Wie funktioniert eine Kaffeemaschine?

Die meisten Menschen, die auf Koffein angewiesen sind, frühstücken mit einem alten Freund – der Kaffeemaschine. Jeden Morgen schaufeln Sie den Kaffee ein, fügen etwas Wasser hinzu und drehen ihn auf, aber haben Sie sich schon einmal gefragt, was drinnen passiert? Wie kommt das Wasser aus dem Reservoir auf den Kaffeesatz im Filterkorb? Wie heizt sich alles so schnell auf, und was in aller Welt ist dieses gurgelnde Geräusch?

Geschichte

Kaffeemaschine GeschichteHunderte von Jahren lang war die Zubereitung einer Tasse Kaffee ein einfacher Prozess. Geröstete und gemahlene Kaffeebohnen wurden in eine Kanne oder Pfanne gegeben, in die heißes Wasser gegeben und anschließend mit einem Deckel verschlossen wurde, um den Aufgussvorgang zu beginnen. Die Töpfe wurden speziell für die Zubereitung von Kaffee entworfen, um den Kaffeesatz vor dem Gießen aufzufangen. Typische Designs weisen eine Kanne mit einem flachen, erweiterten Boden auf, um sinkenden Kaffeesatz aufzufangen, sowie einen scharfen Ausgießer, der den schwimmenden Kaffeesatz auffängt. Andere Designs weisen eine breite Ausbuchtung in der Mitte der Kanne auf, um den Kaffeesatz aufzufangen, wenn der Kaffee gegossen wird.

Um 1889 wurde das Aufgussbrühverfahren in Frankreich eingeführt. Dabei wurden die gemahlenen Kaffeebohnen, die gewöhnlich in einem Leinenbeutel eingeschlossen waren, in heißes Wasser getaucht und so lange ziehen lassen, bis die gewünschte Brühstärke erreicht war. Dennoch wurde es im 19. und sogar zu Beginn des 20. Jahrhunderts als angemessen angesehen, gemahlenen Kaffee in einer Kanne oder einem Topf in heisses Wasser zu geben, ihn zu kochen, bis er richtig roch, und das Gebräu in eine Tasse zu giessen.

Im späten 18. Jahrhundert gab es viele Innovationen aus Frankreich. Mit Hilfe von Jean-Baptiste de Belloy, dem Erzbischof von Paris, setzte sich die Idee durch, dass Kaffee nicht gekocht werden sollte. Die erste moderne Methode der Kaffeezubereitung mit einem Kaffeefilter – das Tropfbrühen – ist mehr als 125 Jahre alt, und an ihrem Design hatte sich wenig geändert. Die aus Frankreich stammende Biggin, ca. 1780, war eine zweistöckige Kanne, die den Kaffee in einem Stoffstrumpf in einer oberen Kammer hielt, in die Wasser gegossen wurde, um durch Löcher im Boden der Kammer in die Kaffeekanne darunter abzulaufen. Der Kaffee wurde dann aus einer Tülle an der Seite der Kanne ausgegeben. Die Qualität des gebrühten Kaffees hing von der Größe des Kaffeesatzes ab – zu grob und der Kaffee war schwach; zu fein und das Wasser würde nicht in den Filter tropfen. Ein großes Problem bei diesem Ansatz war, dass sich der Geschmack des Stofffilters – ob Baumwolle, Sackleinen oder ein alter Strumpf – auf den Geschmack des Kaffees übertrug. Etwa zur gleichen Zeit entwickelte ein französischer Erfinder den „Pump-Perkolator“, bei dem sich kochendes Wasser in einer Bodenkammer durch ein Rohr nach oben drückt und dann durch den gemahlenen Kaffee zurück in die Bodenkammer rieselt (perkoliert). Neben anderen französischen Innovationen entwickelte Graf Rumford, ein exzentrischer amerikanischer Wissenschaftler mit Wohnsitz in Paris, eine französische Tropfkanne mit einem isolierenden Wassermantel, der den Kaffee heiß hält. Auch der erste Metallfilter wurde von einem französischen Erfinder entwickelt und patentiert.

Wie es funktioniert?

Eine elektrische Tropfkaffeemaschine kann auch als Dripolator bezeichnet werden. Sie funktioniert normalerweise, indem Wasser aus einem Kaltwasserbehälter in einen flexiblen Schlauch am Boden des Behälters eingelassen wird, der direkt zu einem dünnen Metallrohr oder einer Heizkammer (normalerweise aus Aluminium) führt, wo ein Heizelement, das das Metallrohr umgibt, das Wasser erwärmt. Das erwärmte Wasser bewegt sich nach dem Thermosiphon-Prinzip durch die Maschine. Der thermisch induzierte Druck und der Siphon-Effekt bewegen das erwärmte Wasser durch einen isolierten Steigschlauch aus Gummi oder Vinyl in einen Sprühkopf und auf den gemahlenen Kaffee, der sich in einem Brühkorb unterhalb des Sprühkopfes befindet. Der Kaffee läuft durch einen Filter und tropft in die Karaffe hinunter. Ein Einwegventil in der Leitung verhindert, dass Wasser in den Behälter zurückfließt. Ein am Heizelement angebrachter Thermostat schaltet das Heizelement bei Bedarf aus, um eine Überhitzung des Wassers im Metallrohr zu verhindern (eine Überhitzung würde nur Dampf im Zufuhrschlauch erzeugen), und schaltet sich wieder ein, wenn das Wasser unter einen bestimmten Schwellenwert abkühlt. [Klärung erforderlich] Bei einer Standard-Tropfkaffeemaschine für 10-12 Tassen kann bei Verwendung eines leistungsstärkeren thermostatisch gesteuerten Heizelements (in Bezug auf die erzeugte Wattzahl) mit größeren Heizkammern eine größere Wassermenge schneller erhitzt werden, wodurch im Allgemeinen während des gesamten Brühzyklus höhere durchschnittliche Wassertemperaturen am Sprühkopf entstehen. Dieser Prozess kann weiter verbessert werden, indem die Aluminiumkonstruktion der meisten Heizkammern durch ein Metall mit besseren Wärmeübertragungseigenschaften, wie z.B. Kupfer, ersetzt wird.

