เรามีแนวคิดในการเลือกเครื่องเอสเปรสโซคร่าวๆ แล้ว สำหรับมือใหม่ควรทำความเข้าใจกลไกหรือไฮโดรลิกของเครื่องเอสเปรสโซสักเล็กน้อย โดยเฉพาะระบบแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งเป็นระบบที่ใช้กันกว้างขวางที่สุด
จากไดอะแกรมข้างบนนี้ จะเห็นว่าภายในเครื่องเอสเปรสโซระบบแลกเปลี่ยนความร้อนนั้น มีส่วนประกอบสำคัญอย่างน้อย 2 ส่วนคือ หม้อต้มน้ำ (ที่เห็นกลมๆ ลูกใหญ่) และ ปั้มน้ำ
หลักการทำงานของเครื่องแบบนี้ง่ายมาก คือในหม้อต้มน้ำจะมีฮีทเตอร์คอยต้มน้ำให้ร้อนประมาณ 115-120 องศาเซลเซียส ซึ่งจะทำให้เกิดความดันในหม้อต้มราว 0.7-1.2 บาร์ โดยจะสอดกระบอกทองแดงเปล่าๆ ไว้ภายใน และเชื่อมต่อกระบอกนี้ไปยังหัวกรุ๊ปชงกาแฟ การชงกาแฟแต่ละครั้งจะเริ่มจากเมื่อเรากดปุ่มทำกาแฟ ปั้มน้ำจะดูดน้ำจากแหล่งน้ำเข้ามา(ที่เห็นเป็นเส้นสีฟ้า) แล้วอัดเข้าไปในกระบอกซึ่งฝังตัวอยู่ในหม้อต้มน้ำดัวยความดันประมาณ 9 บาร์ น้ำที่ถูกอัดเข้ามาจะรับความร้อนจากภายในหม้อต้ม ทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว จนเมื่อเดินทางมาถึงที่หัวกรุ๊ปชงกาแฟน้ำเหล่านี้จะมีอุณภูมิสูงถึง 90 C ซึ่งสามารถชงกาแฟเอสเปรสโซได้พอดี
ที่เรียกว่าแลกเปลี่ยนความร้อนนั้น น่าจะเนื่องจากน้ำที่เราใช้ชงกาแฟไม่ได้ถูกต้มโดยตรง แต่เราไปต้มน้ำอื่นก่อนแล้วค่อยเอาความร้อนนั้นมาทำให้น้ำชงกาแฟร้อน
จะเห็นว่าไฮโดรลิคแบบนี้เรียบง่าย สะดวกสบาย หากต่อท่อออกมาจากหม้อต้มจะให้ไอน้ำสำหรับอุ่นนม และน้ำร้อนสำหรับชงชาหรือกาแฟอเมริกาโน่ ซึ่งเราสามารถใช้งานไปพร้อมๆ กันได้ทั้งสามส่วน คือชงกาแฟ สตีมนม และปล่อยน้ำร้อนไปด้วย
นอกจากนี้ยังเชื่อว่าน้ำที่ใช้ชงกาแฟนั้นเป็นน้ำที่สดใหม่ทุกครั้ง และอุณหภูมิไม่เคยถึงจุดเดือด ว่ากันว่าให้น้ำที่ “หวาน” และทำเอสเปรสโซได้อร่อยกว่า อีกทั้งน้ำชงกาแฟยังไม่ต้องสัมผัสกับฮีทเตอร์จึงไม่มีปฏิกริยาเคมีบางอย่างที่เราไม่ต้องการ
ความเข้าใจในระบบแลกเปลี่ยนความร้อนนี้จะนำมาซึ่งความเข้าใจในเรื่องอื่นๆ อีกหลายประการ เช่นเราสามารถเห็นได้ชัดเจนว่าอุณหภูมิของน้ำที่ใช้ชงกาแฟนั้นมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิในหม้อต้มน้ำโดยตรง เสถียรภาพของอุณหภูมิน้ำชงขึ้นกับเสถียรภาพของอุณหภูมิในหม้อต้ม เราจึงสังเกตได้ว่าเครื่องเอสเปรสโซสำหรับใช้งานหนักนั้นจะมีหม้อต้มน้ำขนาดใหญ่ และมีฮีทเตอร์ต้มน้ำที่กำลังสูงตามกันไป ทั้งนี้ก็เพื่อให้สามารถรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิได้ดีกว่า แต่ทั้งนี้ยังขึ้นอยู่กับการออกแบบในส่วนอื่นๆ ที่เหลือด้วย ที่จะสามารถทำให้การชงมีความสม่ำเสมอที่สุด เรื่องนี้ผู้ผลิตแต่ละรายจึงอาจสามารถผลิตเครื่องที่มีประสิทธิภาพได้แตกต่างกันไป
