Das Thermosiphon – Kaffeesiphon

Thermosiphon

Für die Brühgruppe, ein Thermosyphonsystem ist eine Art Heißwasserheizung. Manche Maschinen, z.B. die Haushaltsmaschine Oscar von Nuova Simonelli oder alle mit E61 Brühgruppe haben sie, andere kommen ohne sie aus. Entscheidend dabei ist die Lage der Brühgruppe im Verhältnis zum Kessel. Ist die Brühgruppe direkt unter dem Kessel angebracht, oder in der unmittelbaren Nähe des Kessels angebracht, dann reicht schon die Wärmeleitung des verbindenden Metalls. Wenn allerdings zwischen Kessel und Brühgruppe ein größerer Abstand liegt, dann ist eine gesonderte Beheizung nötig. Eine Warmwasserheizung ist dem Prinzip sehr ähnlich. Aus dem Wärmetauscher zirkuliert Heißwasser, über eine Ringleitung vom Kessel durch Kanäle in der Brühgruppe.

Eine Pumpe ist nicht die treibende Kraft der Zirkulation, es ist schlicht und einfach die Physik. Wegen der größeren Dichte, kälteres Wasser aus der höher liegenden Brühgruppe – das verbrauchte Heißwasser – sinkt es nach unten in den tiefer liegenden Wärmetauscher. Da erhitzt es sich wieder, und steigt aufgrund der nun geringeren Dichte nach oben und verdrängt das kalte Wasser im Brühkopf. Der Wärmetauscher ist mit dem Ringleitungssystem verbunden, der Wärmetauscher bei Maschinen mit Thermosyphonsystem immer schräg eingebaut ist – um Teil der Ringleitung sein zu können.

Eigentlich ist die Idee eines Thermosyphonsystems genial. Es wurde nämlich konstruiert, um in der Gastronomie bei hohem Espressodurchsatz stabile Temperaturen am Brühkopf zu garantieren. Der Brühkopf würde langsam aber sicher abkühlen, wenn man 100 Espresso pro Stunde ziehen würde. Nämlich bei jedem Espresso kommt ein abgekühlter Siebträger plus kalten Kaffeepulvers mit der Brühgruppe in Berührung. Bei Zweikreismaschinen liegt die Kesseltemperatur ständig bei 120°C. Nach einiger Zeit des Stillstandes nimmt das Wasser auch 120°C an. Für die Brühgruppenbeheizung, der Wärmetauscher ist aber das Heißwasserreservoir.

Selbst die Brühgruppe wird wegen des eigenen Wärmeverlustes zwar nicht auf 120°C, aber trotzdem auf eine für Espresso ungesund hohe Temperatur aufgeheizt. Ein Leerbezug ist also nötig vor jedem Bezug, um das überhitzte Wasser aus dem Wärmetauscher und dem Thermosyphon zu ersetzen und den Kopf abzukühlen. Auch bei Zweikreismaschinen ohne Thermosyphon ist ein Leerbezug nach längerem Stillstand nötig, da auch hier ein Wärmetauscher mit zu heißem Wasser vorliegt. Zum Beispiel kann man die Fließgeschwindigkeit im Thermosyphonsystem reduzieren, auf konstruktiver Seite. Zum Beispiel durch einen geringeren Rohrdurchmesser kann das geschehen.

Manche Gastronomiemaschinen bieten die Möglichkeit, mittels einer Reduzierschraube die Fließgeschwindigkeit zu reduzieren und so die Brühkopftemperatur an den Espressodurchsatz anzupassen. Man kann bei Haushaltsmaschinen allerdings nur darauf vertrauen, dass die Ingenieure die Fließgeschwindigkeit für die durchschnittliche Maschinenbenutzung im Haushalt optimiert haben. Reduzierungen werden erst seit ein paar Jahren eingebaut, die sich allerdings nicht einstellen lassen. Die Rohrlänge hat auch einen Einfluss auf die Brüh- und Kopftemperatur, weil sich das Wasser auf dem Weg zum Kopf abkühlt.

Je länger das Rohr ist, desto höher muss der Druck im Kessel sein, um die gleiche Brühwassertemperatur zu erreichen. Durch ein verlängertes Vorlaufrohr kann man so zum Beispiel die Fähigkeit zum Schäumen verbessern, ohne dass der Kaffee verbrennt. Manchmal neigt der Thermosyphon zum Verkalken, wodurch die Brühgruppe und der Espresso nicht mehr richtig heiß werden.

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