Регулятор давления для кофеварки

Как работает кофемашина

Кофе в автоматической кофемашине готовится меньше чем за минуту. За это время он трансформируется из кофейного зерна в готовый напиток. В материале виртуально разберем «автоматического бариста» на компоненты, и посмотрим, зачем нужен каждый из них, какой вклад они вносят в общее дело приготовления бодрящего напитка.

Кофемолка

Кофемолка — первое устройство кофемашины , которое кофейное зерно встречает на своем пути. Ее задача — перемолоть зерна до нужной степени помола.

Как правило, кофемашина имеет в своем оснащении отсек для молотого кофе, но наиболее ароматный напиток получается со свежемолотого зерна.

Как правило, для перемалывания зерен используются устройства с системой помола на основе жерновов. Они могут быть как плоскими, так и конической формы. Материал изготовления — металл или керамика.

Кофемолка приводится в действие электродвигателем (1) посредством червячной передачи. На вал электромотора одет червяк (2), вращающий главную шестерню (3) к основанию которой жестко закреплены нижний нож жерновов (4) кофемолки и, подающий в механизм кофейные зерна, штифт (5). На главной шестерне установлены два магнита (6), необходимые для считывания импульсов датчиком Холла (7).

Посредством датчика в кофемашине организована защита от заклинивания (электродвигатель отключается, если сигнал с датчика пропадает), а также контроль наличия зерен в бункере. Когда зерна заканчиваются, нижний нож жерновов начинает вращаться несколько быстрее, поскольку не испытывает сопротивления перемалываемого кофе. При этом на панели устройства загорается индикация о необходимости добавления зерен в бункер кофемашины.

Кофемолка за один цикл смалывает порцию кофе, необходимую для приготовления одной порции напитка.

Регулировка степени помола осуществляется путем изменения расстояния между жерновами. Как правило, для этого на корпусе машины предусмотрен механический регулятор.

В аппаратах высшего ценового сегмента регулировка степени помола, в большинстве случаев, задается электроникой устройства.

Заварочный узел

Перемолотый кофе попадает в емкость заварочного узла, установленного под кофемолкой. По завершению помола заварочный узел с порцией кофе, посредством мотор-редуктора, перемещается в положение приготовления напитка, где смолотые кофейные зерна встречаются с горячей водой.

Большинство программ кофемашины ориентировано на приготовление кофейных напитков на основе эспрессо, для получения которого нужно сформировать кофейную таблетку, т. е. темперовать кофе . Ведь настоящий эспрессо получается путем «продавливания» горячей воды под большим давлением через порцию спрессованного молотого кофе.

Для получения кофейной таблетки, заварочное устройство приподнимается вверх, в результате чего происходит темперование порции кофе.

Внутри заварочного устройства находится дозирующий кран, через который проходит поток воды, продавливающий кофейную таблетку. Логика работы крана очень проста. Он открывается автоматически (внутри установлен грибовидный клапан), когда давление в системе превышает 4 Бар и заливочный узел переведен в положение приготовления кофе. Если не выполняется какое-то одно из условий, вода проходит через полость крана транзитом, и может быть использована для других целей. К примеру, для заваривания чая, взбивания и подогрева молока, промывки сопел диспенсера горячей водой.

После пролива воды и получения готового напитка, заварочный узел опускается и возвращается в исходное положение. Во время его движения в обратном направлении, происходит «смахивание» отработанной кофейной таблетки в бункер для мусора.

Наглядно работа механизма показана в следующем видео.

Система подготовки и подачи воды

После того, как заварочное устройство переместилось в положение приготовления напитка, наступает время встречи молотого кофе с горячей водой.