นอกจากนี้การที่กระบอกแลกเปลี่ยนความร้อนฝังอยู่ในหม้อต้มน้ำซึ่งมีอุณหภูมิสูงมาก ดังนั้นการชงกาแฟจากเครื่องลักษณะนี้เราจะต้องไล่น้ำก่อนชงเสมอ (ที่เรียก cooling flush) เนื่องจากในขณะที่เครื่องไม่ถูกใช้งานนั้นจะมีน้ำจำนวนหนึ่งค้างอยู่ในกระบอกแลกเปลี่ยนความร้อนทำให้น้ำเหล่านี้มีอุณภูมิสูงเกินไป หากไม่ไล่ออกก่อนจะทำให้กาแฟที่สกัดได้มีลักษณะของการถูกสกัดมากเกินไป เช่นขมไหม้ มีกลิ่นควัน ต่อเมื่อมีการใช้งานต่อเนื่องไปเรื่อยๆ ความจำเป็นในการไล่น้ำทิ้งจึงลดความสำคัญลงไป
Posted in 
Tags: 
[...] โดยเฉพาะ “เครื่องแบบแลกเปลี่ยนความร้อน” ที่ใช้เป็นส่วนใหญ่ในท้องตลาด [...]
เข้าใจผิดมาตลอดนะเนี่ย นึกว่าต้มแล้วไหลออกมา
แต่ถ้าเป็นเครื่อง lever นี่ก็อีกอย่างนึงนะครับ
โดยเฉพาะระบบแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งเป็นระบบที่ใช้กัน”กว้างขวางที่สุด”
This is a new news today as I thought double boiler is.
ถ้าคุณ bobฯ คุ้นเคยกับพวกอเมริกันอาจทำให้คิดอย่างนั้นได้ครับ เพราะสตาร์บัคเอามาซ๊อคโก้ไปใช้ทุกสาขาในช่วงเริ่มต้น ด้วยเหตุที่เป็นเครื่องทำมือคุณภาพสูง และเป็น double boiler จึงช่วยให้สตีมได้โดยไม่ต้องห่วงการชง เนื่องจากตลาดอเมริกันดื่มกาแฟนมเยอะกว่า
ในขณะที่อิตาลีใช้ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นหลักมาเกือบร้อยปีแล้ว เพราะเขาไม่ห่วงเรื่องสตีมสักเท่าไหร่ เน้นเอสเปรสโซกันมากกว่า
ผมชอบภาพประกอบอ่ะครับคุณวุฒิ
วาดเองหรือเปล่าครับ
เท่ดี
วาดเองครับ ใครเอาไปใช้ขอเครดิตด้วยนะครับ
เข้ามาชอบ ภาพประกอบด้วยคนครับ..
“ในขณะที่อิตาลีใช้ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นหลักมาเกือบร้อยปีแล้ว เพราะเขาไม่ห่วงเรื่องสตีมสักเท่าไหร่ เน้นเอสเปรสโซกันมากกว่า”
Wow! This one is even more interesting and thank you very much.
Aussie/NZ boast the “tradition” of the espresso culture from Italy and milk drinks from cafés/coffee bars with their roots there were kinda let down for me vs. drinks served by those with little/no exposure to the area, IMHO
Khun Vudh’s comment explains a lot about the emphasis on espresso.
Or it’s just a coincident!
