Cơ chế hoạt động của cụm chiết xuất trên máy pha Espresso FAEMA E61

Nội Dung Chính

Máy pha cà phê espresso FAEMA E61 là đại diện cho một bước tiến vượt bậc trong việc pha cà phê Espresso. Đây là chiếc máy đầu tiên kết hợp một máy bơm điện, sử dụng một khối kim loại nguyên khối để ổn định nhiệt độ tại cụm chiết xuất và cho phép làm ướt cà phê với áp xuất thấp trước khi pha (một lần nữa, chúng ta đang nói đến preinfusion).

Trong sơ đồ bên phải (Hình 1), cụm chiết xuất E61 đang ở vị trí tắt. Toàn bộ cụm chiết xuất được kết nối với nước nóng (đầu vào từ mũi tên đỏ), có một khe để lắp tay pha ở bên phải và có một ống xả ở phía dưới (mũi tên màu xanh) để thoát nước sau khi chiết xuất.

Quá trình chiết xuất được điều khiển bởi một trục cam (6). Nói một cách đơn giản đây là một miếng kim loại hình bầu dục được điều khiển bằng cần gạt để ép vào các van (số 16 và 22) ở hai phía – trên và dưới của buồng chứa nước. Nước nóng đi vào từ bên trái, làm đầy khoang chứa bên trong buồng chiết xuất, sau đó nước đi qua một van tiết lưu (2) ở phía trên vào khoang trung tâm. Trong thời gian chờ (Hình 2), nước được ngăn không cho chảy sang các khu vực khác hơn bởi một vòng đệm (5), vòng đệm này được giữ cố định bằng một lò xo (18).

Trong minh họa bên dưới (Hình 3 – góc nhìn từ trên xuống), trục cam được gắn vào một cần gạt ở bên cạnh để điều khiển quá trình chiết xuất. Khi cần gạt hướng xuống, cụm chiết xuất ở trạng thái tắt.

Để bắt đầu pha cà phê, nhân viên pha chế nâng cần gạt lên (Hình 4). Thao tác này làm quay trục cam để nó đẩy van (5) mở ra, cho phép nước chảy vào khoang trung tâm. Nước bắt đầu đi qua đường dẫn (4) sau đó chảy vào cà phê/ Đồng thời, vì trục cam không còn ép vào van bên dưới (22), các vòng đệm (7) đã ở chế độ mở, tuy nhiên chúng vẫn khép kín bởi các lò xo bên dưới.

Một khi khoang trung tâm và không gian phía trên cà phê được đổ đầy nước, áp suất bắt đầu tăng lên (Hình 5). Khi áp lực nước đạt đến 1.5 bar, nó sẽ đẩy vòng đệm (7) bên dưới mở ra và nước bắt đầu rò rỉ vào khoang chứa bên dưới (9), khoang chứa này còn được gọi là preinfusion chamber, vì nó có tác dụng trì hoãn áp suất trong một vài giây trước khi áp suất đầy đủ nén lên lớp cà phê – tương tự như cơ chế trên cỗ máy đòn bẩy của Gaggia.

Áp suất trong giai đoạn này vẫn ở mức 1.5 bar cho đến khi nước làm đầy hoàn toàn khoang chứa bên dưới. Khi khoang chứa được làm đầy, áp suất sẽ tiếp tục tăng lên. Theo bằng sáng chế ban đầu của Ernesto Valente, vòng đệm dưới cùng (10) sẽ mở ra nếu áp suất vượt quá 7 bar. Cơ chế này sẽ hoạt động như một loại van quá áp, giải phóng áp suất nước dư thừa qua ống xả bên dưới.

Sau khi pha xong, nhân viên pha chế đưa cần gạt về vị trí ban đầu (Hình 6). Trục cam quay lại vị trí cũ, vòng đệm (5) đóng lại để nước không tiếp tục đi vào cụm chiết xuất. Ở vị trí này, cam sẽ mở các van dưới cùng (22), giải phóng nước dư thừa qua ống xả. Thiết kế ban đầu của FAEMA E61 cho phép điều chỉnh áp suất preinfusion trước khi pha và áp suất pha bằng cách thay đổi độ nén của hai lò xo giữ các vòng đệm phía dưới.

Thời gian làm đầy khoang chứa bên (thời gian preinfusion) có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi kích thước của khoang chứa và van tiết lưu phía trên. Ngoài ra, chốt ở trên cùng của cụm chiết xuất được thiết kế để cho phép nhân viên pha chế có thể tháo van tiết lưu nếu nó bị tắc.