За транспортировку и подогрев воды в кофемашине отвечает водный контур, включающий следующие компоненты:

• Емкость для воды. В ней хранится запас воды, необходимый для приготовления нескольких порций напитка. Как правило, емкость оборудована либо визуальным индикатором, либо датчиком, отслеживающим остаток воды в кофемашине.
• Расходомер. По показаниям узла вычисляется необходимое количество воды для приготовления порции напитка. К тому же, он выполняет и защитную функцию. Если водные магистрали машины окажутся пустыми, прибор не «видя» протока воды через себя, отдает команду плате управления на отключение помпы и нагревателя.
• Помпа. Насос, обеспечивающий транспортировку жидкости и создание необходимого давления в водном контуре кофемашины. Как правило, величина давления в водной системе автоматической кофемашины составляет 15-20 Бар.
• Термоблок. Многие ошибочно называют его бойлером. Служит для нагрева воды до нужной температуры. В бытовых машинах этот узел имеет достаточно малый объем, достаточный для непрерывного приготовления нескольких порций напитка. В зависимости от модели, в кофемашине может быть установлено два термоблока. Один для нагрева воды до температуры приготовления напитка. Второй — для производства пара из уже нагретой воды. При такой схеме, второй термоблок устанавливается в непосредственной близости от капучинатора. Если в системе установлен один термоблок, то он, как правило, имеет два нагревательных элемента. Второй ТЭН включается в моменты, когда необходимо получить пар.

В профессиональных кофемашинах, рассчитанных на непрерывное приготовление большого количества порций кофе, устанавливается настоящий бойлер, который имеет большой объем и оборудован теплообменником. Подогрев воды происходит практически мгновенно при пропускании жидкости по трубкам теплообменника.

• Кран заварочного устройства. Через его форсунку горячая вода под высоким давлением проливается сквозь кофейную таблетку. Когда в приготовлении кофе нет нужды, а кофемашина используется в других целях, горячая вода проходит через тело клапана транзитом, не попадая внутрь заварочного устройства.

1	Заглушка
2	Пружина грибовидного клапана
3	Опрора клапана
4	Грибовидный клапан
5	Уплотнительные кольца

• Электромагнитные клапаны. В системе установлено два электромагнитных клапана, отвечающих за распределение потоков воды:

EV1 — 2-х ходовый клапан. Может открыть или наоборот перекрыть проток воды по трубке;

EV2 — 3-х ходовый клапан. Способен либо полностью перекрыть магистраль, либо организовать движение в одном из двух направлений — горячей воды к диспенсеру, либо пара к капучинатору. Когда оба клапана закрыты, вся вода направляется к форсунке крана заваривающего узла, который срабатывает при возрастании давления в магистрали до 4 Бар;

• Диспенсер. Необходим для разлива готовых напитков или кипятка по чашкам.

Поддон для сбора жидкости

Необходим для сбора воды при промывке сопел диспенсера и капель из кофейной группы устройства. За индикацию наполнения поддона, как правило, отвечает простейший поплавковый или емкостной датчик.

Капучинатор

Пенка из молока взбивается капучинатором. В различных моделях кофемашин можно встретить автоматическую и полуавтоматическую разновидности этого устройства.

Полуавтоматический капучинатор имеет в своем составе патрубок с насадкой (стимером), который помещают в кувшин с молоком (питчер). Из сопла патрубка в молоко поступает пар под давлением, от взаимодействия с которым последнее нагревается и взбивается в густую плотную пену.

Автоматический капучинатор делает то же, но не требует вмешательства пользователя.

Работает устройство следующим образом. Пар, попадая в капучинатор, создает в его внутренней полости разрежение, благодаря которому из контейнера внутрь капучинатора всасывается молоко и небольшое количество воздуха. Пар, молоко и воздух смешиваются внутри трубки Вентури и образуют молочную пену, которая поступает в чашку с напитком.

Трубка Вентури — сужение внутренней части капучинатора, приводящее к уменьшению давления в потоке газов и жидкости и увеличению их скорости.

Трубка Вентури выполняет еще одну важную функцию. Она осушает пар, избавляя его от излишка влаги. Происходит все довольно просто. При прохождении пара сквозь сужение канала снижается его давление. Пар из насыщенного водой, становится перегретым, и тем самым существенно «подсушивается». Этот эффект называется дросселированием.