ภาพประกอบแนวแต่ดูง่ายดีครับ
ขอบคุณครับ
เพิ่งจะเข้าใจระบบ HX ก้อคราวนี้ วาดภาพประกอบได้เห็นภาพเลยครับ
ขอบคุณความรู้ดีๆครับ
ได้ความรู้เพิ่มขึ้นอีก ขอบคุณครับ
ขอบคุณมากสำหรับความรู้ครับ
ปล.ภาพประกอบสวยดีครับชอบที่ให้สีกับน้ำที่ผ่านท่อจากสีฟ้าไล่ไปเป็นสีแดง
ถ้ากลับภาพให้ทิศทางไหลของน้ำจากซ้ายไปขวาจะดูเข้าใจได้เร็วขึ้น หรือใส่ลูกศรประกอบทิศทางของน้ำก็ได้ครับ ^^
สงสัยครับว่าระบบนี้มันคุมอุณหภูมิน้ำไปที่กาแฟอย่างไร เพราะ
- ถ้าเกิดน้ำที่เข้าปั้มอุณหภูมิร้อนหรือเย็นกว่า 25 C น้ำออกไปที่กาแฟมันก็เปลี่ยนแปลงไปด้วยหรือเปล่าครับ เพราะอัตราการไหลของน้ำมันคงจะคงที่ (ระยะเวลาที่น้ำจะแลกเปลี่ยนความร้อนก็จะคงที่) แบบนี้ต้องคุมอุณหภูมิน้ำเข้าด้วยถึงจะดีใช่มั้ยครับ
- แล้วมันคุมอุณหภูมิน้ำไปที่กาแฟได้อย่างไงอ่ะครับ ถ้าเราบดละเอียด น้ำผ่านช้าก็จะทำให้อุณหภูมิน้ำมันอาจจะเกิน 94 c ก็ได้เพราะเวลาในการแลกเปลี่ยนความร้อนมันมากขึ้น ถ้าบดหยาบผลลัพท์ก็ตรงข้ามกัน ผมเข้าใจถูกหรือเปล่าครับ
แล้วมีกลไกการทำงานของเครื่องที่ไม่ใช่ Hx หรือเปล่าครับช่วยแนะน้ำด้วยครับ เช่นรุ่น Rancilio New Silvia
ขอบคุณครับ
มือใหม่ ไม่ค่อยมีความรู้ครับ
ผมไม่ได้เข้าใจหลักเทอโมไดนามิกอย่างละเอียดนะครับ แต่เท่าที่ทราบมาสำหรับเครื่องเอสเปรสโซแบบแลกเปลี่ยนความร้อน การควบคุมอุณหภูมินั้นอยู่ที่การออกแบบของผู้ผลิต โดยหัวกรุ๊ปจะมีส่วนสำคัญในเรื่องนี้ การที่ทำจากทองเหลืองซึ่งมีน้ำหนักมากในขณะที่น้ำสำหรับชงกาแฟที่ไหลผ่านโดยทั่วไปมีปริมาณเพียง 2ออนซ์(ต่อดับเบิ้ลช็อต)เท่านั้น น้ำที่ไหลผ่านมาที่หัวกรุ๊ปหากเย็นกว่าเล็กน้อยหัวกรุ๊ปจะถ่ายความร้อนชดเชยให้ หากน้ำที่ผ่านมาร้อนกว่าเล็กน้อย หัวกรุ๊ปจะช่วยระบายความร้อนที่เกินออกไป ในการใช้งานตามความเป็นจริง(คือที่ตั้งของร้านกาแฟส่วนใหญ่ในโลก) น้ำที่เข้ามาในเครื่องไม่ได้มีอุณหภูมิขึ้นลงหรือกระเพื่อมมากมายและก็ไม่ได้เป็นน้ำที่เย็นจัดหรือร้อนจัด