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Wie funktioniert ein Kaffeevollautomat?

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Kaffeevollautomat mit Milchystem
Kaffeevollautomat mit Milchsystem

Sie überlegen sich, einen Kaffeevollautomaten anzuschaffen und haben sich gefragt, wie die vollautomatisierte Produktion von Kaffeespezialitäten funktioniert?

Kleiner Kaffeevollautomat für den Privathaushalt
Kleiner Kaffeevollautomat für den Privathaushalt
Besonders bei den kleinen, kompakten Gerätetypen ist kaum zu glauben, wie auf engstem Raum der komplette Zubereitungsvorgang verschiedener Kaffeespezialitäten untergebracht werden kann.
Vom Mahlen der Bohnen über das Zuführen in die Brühgruppe, die dosierte Wasserzufuhr, der Brühvorgang, bei manchen Modellen auch noch das Aufschäumen der Milch und schließlich die dosierte Ausgabe.
Dennoch ist die zugrunde liegende Technik dieselbe wie in den größten und aufwendigsten Standgeräten. Wie das alles funktioniert, lesen Sie hier.

Exakt aufeinander abgestimmte Funktionseinheiten

Kaffeevollautomat produziert Latte Macchiato
Kaffeevollautomat produziert Latte Macchiato

Moderne Kaffeevollautomaten arbeiten nach dem Siebträger-Druckverfahren, wie es auch in den chromblitzenden Espressomaschinen der Kaffeebars Anwendung findet.

Dabei wird heißes Wasser unter Druck – in den meisten Fällen etwa 15 bar – durch einen gepressten Kuchen aus fein gemahlenem Kaffeemehl gepresst. Die aus Kaffee und Wasser entstehende Mischung gelangt schließlich durch den Siebträger in die Tasse. Das Druckverfahren erzeugt zusätzlich ein sehr feiner Schaum aus Wasser, Kaffeeölen und Luft, der im ausgegebenen Kaffee nach oben steigt und sich auf der Oberfläche absetzt – die Crema.

Die zweite wesentliche Komponente für eine Reihe italienischer Kaffeearten ist die Milch. Sie wird nicht wie beim Filterkaffee in flüssiger Form zugefügt, sondern als Milchschaum.

Das Aufschäumen kann entweder manuell durch eine Aufschäumdüse erfolgen oder ebenfalls automatisch durch eine integrierte Aufschäumeinheit. In beiden Fällen wird heißer Wasserdampf durch die Milch gepresst, um aus Milch und Luft zusammengesetzte Luftblasen zu bilden.

Steuerelektronik: das Gehirn des Kaffeevollautomaten

Café mit Crema
Café mit Crema

Für den reibungslosen Ablauf des Zubereitungsprozesses sorgt die Steuerelektronik. Sie regelt alle Abläufe vor und während der Zubereitung und führt zusätzlich eine Reihe von Kontroll– und Einstellroutinen durch.

Das beginnt bereits direkt nach dem Einschalten. Die Elektronik startet den Aufheizvorgang des Durchlauferhitzers, der das Wasser auf Brühtemperatur bringt. Erst wenn der Erhitzer seine Starttemperatur erreicht hat, gibt die Elektronik grünes Licht für die Zubereitung.

Nun kann es auf Knopfdruck losgehen. Die Elektronik startet die integrierte Kaffeemühle, überwacht die gemahlene Menge und stoppt sie exakt in dem Augenblick, in dem die voreingestellte oder fest einprogrammierte Kaffeemenge erreicht ist. Jetzt erfolgt der Transport des Kaffeemehls auf den Siebträger und das Anpressen bis zur exakt vorgegebenen Festigkeit des Kaffeekuchens.

Italienischer Kaffee
Italienischer Kaffee

Das ist der Augenblick für die Steuerelektronik, den Wasserzulauf zu starten. Auch jetzt überwacht die Maschine die durchlaufende Menge und stoppt genau zum richtigen Zeitpunkt. Der Kaffee ist fertig – die Arbeit der Steuerelektronik noch lange nicht.

Da sind zum Beispiel Sonderprozesse während des Brühvorgangs, soweit vom Hersteller vorgesehen. Saeco und einige andere Hersteller beispielsweise sind für ihre Brühpause bekannt: In das festgepresste Kaffeemehl wird zunächst nur eine kleine Menge heißen Wassers eingeleitet – dann unterbricht die Steuerelektronik die Zufuhr.

In den folgenden vier bis fünf Sekunden quillt das Kaffeemehl auf, um die Aromastoffe besser abgeben zu können. Dann erst leitet die Elektronik das restliche Wasser durch den Kaffee.

