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幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

update:2014/6/25
還有一些還沒寫,最近太忙了,請期待


因為有很多網友問我
到底義式咖啡機的差異何在?
或入門新手,實在搞不清楚一些名詞

我早就想把我那篇入門義式咖啡文章再做update與改寫
加一些器材的差異比較
但實在忙到沒有時間
正好今天我回覆了某網友的私訊提問
因此把回答也post出來,給有興趣入門的新手參考

此篇文章,我若有時間,會一直改寫到更加完整
然後再加到我那篇文章中
因此或許有一些還沒寫到,或有遺漏之處,請大家給予指教
也請老手不要砲我,這本來就是給新手看的

最重要的是,在網路上發表文章,除了我引用的圖片或文字,屬於各原著作者所有外
其餘文字,我本人擁有著作權
因此請勿隨意抄襲
若要引用,也請得到我的同意
(某有名咖啡館,我就是說你們!!!)


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先簡單從鍋爐講起吧

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某網友提問
想請教一下...熱交換機和鍋爐機的差別是什麼?
各有哪些優缺點?
感謝...
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我想你問的是單鍋爐、熱交換與雙鍋爐機吧?
因為你提的『熱交換』,其實是所謂熱交換鍋爐機
以熱交換鍋爐作為熱水供應來源,因此也是鍋爐機的一種

要先知道,幫浦式義式機是以幫浦供應壓力
而以鍋爐煮水,以供應熱水
因此,鍋爐的設計,關係到熱水水溫的穩定性

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

以上是單鍋爐機的構造(以silvia為例)
只有一個鍋爐,身兼熱水鍋爐與蒸氣鍋爐
-----程序-----
沖煮時,假設溫度設為90度,則加熱至90度,以供應熱水
而轉成蒸氣時,(某些機器的設計)水位降低,把上面空間空出來
然後水燒到100度以上,上方空間就會產生大量蒸氣,作為打奶泡之用

所以,優點是因為只有一個鍋爐,造價便宜,所以是相對便宜的機器
但缺點就是因為只有一個鍋爐,沖煮--蒸氣轉換,常常要等
時間拖長,奶泡打好,可能espresso都涼了
而這種機器因為造價相對便宜,所以常常鍋爐都不是很大
因此溫度的變化也比較不穩定


幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計


以上是熱交換鍋爐
因為上述單鍋爐缺點,所以應該要有一個單獨蒸氣鍋爐來處理蒸氣
但又希望造價不要太高,因此就用熱交換鍋爐

熱交換鍋爐是一個大的蒸氣鍋爐(常常至少都3公升以上,若營業機都達10公升以上)
裡面包著一個小的熱水鍋爐
加熱只在大的蒸氣鍋爐內,把蒸氣鍋爐的水加熱到100度以上來產生蒸氣
而熱水鍋爐就是利用蒸氣鍋爐的100度以上熱水的熱量交換,加熱熱水鍋爐內的水
在一個沖煮程序的固定水流量與流動時間條件下
熱水鍋爐的水都可以加熱到90度以上
因此沖煮時可以供應溫度相對單鍋爐更穩定的熱水
而且因為有蒸氣鍋爐,也不會因為沖煮--蒸氣的轉換造成水溫的波動
造價也不至於太高
但缺點就是無法精確控制熱水水溫
以及若開機後第一次沖煮,或一段時間沒有沖煮,都要先把前端溫度過高的水先放掉
接下來的水,水溫才能比較穩定
也就是很多人用熱交換機,沖煮前都要先放水的原因