Wie es funktioniert

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts patentierten viele Erfinder verschiedene Kaffeemaschinenkonstruktionen, die eine automatisierte Form des Tropfbrühverfahrens verwenden. In späteren Konstruktionen wurden die Heizelemente, der Sprühkopf und das Design der Brühkörbe geändert, Zeitschaltuhren und Uhren für automatischen Start, Wasserfilterung, Filter- und Karaffenkonstruktion und sogar eingebaute Kaffeemahlmechanismen hinzugefügt.

Design-Überlegungen bei Kaffeemaschinen

Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts tendierten zwar einige Kaffeemaschinen zu einem einheitlichen Design (insbesondere Herdperkolatoren), aber andere wiesen eine Vielzahl von stilistischen Unterschieden auf. Insbesondere der Vakuumbrüher, der zwei vollständig getrennte Kammern erforderte, die in einer Sanduhrkonfiguration miteinander verbunden waren, schien Industriedesigner zu inspirieren. Das Interesse an neuen Designs für den Vakuumbrüher erwachte während der amerikanischen Arts-&-Crafts-Bewegung mit der Einführung von Kaffeemaschinen der Marke „Silex“, die auf Modellen der Massachusettser Hausfrauen Ann Bridges und Mrs. Sutton basierten. Ihre Verwendung von Pyrex löste das Problem der Fragilität und Zerbrechlichkeit, das diese Art von Maschinen kommerziell unattraktiv gemacht hatte. In den 1930er Jahren erregten einfache, saubere Formen, zunehmend aus Metall, die positive Aufmerksamkeit der Industriedesigner, die stark vom funktionalistischen Imperativ der Bauhaus- und Streamline-Bewegungen beeinflusst waren. Zu dieser Zeit erschien der schlanke Coffeemaster-Vakuum-Brüher von Sunbeam, der von dem berühmten Industriedesigner Alfonso Iannelli entworfen wurde. Die Beliebtheit von Glas und Pyrex-Kugeln lebte während des Zweiten Weltkriegs vorübergehend wieder auf, da Aluminium, Chrom und andere Metalle, die in traditionellen Kaffeemaschinen verwendet wurden, nur noch eingeschränkt verfügbar waren.

Wie funktioniert eine Kaffeemaschine

Der Einfluss der Wissenschaft und des technischen Fortschritts als Motiv des Nachkriegsdesigns machte sich schließlich bei der Herstellung und Vermarktung von Kaffee und Kaffeemaschinen bemerkbar. In Verbraucherhandbüchern wurde die Fähigkeit des Geräts betont, die Normen für Temperatur und Brühzeit sowie das Verhältnis der löslichen Elemente zwischen Brüh und Kaffeemehl einzuhalten. Der Industriechemiker Peter Schlumbohm drückte das wissenschaftliche Motiv am reinsten in seiner „Chemex“-Kaffeemaschine aus, die von ihrer ersten Vermarktung Anfang der 1940er Jahre an die Autorität der Wissenschaft als Verkaufsinstrument nutzte, indem er das Produkt als „die Art und Weise der Kaffeezubereitung des Chemikers“ beschrieb und die Qualität seines Produkts in der Sprache des Labors ausgiebig diskutierte: „Der Trichter der CHEMEX schafft ideale hydrostatische Bedingungen für die einzigartige… Chemex-Extraktion“. Schlumbohms einzigartiger Brüher, ein einzelnes Pyrex-Gefäß, das so geformt war, dass es einen firmeneigenen Filterkonus aufnahm, ähnelte nichts weiter als einem Stück Laborausrüstung und wurde überraschenderweise eine Zeit lang in dem ansonsten stark automatisierten, technikbesessenen Haushalt der 1950er Jahre populär.

Kaffeemaschine Tipps

In späteren Jahren begannen die Kaffeemaschinen mehr und mehr standardisierte Formen anzunehmen, die mit einer starken Zunahme des Produktionsumfangs einhergingen, der erforderlich war, um die Verbrauchernachfrage der Nachkriegszeit zu befriedigen. Kunststoffe und Verbundwerkstoffe begannen Metall zu ersetzen, insbesondere mit dem Aufkommen neuerer elektrischer Tropfkaffeemaschinen in den 1970er Jahren. In den 1990er Jahren führte die Nachfrage der Verbraucher nach attraktiveren Geräten als Ergänzung zu teuren modernen Küchen zu einer neuen Welle neu gestalteter Kaffeemaschinen in einer größeren Auswahl an verfügbaren Farben und Stilen.

Video: Kaffeemaschine oder Handfilter

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