การออกแบบเท่าที่เคยเห็นมีทั้งเชื่อมหัวกรุ๊ปเข้ากับกระบอกแลกเปลี่ยนความร้อนโดยตรง(ดังในรูปด้านบนนี้) หรือใช้วิธีหมุนน้ำกลับเข้ามาในบอยเลอร์อีกทีที่เรียกเทอร์โมไซฟอน(นิยมใช้กับหัวกรุ๊ปแบบ E61)ไม่ว่าจะเป็นแบบใดมีจุดประสงค์เพื่อให้ความร้อนจากหม้อต้มไหลไปมากับหัวกรุ๊ป เพื่อให้อุณหภูมิของทั้งระบบมีเสถีียรภาพที่สุด อุหภูมิของน้ำชงขึ้นอยู่กับอุณภูมิของหม้อต้มซึ่งเชื่อมต่อกับหัวกรุ๊ป ดังนั้เนหากร้านกาแฟของเราตั้งอยู่ในที่ที่น้ำในท่อไม่ได้มีความแปรปรวนอะไรมากจึงไม่น่ามีปัญหากับเสถียรภาพของอุณหภูมิน้ำชง ในแง่นี้ส่วนตัวผมจึงไม่ค่อยเห็นความจำเป็นเรื่อง PID เท่าใดนักเพราะเชื่อว่าหากฮีทเตอร์มีกำลังมากพอแล้ว แม้จะใช้ pressure stat ควบคุมก็ยังน่าจะให้อุณหภูมิน้ำชงที่สม่ำเสมอได้ เพราะความร้อนที่ไหลไปมามีการชดเชยกันได้บ้างอยู่แล้ว โดยเฉพาะถ้าระบบถูกออกแบบมาดีพอ(สังเกตบางเครื่องมีความร้อนสะสมน้อยมากจนไม่ต้องทำ cooling flush)
ส่วนผลกระทบจากการชงทั้งน้ำหนักการกด ความหยาบละเอียด รวมถึงปริมาณกาแฟที่ใช้ ซึ่งมีผลกระทบต่อลักษณะการไหลของเอสเปรสโซ ย่อมมีผลกับอุณภูมิแน่นอน แต่โดยทั่วไปการใช้กาแฟละเอียด กดหนัก กาแฟมาก ส่งผลให้น้ำไหลช้า กาแฟมีเวลาซับอุณหภูมิของน้ำมากกว่าอุณหภูมิของน้ำกาแฟที่ได้อาจต่ำกว่า ตรงข้ามถ้าน้ำไหลผ่านเร็วหมายถึงน้ำยังไม่ถูกกาแฟซับความร้อนออกไป น้ำกาแฟในถ้วยจึงอาจมีอุณหภูมิสูงกว่า ในทางปฏิบัติเราจึงขอแค่เข้าใจธรรมชาติคร่าวๆ นี้ แล้วปรับตัวแปรต่างๆ ให้ลงตัวที่สุดกับกาแฟที่เราใช้ จากนั้นจึงพยายามทำซ้ำเพื่อให้ได้รสชาติที่ดีเหมือนเดิมทุกครั้ง เราไม่เปลี่ยนไปมาไปเรื่อยๆ นะครับ
ส่วน silvia นั้นถือว่าต่างกันไปเลย ผมเรียกว่าเป็นแบบหม้อต้มน้ำเดี่ยวหรือ single boiler คืออุณหภูมิน้ำชงจะถูกควบคุมด้วยด้วยเทอร์โมสตัทโดยตรง เช่นตั้งไว้ที่ 90 องศา ฮีทเตอร์ก็จะพยายามรักษาอุณภูมินั้น กรณีนี้หากเทอร์โมสตัทมีประสิทธิภาพต่ำจะทำให้เกิด over shoot หรือ under shoot ได้ ทำให้อุณหภูมิชงไม่มีเสถียรภาพ และด้วยความที่หม้อต้มน้ำมีขนาดเล็กจึงต้องมีน้ำเย็นหมุนเข้ามาเรื่อยๆ หากออกแบบไม่ดีจะยิ่งทำให้ควบคุมอุณหภูมิน้ำชงยากขึ้นไปอีก