Нагрев чашек

Специальная площадка на корпусе кофемашины, необходимая для сушки чашек и поддержания их в нагретом состоянии. При ее использовании достигается сразу две цели. Во-первых, сухая чашка не содержит остатков воды после мойки, которая теоретически, смешавшись с напитком, могла бы испортить его вкус. Во-вторых, нагретая чашка не крадет градус у готового напитка, ведь кофе нужно пить горячим!

В следующем видео наглядно показан путь кофе от зерна до готового напитка в автоматической кофемашине.

Вкус готового напитка во многом зависит от сорта и производителя кофе, степени его обжарки, воды, рецептуры, качества ингредиентов и множества других факторов, особенно если он готовится вручную. Автоматическая кофемашина на кухне, помимо того, что экономит уйму времени своим владельцам, выполняет еще одну очень важную роль. Она обеспечивает высокую повторяемость вкуса напитка. Дело в том, что все ее процессы строго выверены производителем, а заложенные в нее технологии позволяют получать раз за разом одинаковый вкус любимого кофе.

Источник

Популярные отказы кофемашин: нет давления, отказ манометра

Причин, повлекших поломку кофемашины может быть много. Сегодня мы рассмотрим целую группу проблем, способных причинить массу головной боли и принципы их устранения.

Почему ломается техника

Условно все поломки можно развести по двум группам.

В первую относятся:

• заводской брак – тут существует своя схема возврата прибора назад;
• отсутствие своевременного профилактического осмотра;
• неправильная настройка параметров кофемашины – советую не пренебрегать чтением инструкции;
• механические повреждения, в т.ч. падения, удары. Чаще всего это возникает при неправильной транспортировке;
• износ, истечение срока годности узлов и деталей.

Вторая группа такова:

• использование низкокачественного зерна – крайне частая причина поломки;
• отсутствие очистки – провоцирует выход из строя нагревательных элементов;
• работа машины при низких температурах – можно рассчитывать на неполадки гидросистемы, размораживание системы дренажа;
• перепады напряжения в сети, принудительное отключение кофемашины, неожиданное отключение электроэнергии – часто летит плата управления;
• перегрузка – если вы выбрали устройство, не рассчитав производительность, не исключена вероятность практически непрерывной эксплуатации, что выведет машину из строя.

Если в кофемашине нет давления

Суть проблемы может крыться везде, в том числе в заводском браке. Но, не стоит пороть горячку, – изначально лучше проверить, работает ли нагрев, исправность аварийного и воздушного клапанов, регулировку датчика давления, работу манометра. Однако, чаще всего источником является неисправность помпы.

Поломка помпы

Насос – важнейший узел любой кофемашины, вне зависимости от ее типа и бренда. Эта штука создает требуемое давление воды, которая подается на спрессованную таблетку кофе. Если она ломается, кофейку вы не попьете.

Как правило, все машины оснащены аналогичными помпами, собственные разработки брендов встречаются гораздо реже, – в основном, это приоритет аппаратов премиум-класса. Но, это не снижает вероятность возникновения неисправностей, но может осложнить ремонт.

Часто насосы начинают вхолостую пропускать воду, при варке эспрессо жидкость еле сочится в стакан. Причина сего кроется в поломке пружины и засорении накипью. Узел следует прочистить, запустить декальцинацию системы с хорошей таблеточкой, соответственно, пружина нуждается в замене.

Признаки выхода насоса из строя следующие:

• полное отсутствие потока напитка;
• слабый напор подачи кофе;
• существенное ухудшение качества кофе, обнаруживается полное отсутствие пенки крема. Напиток становится плохим, если давление ниже 9 бар.

Отмечу, что все это чаще возникает в кофемашинах капсульного типа, такова статистика. Самостоятельно обнаружить неисправность легко, – следует просто запустить процесс варки кофе и проследить за интенсивностью его подачи.

Решение : проводим очистку, декальцинацию. Если не помогает, везем аппарат в сервисный центр. Требуется диагностика.