Kaffeevollautomat
Kaffeevollautomat

Vor und nach dem Brühvorgang prüft die Elektronik alle wichtigen Maschinenfunktionen und eine Reihe für den Betrieb relevante Kriterien. Wie sieht es im Tresterbehälter aus? Schon voll? Wenn ja: Hinweis anzeigen.

Und das Entkalken? Wie lang ist das schon her? Abhängig von der eingestellten Wasserhärte errechnet die Steuerelektronik den richtigen Zeitpunkt für die nächste Entkalkung und gibt eine Warnung aus.

Viele Modelle verfügen über einen halbautomatischen Entkalkungsprozess – zusätzliche Arbeit für die Steuerelektronik. Und wenn eine Zeitschaltuhr für das programmgesteuerte Zubereiten eingebaut ist, hat auch darüber die Steuerelektronik die volle Kontrolle.

Das Mahlwerk bestimmt die Kaffeequalität

Latte-Art
Latte-Art

Natürlich sind alle Komponenten eines Kaffeevollautomaten für die endgültige Qualität des ausgegebenen Kaffees mitverantwortlich – zusammen mit den verwendeten Kaffeebohnen. Doch dem Mahlwerk kommt dabei eine besondere Bedeutung zu.

Denn die Art, wie die Maschine aus den Bohnen das auf dem Siebträger bereitgehaltene Kaffeemehl macht, entscheidet darüber, ob die in den Bohnen enthaltenen Geschmacks– und Aromastoffe verlustfrei in der Tasse ankommen – oder eben nicht.

Selbst die beste und teuerste Kaffeesorte erbringt nur durchschnittliche Ergebnisse, wenn der Kaffee nicht sortengerecht und schonend gemahlen wurde. Grundsätzlich kommen in Kaffeevollautomaten drei verschiedene Mahlwerktypen zum Einsatz:

Scheibenmahlwerk: gleichmäßig, aber empfindlich

Bei diesem Konstruktionstyp sind zwei konkave Scheiben direkt übereinander angebracht, wobei eine fest montiert ist und die andere mit bis zu 1.500 Umdrehungen pro Minute rotiert. Der Abstand zwischen den Scheiben lässt sich einstellen und bestimmt damit den Mahlgrad des Kaffeemehls.

Scheibenmahlwerke liefern ein sehr gleichmäßiges Mahlergebnis. Nachteil: Sie erhitzen leicht, was ihre Lebensdauer einschränkt und sich negativ auf die Aromastoffe in den Kaffeebohnen auswirken kann.

Kegelmahlwerk: robust und effektiv

Ebenfalls gute Mahlergebnisse liefert das Kegelmahlwerk, das aus einer kegelförmigen Mahlscheibe und seinem darunter fest montierten, negativen Gegenstück besteht. Auch hier ist der Abstand zwischen beiden Scheiben einstellbar und lässt daher unterschiedliche, an die Kaffeesorte angepasste Mahlgrade zu.

Vorteilhaft ist die geringere Drehzahl bei Kegelmahlwerken. Die obere Scheibe rotiert nur mit rund 400 Umdrehungen pro Minuten. Sowohl die Hitzeentwicklung als auch die mechanische Beanspruchung ist geringer als beim Scheibenmahlwerk und erfreut den Benutzer mit einer deutlich höheren Lebensdauer.

Auf billig getrimmt: das Schlagmahlwerk

Rotierende Schlagmesser, deren Abstand zueinander nicht eingestellt werden kann – das kann nur zu unerfreulichen Ergebnissen führen. Das Mahlgut ist extrem ungleichmäßig und enthält von feinem Staub bis zu Bohnenklümpchen alles Mögliche – nur kein hochwertiges Mahlgut.

Außerdem erhitzen die Schlagmesser ziemlich stark und zerstören damit nicht nur sich selbst, sondern auch die Aromaöle im Kaffee. Das einzige Argument für den Einsatz von Schlagmahlwerken ist ihr niedriger Preis. Daher finden sie größtenteils in Billigmaschinen im Discountbereich Anwendung.

Einfluss auf das Endergebnis

Cappucino und Café Américano
Cappucino und Café Américano

Nicht nur die Wahl des Mahlwerktyps entscheidet über die Qualität des Endprodukts. Auch die Dauer des Mahlvorgangs spielt dabei eine gewichtige Rolle. Hier kommt wieder die Steuerelektronik zum Zug, die über die genaue Einhaltung der gewünschten Mahldauer wacht.