ขอบคุณมากเลยครับที่ช่วยอธิบาย
- จริงๆผมคิดว่าเค้าคงออกแบบมาดีแล้วล่ะ เพียงแต่อยากรู้หลักการว่ามันเป็นยังไงน่ะครับ (ขี้สงสัยไปหน่อย 55) ผมยังไม่มีเครื่องเลยไม่รู้จะไปหาดูที่ไหน ตอนนี้ซื้อMoka Pot มาเล่น ว่าจะซื้อเครื่องสักตัวมาใช้เลยศึกษานิดนึงครับ
- Rancilio New Slivia น้ำร้อนต้องมันผัสฮีทเตอร์(ถ้าไม่ได้ใช้ต่อเนื่องน้ำจะผ่านความร้อนมานาน จะไม่ค่อยดี ใช่มั้ยครับ) จะตั้งอุณหภูมิที่ประมาณ 90 c +-(ตั้งได้หรือเปล่าไม่รู้) แล้วใช้ปั้มสร้างแรงดันให้สูงแล้วส่งไปที่กาแฟใช่มั้ยครับ (มันเอาแรงดันสูงมาจากไหน ? มีปั้มหรือไม่)
- Rancilio New Slivia หม้อต้มเล็กผลเดาน่าจะดีในแง่ที่ว่าร้อนเร็ว (แต่ก็เย็นเร็ว)น่าจะประหยัดไฟดี เพราะไม่ต้องทำให้น้ำร้อนจำนวนมากๆ แต่ใช้จริงนิดเดียว หากเราจะชงต่อเนื่องเรารอนิดนึงเพื่อให้น้ำร้อนถึงจุดที่เหมาะสมก่อนที่กลั่นกาแฟ ถ้าเราทำแบบนี้ได้(ใจเย็น)อุณหภูมิน่าจะคงที่ใช้ได้เหมือนกัน ผมเข้าใจถูกมั้ยครับ มองตามหลักกการน่ะครับ ของจริงยังไม่เคยสัมผัส
ปล.เห็นคนเปรียบเที่ยวระหว่าง Oscar กับ Rancilio New Slivia กันเยอะ ผมก็อยากได้มาเล่นมั่ง อาจจะใช้ลองขายก็ได้(ดูใจตัวเองว่าชอบจริงหนือเปล่า) หรือจะข้ามไปเล่น Astoria Compact CKXR ก็กลัวหากไม่ได้เปิดร้านขายจะเสียของเปล่า ถ้าพี่พอมีเวลาช่วยแนะนำด้วยครับ ถ้าไม่ว่างก็ไม่เป็นไรนะครับ เกรงใจครับ.
- ระบบ Hx ความร้อนไม่สะสมที่หัวกรุ๊ปเวลาไม่ได้ใช้งานต่อเนื่อง มันทำยังไงความร้อยถึงไม่สะสมอ่ะครับ ถ้าเอาน้ำหมุนเวียนจากหัวกรุ๊ปกลับเข้าไปที่หม้อต้มซึ่งร้อนตั้งร้อยกว่าองศา แบบนี้ก็ไม่ได้ระบายความร้อนออก ใช่หรือเปล่าครับพี่
- หัวกรุ๊ปมันเอาความร้อนมาจากหม้อต้ม แต่หม้อต้มเค้าตั้ง T ใว้สูงตั้ง 100 กว่าๆ แบบนี้หัวกรุ๊ปมันจะไม่ร้อนเกินไปหรือครับ ถ้าน้ำชงกาแฟไหลเข้ามาที่ 94 แต่หัวกรุ๊ป T อยู่ร้อยกว่าๆ น้ำชงกาแฟก็จะร้อนเกินไปเพราะได้ความร้อนจากหัวกรุ๊ปเสริมเข้าไปอีก ผมเข้าใจผิดหรือเปล่าครับ.