Засорение фильтра

Второй аспект, влияющий на отсутствие давления – проблемы с фильтрами.
Если вы пренебрегали регулярной очисткой, использовали некачественное зерно или капсулы, это произойдет достаточно быстро. При засоре система перестанет пропускать достаточное количество напитка.

Решение: чтобы устранить поломку, достаточно промыть фильтр под струей проточной воды.

Можно использовать специальные очищающие средства.
Следует адекватно оценивать собственные силы, – малейшие царапины спровоцируют задержку кофейных зерен. В виду этого кофемашина будет засоряться гораздо чаще.

Слишком мелкий помол зерен

Если аппарат плохо наливает кофе и при этом издает посторонние звуки, это тоже свидетельствует о засорении фильтра. Основная проблема – использование слишком мелкого помола. Поэтому первым шагом следует проверить именно эти настройки. В целом отмечу, что в любой кофемашине не стоит использовать слишком мелкий помол и старые, пережаренные зерна, больше похожие на сухари. Это спасет от массы проблем.

Решение: правильно регулируем помол на кофемолке.

Появление воздушной пробки

Еще одна причина отсутствия давления в кофемашине – образование воздушной пробки. Решение одно: следует прогнать горячую воду через капучинатор. Если неисправность осталась, стоит провести очистку системы.

Неправильная регулировка датчика давления

Переключатели поддерживают давление в бойлере при помощи катушек сопротивления. Заводские настройки таковы, что машина откалибрована на 1.1-1.3 бар (у разных производителей может быть иначе – до 1.5 бар). Если следует изменить заводское давление на рабочее, это делается при помощи винта регулировки. Полный оборот винта по или против часовой стрелки соответствует 0.1 атм. Фактическое давление отслеживается на манометре.

• если давление слишком высокое, винт крутят против часовой стрелки;
• если слишком низкое – по часовой.

Для контроля калибровки следует приготовить несколько порций кофе.

Отказ манометра

В современных кофемашинах устанавливаются два манометра – помпы и бойлера. Они могут быть размещены в одном блоке или отдельно. Манометр бойлера контролирует температуру и давление, он оповещает о том, что устройство достигло рабочего состояния – все тех же 1.1-1.5 атм. Если в машине один манометр – эта штука работает на бойлер.

Манометр помпы контролирует давление в варочной группе. Рабочие параметры в этом случае соответствуют 9 атм. Отклонения от нормы говорят о поломке.

• засорение трубок накипью (решение: очистка или замена на новую);
• забивка каналов, ведущих к манометру;
• поломка манометра.

Решение : замена узла или трубок в сервисном центре, декальцинация.

Полный отказ кофемашины работать

Причины полного отказа техники от работы непредсказуемы. Конечно, можно систематизировать источники неисправностей, выделив с десяток основных проблем. Однако, любой специалист скажет, что корень зла кроется в неправильной эксплуатации. Это отсутствие ухода, заливка жесткой воды, низкокачественное зерно и его некорректный помол. Я приведу самые распространенные причины, ведущие к тому, что функционирование аппарата прекращается.

Вездесущая накипь

Устройство может отказаться работать, если пользователь не проводит периодическую декальцинацию.

В результате можно прийти к следующему:

• накипь на бойлере;
• накипь на бункере для воды;
• накипь заварочного устройства.

Решение: очистка. Этот процесс должен проходить грамотно, с участием профессиональных средств. Каждый бренд рекомендует использовать определенный порошок. Но, принцип применения в общем-то един.
Средство растворяется в жидкости, заливается в резервуар для воды. Кофемашина нагревается. Открывается паровой кран, включается пролив. Весь раствор должен пройти через бойлер и трубку. Прибор включают и оставляют на полчаса. Далее резервуар промывают, через систему прогоняют чистую воду. Первую порцию эспрессо лучше слить.

Проблемы с кофемолкой

Отсутствие кофе в чашке может говорить о том, что сломана мельница. Когда узел отказываться работать, машина перестает варить кофе.