雖然如此,卻不要小看熱交換鍋爐
最早商業化的熱交換鍋爐機就是FAEMA的E61
加上所謂『E61沖煮頭』的設計
讓此機成為非常有名的機器
直到現在,還是有許多的專業咖啡店仍然使用此機
一樣能煮出品質非常好的專業咖啡
而前述熱交換鍋爐的缺點之一:無法精確控制熱水水溫
事實上在沖煮時,常常那一、二度的溫度差異
對舌頭不是非常精準的人來說(應該說對90%以上的人來說)
幾乎是喝不出來的
所以到目前為止,各大廠牌很多的營業機依然使用熱交換鍋爐
因此,請不要認為熱交換鍋爐就是較低階或過時設計
而對於一家並非追求極致的咖啡店來說
使用熱交換鍋爐營業機,事實上已經足堪應付了

當然,更進一步的
最好的設計就是雙鍋爐(或營業機會採用多鍋爐)機
兩個鍋爐,各司其職,不互相影響

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

以上就是Expobar Office的設計
(此機還是有涉入一點熱交換的設計,因此水進入熱水鍋爐前,會先經過蒸氣鍋爐做預先加熱
以節省一點電力,但相對的開機時間就會拉長一點
有些機器就沒有這樣的設計)
優點當然就是溫度控制更穩定,沖煮、蒸氣可以同時進行
缺點就是貴

而甚至更追求極致的溫度穩定性,所謂的咖啡三大名機:
Synesso、slayer、strada
都使用了多鍋爐的設計
每一個沖煮頭對應一個沖煮鍋爐,溫度可獨立設定
讓互相之間的影響能更加降低

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

以上就是strada的控制面,可以看出每一個沖煮頭都有一個個別的溫度控制螢幕

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

而上圖是strada GB5的構造圖之一
就可以看出每一沖煮頭都有個別的沖煮鍋爐

說到這裡,我們要回頭談一談鍋爐的材質
一般鍋爐的材質有銅合金(基本上是黃銅)、不鏽鋼與鋁合金
其中保溫性是銅合金>不鏽鋼>鋁合金
而價位也是銅合金>不鏽鋼>鋁合金
重量也是銅合金>不鏽鋼>鋁合金
因此,在較高價位的義式機,都比較會採用銅為主的材質
例如銅合金的鍋爐、管路、沖煮頭與把手
但相對的價位較高、重量也較重
退而求其次,在家用機層次,有些廠商會採用不鏽鋼為材質的鍋爐
不鏽鋼只是保溫性沒有銅合金好
但很多機械性質是不比銅合金差
尤其是耐酸蝕能力比起銅還要好
(只是保溫是鍋爐很重要的重點.....)
所以廠商會儘量大量包覆保溫棉以提高保溫性
在家用、小鍋爐的機型,不鏽鋼或銅的選擇,個人覺得就不是那麼重要
但是營業、大鍋爐的機器,還是以銅合金材質為首選

此外,在更便宜的機器,有些廠商會使用鋁合金鍋爐
但鋁合金材質的耐酸蝕能力就差很多
雖然便宜,但畢竟不能耐久,用了幾年之後還是要更新比較安全

鍋爐的形式,還會看到有一種『鍋爐』,就是所謂的『加熱塊』(thermoblock)

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計
幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

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網友問沖煮頭的設計
所以就來談談沖煮頭


幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

沖煮頭(Group Head),是讓熱水流出的地方
因為義式咖啡的沖煮方式,會有一定壓力
因此沖煮頭有幾個重點
1.因為有壓力,所以把手扣上去一定要形成氣密
因此裡面就有一個墊圈,把手與墊圈要緊密貼合
2.分水網:熱水從鍋爐流出來到沖煮頭後,會經過分水網,形成像花灑的效果
水分布得愈均勻,則落於咖啡粉上,就比較不容易產生局部萃取過多或過少的現象
也就是所謂均勻萃取
除了廠商自己設計外,外面亦有廠商做相容的分水網