เป็นเรื่องการออกแบบนะครับ โดยทั่วไปหัวกรุ๊ปจะทำตัวเหมือนฮีทซิงค์ด้วยคือระบายความร้อนที่เกินออกไป และถ่ายความร้อนกลับมาให้ถ้าในกระบอกแลกเปลี่ยนความร้อนมีอุณหภูมิต่ำลง ระบบเทอร์โมไซฟอนส่งน้ำมาที่หัวกรุ๊ปเพื่อให้ระบายความร้อนของกระบอกแลกเปลี่ยนความร้อนออกเมื่อเย็นลงจึงหมุนกลับไปในหม้อต้ม ระบบจึงค่อนข้างปิดไม่ต้องเติมน้ำเข้าไปในหม้อต้มบ่อยๆ และอย่างที่บอกคือความร้อนจะไหลไปไหลมามีความการชดเชยกันตลอดเวลาทำให้เกิดความสมดุลย์และเสถียรภาพได้
น้ำชงมาจากกระบอกแลกเปลี่ยนความร้อนมันยังไม่ถึง 94 ดีนี่ครับ มันจะถึงพอดีเมื่อผ่านหัวกรุ๊ป 94 คือ 94 ที่สัมผัสกาแฟนะครับไม่ใช่สัมผัสหัวกรุ๊ป และถ้าอยากให้ร้อนน้อยกว่านี้ สมมติว่าเป็น 92 เราก็ไปลดอุณหภูมิในหม้อต้มลงโดยลดความดันหม้อต้มลง
แหล่ม… ขอบคุณคร้าบบบบ.
เครื่องดีๆแบบที่ไม่ใช่ระบบแลกเปลี่ยนความร้อน(หรือใช่) เช่น Speedster La Marzocco Synesso เห็นว่าไม่มีปัญหาความร้อนสะสมเวลาไม่ได้ชงต่อเนื่อง(ไม่ต้องไล่น้ำทิ้งก่อนชง) มันมีการทำงานแตกต่างจากระบบ Hx และแบบหม้อต้มจ่ายน้ำตรงไปที่กาแฟอย่างไรครับ ทำไมมันถึงไม่มีความร้อนสะสมอ่ะครับ
รายละเอียดไม่ทราบนะครับ แต่หลักการคร่าวๆ คือหม้อต้มสำหรับชงแยกออกมาต่างหาก ลักษณะน่าจะคล้ายๆ กับของ silvia แต่ไม่ใช้ทำสตีม ในขณะที่การคุมอุณหภูมิใช้ PID ควบคุมเพื่อลด over shoot และ under shoot ทำให้อุณหภูมิเรียบกว่า แต่ต้องอย่าลืมว่าการออกแบบในรายละเอียดที่ต่างกันทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องที่ว่ามานั้นต่างกันทั้งหมดไม่ใช่ว่าเป็นมัลไทบอยเลอร์แล้วจะดีเหมือนกันทั้งหมด หรือดีกว่าฮีทเอกซ์เชนจ์ไปเสียทั้งหมด ต้องเทียบกันเป็นรุ่นๆ ไป
และบางทีต้องระวัง เพราะระบบนี้ในบางเครื่องบางรุ่นหากไม่ได้ชงนานๆ น้ำอาจจะ “เย็น” กว่าปกติ กลายเป็นว่าต้องฟลัชเพื่อให้ฮีทเตอร์ทำงานอุณหภูมิจึงจะกลับเข้าสู่ภาวะปกติ
ขอบคุณนะครับ..
สวัสดีครับ คุุณวุฒิ
พอดีอยากรู้เรื่องเครื่องชงกาแฟ Search กลับมาเจอที่ตัวเองเคยถาม อ่านคำถามของตัวแล้วยังจำไม่ได้เลย 555 จนทุกวันนี้ผมยังไม่เคยจับเคยใช้เครื่องชงกาแฟเลยซักนิดเดียว อยากรู้ว่ามันจะดีกว่าเครื่องชงไทยประดิษฐ์ถูกๆ ของเรามากน้อยแค่ (อยากเล่นแต่ยังไม่มีงบ…แหะๆ)
ถึงวันนี้ขายกาแฟมาได้ 3 ปีแล้วครับ ทำที่ชงกาแฟขึ้นมาเองครับ ไม่ใช้ไฟฟ้าใช้แรงงานล้วนๆทุกขั้นตอน มีปัญหากับกาแฟแทบจะทุกวัน แก้ไปเรื่อยๆ เพลินบ้างเครียดบ้าง
ว่างๆ ถ้าผ่านมาแถวๆบางนาขอเชิญมาช่วยชิม ช่วยวิจารณ์ด้วยนะครับ ผมขายอยู่ในหมู่บ้านแฮปปี้แลนด์วิลล์ ซอยลาซาล 32 T.089 666 3268 Handmade กาแฟสด