Zweikreismaschinen

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Geschichte

Die ersten Zweikreismaschinen kamen 1961 mit der berühmten Faema E61 auf den Markt. Hier wurde erstmals eine elektrische Hochdruckpumpe verwendet, statt den Druck mit einem Hebel zu erzeugen. Gleichzeitig wollte man auf überhitztes Brühwasser verzichten, weil dieses sonst erst durch eine massive Brühgruppe gekühlt werden müsste, die mit der Zeit ebenfalls überhitzt.

Prinzip

Zweikreissystem ohne Thermosyphon

Zweikreiser besitzen zwei unterschiedlich temperierte Wasserkreise zur gleichzeitigen Produktion von Dampf und Brühwasser:

Kessel

Der erste ist der mit 110°C bis 130°C heißem Wasser gefüllte Kessel, in dem sich unter dem entstehenden Dampfdruck (1,0-1,4 Bar) ähnlich wie im Schnellkochtopf eine Dampfphase und eine Wasserphase entwickeln. Aus der Dampfphase lässt sich Dampf zum Milchschäumen entnehmen, aus der Wasser heißes Wasser, das jedoch zum Brühen von Espresso viel zu heiß ist.

Wärmetauscher

In den Kessel eingelassen ist der Wärmetauscher, der die Form eines Rohres oder einer Kapsel haben kann. Mitunter finden sich auch nicht durchgehende Rohre, in denen das Wasser erst durch ein Injektorröhrchen auf die kesselzugewandte Seite transportiert wird. Die Pumpe fördert kaltes Frischwasser aus einem Tank oder der Wasserleitung durch den Wärmetauscher in den Brühkopf und damit zum Siebträger. Währenddessen wird es vom umgebenden Kesselwasser auf die benötigten 88-94°C erhitzt. Der Wärmetauscher ist so konstruiert, dass das Wasser bei der optimalen Durchflussrate genau solang im Wärmetauscher bleibt, bis es die passende Temperatur erreicht hat.

Überhitzung

Dieses Konstruktionsprinzip hat allerdings eine neue Schwachstelle. Sobald der bezug zu Ende ist, bleibt das Wasser im Wärmetauscher stehen und nimmt nach und nach die Kesseltemperatur an. Die Kunst der Ingenieure besteht darin, die Brühgruppe so zu modifizieren, dass ein thermisch Gleichgewicht ("therm. Equilibrium") entsteht. Dazu wird oft ein Thermosiphon eingesetzt, in dem das Wasser durch die thermische Dichteänderung durch den Wärmetauscher und den Brühkopf zirkuliert. Dabei wird der Kopf warmgehalten und der Wärmetauscher gekühlt. Zum anderen verbaut man massive Brühköpfe, die die überschüssige Hitze aufnehmen können und sich möglichst im gleichen Maße unterkühlen, wie der Wärmetauscher sich überhitzt. In der Praxis wird dieses Gleichgewicht oft an die zukünftigen Betriebsbedingungen der Maschine angepasst, d.h. Maschine, die für einen hohen Durchsatz konstruiert, halten die optimale Temperatur besser, wenn viele Bezüge gemacht werden während Maschinen für wenig Durchsatz sich im Stillstand besser einpendeln. Moderne Dualboilermaschinen besitzen je einen unabhängig beheizten Dampf- und einen Brühwasserkessel und umgehen damit die Überhitzungsproblematik.

Typen

Fast alle gastronomischen Espressomaschinen basieren heute auf diesem bald 50 Jahre alten Prinzip. Dabei findet man einerseits sog. Halbautomaten, bei denen der Bezug von Hand gestartet und gestoppt werden muss, sowie Vollautomaten, die den Bezug nach einer vorprogrammierten Wassermenge automatisch unterbrechen. Dieser Begriff überschneidet sich leider mit dem Kaffeevollautomaten, der selbstständig mahlt, dosiert und brüht. In der Gastronomie werden solche Geräte deswegen als Super(voll)automaten bezeichnet.

Heimanwendung

Für den Betrieb im Privathaushalt existieren nur semiautomatische und automatische Zweikreismaschinen, also solche mit Siebträger. Sie sind teurer als Einkreismaschinen der gleichen Qualitätsstufe, empfehlen sich aber gerade für solche Anwender, die häufig oder in großer Menge milchschaumhaltige Getränke zubereiten möchten. Im Gegensatz zum Einkreiser git es hier keine Wartezeiten durch Aufheizen und Entlüften zur Dampferzeugung. Außerdem wird immer Frischwasser zum Brühen verwendet, während ähnlich dampfstarke und temperaturkonstante Einkreiser einen großen Kessel haben, in dem das Wasser demzufolge lange verweilt (und Metall-Ionen aufnehmen kann).


Alphabetische Liste der Zweikreismaschinen