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

3.保溫:因為沖煮頭暴露於外,高溫熱水從鍋爐流到沖煮頭時都會降一點溫
這就造成水溫不穩定
所以『保溫』就是廠商設計的重點所在

基本的設計如下,以silvia做範例

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

從鍋爐出來的熱水,經過管路流到沖煮頭,經過分水網流到濾杯與把手

但是可以看到,從鍋爐到沖煮頭,其實有經過一段距離
加上沖煮頭沒有保溫設計,所以熱很容易散失
因此,很多silvia的使用者會改機,其中一個改法就是繞銅管
讓鍋爐的熱水能經過沖煮頭,讓沖煮頭能在某一範圍內不至於降溫太多

因為家用機的鍋爐都不大,因此有廠商想到把鍋爐與沖煮頭黏在一起
因此管路距離縮短,且可以靠著鍋爐的熱傳導來保持沖煮頭溫度
例如Gaggia的家用機Classic或Baby等,以及台灣的GEE都是如此

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

GEE的鍋爐與沖煮頭黏在一起(from:宏大咖啡)

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

當然,這是家用機的範疇,所以要求不太多
但是其實這個問題早在1950年代就有人注意到了
因此,有一家有名的咖啡機製造商FAEMA,製造了一台有名的機器於1961年推出
被命名為E61

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

E61這台機器做了兩個劃時代的設計
第一就是熱交換鍋爐,前面已經敘述了
第二就是E61沖煮頭

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計



幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

以上是E61頭的內部構造圖

(待續.................)




以Synesso來說,可以參考咖啡藏鏡人的網誌
基本上,這樣的paddle控制,大部分還是用類似e61頭的柱塞開關,機械式的控制流出
但synesso用的是內部有一個沖泡電磁閥來控制出水
因此要控制預浸與沖泡,就有兩個微動開關
第一道,碰到第一個開關,則電磁閥開,產生常壓流出預浸
第二道的微動開關,則開啟幫浦,產生沖泡
好處是反應快、明確,不像柱塞開關還有要開不開的階段
但是,缺點當然就是貴、還有多一個會壞的地方

至於Strada的Paddle,你可以參考(不過這是LM的機械式Paddle,若為Stada EP,則應該不同)
http://www.home-barista.com/espresso-machines/la-marzocco-gs3-and-strada-paddles-t18552.html
我還沒時間看
有時間翻譯給大家看看
還是有哪位英文不錯的網友先幫忙一下


補充:我凌晨4:30看了一下LM的機械式paddle運作
影片已經非常清楚
利用Paddle連接螺桿,轉動時螺桿會上下
螺桿中間有三個O-ring隔開兩個空間(section)
利用螺桿中間的流道上下產生預浸、沖煮與洩壓
幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計

看起來與一般E61頭有類似設計

幫浦式義式咖啡機的差異--構造與設計


好處:可以達成預浸與沖煮
壞處:O-ring會老化。
基本上還是利用類似E61設計,所以還是會有反應慢的問題
(但其實反應已經很快了,雖說Synesso用電子控制,但,基本上兩者一般而言幾乎感覺不出來差異)




2014-05-22 18:37 發佈
好棒的文章,剛好小弟最近也在煩惱到底要買熱交換還是雙鍋爐的expobar,看完後目標更明確了,謝謝!

mechtec wrote:
因為有很多網友問我到...(恕刪)

哈!終於搞清楚了,感恩!

我的咖啡機還沒到,要到6月底,雙鍋爐的!
網路上我看不到您,但我會在我的回應留言中看到我自己。
小豆大的圖文解說好詳細…
讓我這新手獲益良多…^_^
哈哈 謝謝大大 5分奉上 用簡潔字句讓我很快了解鍋爐的差異


