschinchen, ob ich gerade nicht das Zweier-Sieb nutze? Doppelte Wassermenge in gleicher Zeit bei identischem Druck.
     
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  19. #39 dharbott, 05.03.2015
    dharbott

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    Weil das Sieb Deiner Maschine sagt das es mehr/Löcher hat..... und damit weniger Widerstand hat....
     
  20. #40 pressomacchiato, 05.03.2015
    Zuletzt bearbeitet: 05.03.2015
    pressomacchiato

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    @brosme: Meine Zahlenbeispiele sind mehr oder weniger zufällig gewählt. Ich gehe schon mal davon aus, dass die Pumpe in der Praxis auch für ein 2er Sieb noch genug fördern kann ;) D.h. dann nur, dass mit dem 1er Sieb Q2 grösser ist als mit dem 2er Sieb.
    EDIT: Du kannst auch selber rechnen ;) Die Gleichung bleibt gleich: Q1 = Q2 + Q3
     
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Fragen zum Brühdruck

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