Причины сего таковы:

• в отсек для молотого кофе засыпано зерно;
• использование некачественного зерна – это может привести к расплавлению деталей кофемолки;
• попадание постороннего предмета – любой камешек способен заблокировать жернова;
• в узел попала вода, что вызвало электрические неисправности.

Решение проблемы: убедиться, что в модуле нет посторонних предметов. Если они есть, проводится их извлечение. Если повреждены жернова, их меняют на новые. Электрику перепрограммируют. Два последних действия проводятся в сервисном центре.

Еще пару важных мелочей

Масса серьезных поломок возникает благодаря самостоятельному ремонту, что приводит к нарастанию проблем. Если кофемашина работала при низких температурах, переходник гидросистемы может быть поврежден морозом. Есть варианты с регулярным использованием жесткой воды, что провоцирует протечки термоблока. Массу проблем несет отсутствие замены фильтра, о чем я уже говорил.

Если кофемашина не готовит напитки и не реагирует на команды, на дисплее горит или мигает красный индикатор , источник неполадки может быть в следующем:

• переполненный отсек для отработанного жмыха – его следует банально очистить;
• отсутствие воды в резервуаре – проверяем на наличие протечек. Доливаем жидкость;
• в отсек для зерен засыпан сахар или молотый кофе – об этом я тоже говорил.

Все эти причины заставляют аппарат заблокироваться. Если их устранение не ведет к нормальной работе, требуется полная диагностика в сервисном центре.

Отказ системы управления

Сбои электронного модуля наиболее распространены, если кофейная техника отказывается работать. Основа этой штуки – печатная плата, на которой размещены элементы управления каждым узлом кофемашины. При поломке чаще всего достаточно провести ремонт, но иногда требуется полная замена.

Если такая беда произошла, аппарат начинает мигать всеми индикаторами, не выдает реакции на включение. На дисплее могут отображаться непонятные символы. Техника неправильно выполняет или вовсе не выполняет требуемые команды.

При восстановлении системы действуют следующим образом:

• замена разъемов;
• перепайка сгоревших деталей на плате;
• установка новых деталей;
• восстановление прогоревших дорожек;
• прошивка системы – по сути, это замена программного обеспечения.

Поломки могут произойти в виду нескольких причин. Основная – короткое замыкание. Это может вызвать перегрев температурных датчиков, утечки, поломку блока управления, также замыкание способно закоротить бойлер.
Источником проблемы становится высокая влажность воздуха, попавшая в кофемашину вода, перепады напряжения. Не все модели оснащены трансформатором, предотвращающим неисправности, что, кстати, следует учесть при выборе. Второй момент – нестабильное напряжение сети.

Решение проблемы: в любом случае, устройство должно пройти диагностику для выявления истинной причины неполадки. Можно, конечно, самостоятельно прозвонить систему, но без должного опыта в починке это ничего не даст. Идем в сервис. Все мероприятия рекомендую проводить в официальном центре или у очень хорошего специалиста, иначе вместо кофемашины получите ее труп, ибо проблема серьезная.

Выводы

Безусловно, мелкие огрехи и неисправности кофемашины можно исправить самостоятельно. Но, оптимальной проверкой фактического состояния неработающего устройства является полная профессиональная диагностика. Для этого прибор придется отвезти в сервисный центр, где есть все необходимое для этого шага оборудование, расходники и инструмент для починки.

Источник

PID-регулятор или прессостат ? Технологии или мастерство и опыт?

Бытует мнение, что обязательным условием приготовления хорошего эспрессо является наличие PID-регулятора в кофемашине.
Для того чтобы разобраться так это или нет, давайте рассмотрим принцип работы PID-регулятора и обычного прессостата.

Прессостат — это механическое устройство, которое при воздействии давления на каучуковую мембрану включает или выключает подачу питания на нагревательный элемент.