家用義式機器的等級, 大概有以下幾種. 我們以鍋爐形式為中心點來分類.
1. 以蒸氣為動力. 大約1000-2000元. 嚴格來說, 這無法算是義式咖啡機. 完全無法煮出CREMA.
2. 以幫浦為動力的單鍋爐咖啡機. 打奶泡及煮咖啡是用同一個鍋爐. 這種機器當你想要搞一杯拿鐵, 很費時間. 久了你就沒勁了. 但是如果你好好煮, 用心研究, 這種機器到是可以煮出品質不錯的ESPRESSO, 也可以給你滿意的CREMA.
3. 高階單鍋爐的機器. 像知名的 SILVIA. 雖然用SILVIA做拿鐵, 也是惡夢一場. 但是SILVIA 料好實在, 如果用心, SILVIA 可以做出和動輒20幾萬的大型咖啡機的 濃縮咖啡品質. 即使是SILVIA, 也無法一邊煮咖啡, 一邊打奶泡. 這種級距的咖啡機 約1.8萬 - 2.6萬之間. 黃銅打造的鍋爐容量約300C.C.如果我推薦的話, 我是推薦至少從這個級距起跳. 1&2 我不推薦. SILVIA料好實在, 重達高達14公斤.
4. 家用熱交換(HX)機搭配震動是幫浦. 這個熱交換系統, 就是一個分水嶺了. 只要一台咖啡機, 沒有雙鍋爐(並非像 GAGGIA BABY TWIN 那種"偽" 雙鍋爐. 一台28000左右)或者是熱交換系統. 那這台家用咖啡機, 無論如何也不能稱做 "高階" 家用機. 一台"玩家級"的咖啡機. 一定至少要是熱交換系統. 這種機器, 大概4.5-6萬左右. 鍋爐容量約1.5-2公升. 此種級距的咖啡機往往已經重達20公斤.
5. "極高階"家用咖啡機. 這種機器, 不是雙鍋爐, 就是熱交換. 除此之外, 還要搭配營業級機器的 迴轉式幫浦. 採用自統進水, 自動排水. 除了鍋爐容量及產量輸給專業營業機種. 做出來的東西, 跟營業機是一模一樣. 這個級距的機器大概 7-8萬起跳. 鍋爐容量 2-3 公升
6. 再來就是專業咖啡機的領域了. 如果你看規格, 營業機的鍋爐容量動輒15公升. 真是嚇死人. 擺在家裡用, 也太大才小用了. 而且, 熱機是要熱多久. 熱到上班都快來不及出門了, 還沒熱好. 更不用說SIZE, 擺一台在家裡, 你家裡可能要是豪宅才行.

大家都覺得奇怪, 為何義式咖啡的家用機的選擇很少.我指的並不是家電大廠出的咖啡機 . 而是義大利專業品牌(例如 FAEMA), 往往相當漠視家用的咖啡機市場. 他們漠視就算了, 別的家電大廠也很不爭氣, 家電大廠(例如百齡)做出來的東西, 往往設定有誤, 而且用料廉價. 義式咖啡是個相當"科學"的東西, 而且極為敏感. 你用廉價塑膠製作的簡陋咖啡機, 就想讓咖啡榨出100%的香醇CREMA, 真的不容易. (不容易, 但不是不可能!)


如果你是一個對咖啡有熱情. 咖啡是你畢生的興趣, 那找一台4以上 等級的機器就可以. 像我就是找了一台4等級的BZ09. 再往上的話. 體積過於龐大, 我廚房的空間不允許. 至於品質. 如果有心的話, 等級4以上的, 做出來的東西也不會讓你失望.
用Silvia做一杯拿鐵
的確是要花一點時間
其實萃完ESP後 最多也在等三分鐘就可以打奶了阿
用噩夢一場會嚇到新手拉


keating26 wrote:
家用義式機器的等級,...(恕刪)
mbantust35 wrote:
其實萃完ESP後 最多也在等三分鐘就可以打奶了阿...(恕刪)

1100W的機器,加熱器算1000W好了
僅300cc的鍋爐,從沖煮完到可以打蒸氣竟然要3分鐘?
差不多
以我使用的例子
萃取完後沒多久
加熱燈亮起至燈滅約1M
蒸氣燈亮起後1分40秒開始打

重點是沒到噩夢一場阿

bakafish wrote:
1100W的機器,扣...(恕刪)
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