Vào năm 1970, một lần nữa Giuseppe Bambi từ La Marzocco đã phát triển máy Espresso GS, dòng máy với hai nồi hơi đầu tiên, trong đó một nồi hơi chuyên dụng cho việc lấy hơi nước (hấp sữa) và một nồi hơi dành riêng cho việc chiết xuất. Thiết kế nồi hơi kép cho phép ổn định nhiệt độ tốt hơn nữa và tăng thêm thể tích. Từ lúc này thiết kế máy nhiều nồi hơn gần như đã trở thành cơ sở tiêu chuẩn cho các máy pha cà phê Espresso hiện đại. Tuy nhiên, cần lưu ý là từ năm 1959, Faema cho ra đời loại máy được trang bị hai nồi hơi tên Termo Riscaldamento Regolato (viết tắt là TRR) nhưng nó không thành công về thương mại như các máy GS của La Marzocco.

Đặc điểm nổi bật khác của La Marzocco GS (trong đó GS là viết tắt của “Gruppo saturo” trong tiếng Ý, hay “group head saturated” trong tiếng Anh) nghĩa là đầu chiết bão hoà, đây là một group head(*) được hàn trực tiếp vào một nồi hơi riêng biệt. Bằng cách này, cụm chiết xuất được bão hòa hoàn toàn với nước nóng trong nồi hơi, giúp ổn định nhiệt độ tốt hơn.

Do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử trong vài thập kỷ qua, máy pha cà phê Espresso ngày nay trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Các thiết bị “super-automatic” hoàn toàn tự động là bước phát triển tiếp theo của máy Espresso, chúng có thể xay, định lượng và pha cà phê tự động, tạo ra cà phê Espresso hoàn chỉnh chỉ bằng một nút bấm – do đó loại bỏ sự cần thiết của một nhân viên pha chế được đào tạo.

Chắc chắn còn một vài bước khác trên con đường tiến tới máy Espresso ngày nay, trên đây là những phát triển tiêu biểu trong lịch sử mà chúng tôi có thể đề cập. Trải qua hơn một thế kỷ, máy pha cà phê Espresso đã được cải tiến mạnh mẽ cả về công thái học, công nghệ và thiết kế, với các bộ cảm biến, điện tự động, và vi xử lý, v.v… Nhưng đối với cà phê, vai trò của thiết kế, khoa học và công nghệ chưa bao giờ là đủ.

Lịch sử của máy pha cà phê Espresso rất lâu đời và phức tạp, nhưng những gì nó làm được cho cà phê thì hoàn toàn ngược lại. Nó cho phép sản xuất nhanh chóng một tách cà phê đậm đặc, thơm ngon. Trong phần tiếp theo của cuốn sách, chúng ta sẽ tìm hiểu vì sao có thể gọi “Espresso” là biểu hiện tinh tuý của cà phê!

(*) Group head thường được gọi đơn giản là “group” hoặc đầu chiết, cụm chiết xuất. Dù bằng cách gọi nào thì vai trò của bộ phận này là như nhau trên tất cả các máy pha cà phê Espresso. Group head là nơi nước từ nồi hơi được phân phối vào cà phê. Nó hoạt động như một điểm kết nối máy Espresso với bộ lọc hay “portafilter”. Portafilter (đôi khi còn được đánh vần là porta-filter) thường được gọi là bộ lọc hoặc tay pha.

Đây là một phần của máy pha cà phê Espresso có tác dụng giữ các hạt cà phê đã xay (bột cà phê) trước và trong quá trình pha. Portafilter là nơi nước nóng được bơm qua với áp lực lớn để chiết xuất ra cà phê Espresso từ bột cà phê, tại thời điểm này chiết xuất Espresso tiếp tục hành trình xuống đáy của bộ lọc, đi qua vòi rót (spout) phía dưới để vào tách Espresso.

Mặc dù portafilter đã có mặt trên các bằng sáng chế máy Espresso đầu tiên của Luigi Bezzera, được cấp vào năm 1901. Tuy nhiên các đổi mới về group head lại ra đời muộn hơn, ví dụ như group head E61 (trên dòng máy E61) của Ernesto Valente vào năm 1961, hay group head saturated trên dòng máy GS của La Marzocco mà chúng ta vừa đề cập.

Hãy là người đầu tiên chia sẻ bài đăng này!

Bài đăng mới

Độ Kiềm Và Độ pH

Trong môi trường tự nhiên, nước luôn nhận được thêm các ion từ nhiều chất mà nó hòa tan. Nếu nước hòa tan một axit,

Độ Cứng Của Nước

Bây giờ, hãy bắt đầu với hơi nước – trong khí quyển, vì “hơi nước” về cơ bản là H2O tinh khiết, nhưng ngay sau