На практике происходит следующее: горячий воздух (пар) из бойлера толкает мембрану прессостата, что приводит к выключению ТЭНа. (Прессостат можно регулировать в зависимости от требований бариста, но чаще всего его значение колеблется от 1 до 1,2 бара). Теперь машина начинает охлаждаться — выделяет тепло в окружающую среду. Соответственно давление в бойлере понижается, что приводит к снижению воздействия на мембрану, соответственно механизм перестает удерживать выключатель, замыкается цепь и машина снова нагревается пока не будет достигнуто нужное давление.

Весь этот процесс приводит к тому, что кофемашина постоянно находится в цикле нагрева и охлаждения.

Производители давно знают об этом цикле и применяют множество инновационных способов для того, чтобы повысить стабильность температуры в своих кофемашинах: добавление большого количества металла к рабочей группе для увеличения тепловой инерции, создание дополнительного «подмеса» воды, практикуется дополнительная установка ТЭНов непосредственно в саму рабочую группу. Эти технологии имеют разный уровень успехов в достижении температурной стабильности.

Система PID-регулирования решает проблему циклического нагрева и охлаждения путём использования математических алгоритмов для прогнозирования и противодействия тепловой инерции, которой подвергается кофемашина.

Если вы откроете подачу воды из рабочей группы — система-PID “будет знать” что в бойлер поступило некоторое количество холодной воды и начнет задействовать нагревательный элемент выполняя его циклическое включение и выключение сотни раз в секунду, чтобы нагреть машину до того, как она успеет охладиться.

PID-система использует плату логики для определения отклонений в данных значениях температуры. Это значит, что когда температура в кофемашине будет приближаться к нужной отметке, нагревательный элемент будет «уменьшать мощность» (произойдет увеличение интервала между включением и выключением ТЭНа). Эта технология довольно успешно решает проблемы тепловой инерции.

В идеальном мире с идеальными условиями мы получили бы абсолютно постоянную температуру. Но, к сожалению, ограничения реального мира, такие как: мощность ТЭНа, законы физики, тепловая инерция, внезапное наполнение бойлера и т.д. делают потери температуры неизбежными, но они гораздо менее выражены, чем при использовании механического прессостата.

Если представить график, в котором будет отображаться изменение температуры на протяжении некоторого времени, то мы увидим синусоидальную волну. Использование PID-регулятора значительно уменьшит амплитуду этой волны. Более жёсткий температурный контроль обеспечит стабильный эспрессо.

Остаётся один вопрос: является ли наличие PID-регулятора обязательным условием для приготовления хорошего эспрессо? Короче говоря, нет.

Система PID-регулирования не является необходимостью, хотя и создает определенный комфорт. Более жёсткий контроль температуры, который она создает, даёт некую гарантию стабильности шота. Тем не менее, существует много методов, которые бариста применяют для приготовления фантастического эспрессо, используя машины с механическим прессостатом.

Один из самых простых способов создания стабильного эспрессо — это выпустить горячую воду из машины, пока не увидите что машина начала нагрев (загорелся индикатор нагрева). Дождитесь пока машина полностью закончит нагреваться, считаете с этого момента 10 секунд и начинайте приготовление вашего шота. При достаточной практике, данный метод позволит вам изучить особенности вашей кофемашины и добиться наивысшей степени стабильности.

Для многих людей механический прессостат остается хорошим методом терморегуляции. Те, у кого есть возможность использовать PID-регулятор, может улучшить свой “скилл” упростив процесс приготовления, не отвлекаясь на неточности в работе своей кофемашины и уделяя больше внимания остальным аспектам приготовления.

В целом, настройка помола, свежесть обжарки, правильная темперовка, чистота и своевременный уход за вашей кофемашиной гораздо больше будут влиять на вкус вашего эспрессо, чем точность, с которой вы будете контролировать температуру в группе.

Если вы новичок в мире эспрессо, прежде чем приступить освоению навыка регулировки температуры, используйте вышеуказанные методы для повышения качества извлекаемого вами коричневого нектара, который мы называем эспрессо.

Источник