Wenn es vor allem um Qualität geht, liefert das Kegelmahlwerk in den meisten Fällen das beste Ergebnis. Die Qualität des Mahlguts gleicht dem von Scheibenmahlwerken, und die geringere Drehzahl wirkt sich schonend auf die Aromastoffe in den Kaffeebohnen aus – von der längeren Lebensdauer ganz zu schweigen.

Brühgruppe und Pumpe: das Zentrum des Geschehens

Wenn die Steuerelektronik das Gehirn des Kaffeevollautomaten darstellt, dann ist die Funktionseinheit Brühgruppe und Pumpe das Herz der Maschine. Hier erfolgt die Zusammenführung von Kaffee und Wasser, um daraus das gewünschte Endprodukt zuzubereiten.

In der Brühgruppe sind alle wesentlichen Komponenten vereinigt, die für die Zubereitung des Kaffees zuständig sind: der Kolben, der das Kaffeemehl aus der Mühle in die Brühkammer befördert und dort zusammenpresst, der Durchlauferhitzer zum Aufheizen des Wassers, die Pumpe, um das Wasser unter Druck durch das Kaffeemehl zu führen, die Wasserzuführung und die Ausstoßvorrichtung für den Kaffeetrester.

Die Steuerelektronik sorgt für optimale Produktionsbedingungen innerhalb der Brühgruppe. Sie hält den Druck im Bereich zwischen 7,5 und 9 bar, um eine optimale Aromaentwicklung zu ermöglichen. Um diese Werte zu erreichen, muss die Pumpe allerdings in der Lage sein, einen höheren Anfangsdruck zu erzeugen – nur so kann sie die Druckverluste in den Leitungen ausgleichen. Das ist der Grund dafür, warum Pumpen in Kaffeevollautomaten meist 15 bar auf den Weg bringen können.

Espresso
Espresso

Die Crema, die den Espresso erst zu dem macht, was er ist, entsteht als natürlicher Nebeneffekt des Brühvorgangs – allerdings nur in begrenztem Umfang. Um diesen Effekt zu verstärken, besitzen zahlreiche Geräte ein spezielles Ventil, das sich rhythmisch öffnet und schließt. Das führt zu weiterer Schaumbildung und damit zu einer wunderschönen, goldfarbenen Crema.

Wie bereits erwähnt, sorgt die Steuerelektronik nach dem Brühvorgang auch für das Aufräumen. Die Brühkammer öffnet sich und lässt den Trester in den Auffangbehälter fallen, von wo er möglichst einmal täglich entfernt werden sollte.

Qualitätsfaktor Temperatur

Kaffeebohnen
Kaffeebohnen

 

Eine Tasse heißer Kaffee – dieses Idealbild vergangener Tage gilt längst nicht mehr, besonders nicht für Kaffee, der nach dem Siebträger-Druckverfahren zubereitet wird. Das Schlimmste, was man guten Kaffeebohnen antun kann – besonders der sensiblen Arabica-Bohne – ist das Brühen bei zu hohen Temperaturen. Das tötet einen Großteil der gelösten Aromastoffe und hinterlässt ein bitteres, ansonsten fades Gesöff.

Die Demarkationslinie für Wassertemperaturen bei der Kaffeezubereitung nach dem Druckverfahren ist der Siedepunkt. Und wie es so ist mit Demarkationslinien: Es ist besser, ihnen nicht zu nahe zu kommen.

Daher sollte die Wassertemperatur in Kaffeevollautomaten immer zwischen 86 und 96 Grad Grad Celsius liegen.

Auch zu niedrige Temperaturen führen zu unerfreulichen Ergebnissen. Brühvorgänge mit Wasser unterhalb 86 Grad führen zu fadem, oftmals säuerlichem Kaffee. Lässt Ihre Maschine die manuelle Einstellung der Wassertemperatur zu, sollten Sie auf die Einhaltung der Grenzwerte achten. Die Feineinstellung ist dann Sache Ihre persönlichen Geschmacks.

Fazit

Leckere Kaffeespezialitäten
Leckere Kaffeespezialitäten

Die technischen Abläufe innerhalb eines Kaffeevollautomaten werden von der Steuerelektronik geregelt. Sie kontrolliert die koordinierte Arbeitsweise von Kaffeemühle, Brühgruppe und Pumpe.

Darüber hinaus ist sie für Funktionskontrollen und Bedienerhinweise zuständig. Von den drei in Kaffeevollautomaten üblichen Mahlwerkstypen bildet das Kegelmahlwerk die beste Kombination aus Mahlqualität, Langlebigkeit und Kaffeequalität, da es durch die geringe Umdrehungszahl die Aromastoffe im Kaffee erhält und nur geringen Verschleiß aufweist.

Leckere Kaffeespezialitäten und Kaffeebohnen
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