咖啡机：单锅炉热交换机的原理

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从1901年Luigi Bezzera推出第一台蒸气压力的商用咖啡机以来，不管是Pavoni Gaggia或其他使用蒸气或活塞作为压力来的的机器都是只有一个锅炉：锅炉的下方为酿造咖啡的热水，上方提供蒸气但为了要制造蒸气，整个锅炉都必须加热至沸腾，使得接近沸点的热水灼伤咖啡粉，失去深藏在咖啡粉里的芳香油脂，更萃取出加倍苦的咖啡。

由于冲煮咖啡的水是在一个大型锅炉中加热，水置于锅炉中过久会而不新鲜，而且热水的温差会因蒸气的使用而增大，因为蒸气用量的不同，也增加了冲煮咖啡的热水的温差。

为了改善温差，Ernesto Valente于1960年，在世界上第一台以帮浦作为压力来源的FAEMA E61里，改变了用来冲煮咖啡的水的加热方式，让煮咖啡的水不直接接触热源，而是使用类似隔水加热的方法。

FAEMA

E61的锅炉(以下称为外锅炉)中间是一条管子(以下称为内部管路)，它利用帮浦将新鲜的冷水引进内部的弯曲管线。当帮浦将新鲜的冷水推过这个管子时，冷水会因外锅炉里的热水包围而变热，但外围有管子包著，因此新鲜的水不会和外锅炉的热水接触到，内部的水管路之所以作成弯曲形状，目的在于使冷水有足够时间接触外锅炉而变成刚好适合酿造咖啡的热水温度。

(见下图，这张图有点简单)

┌────────蒸气

│　┌─ →

│　│

┌─┐ │^^^^^^^^^^^^ │水位

冷水─┴　┴─┴──┐┌──┴──┐

→　─┬　┬─┬─┐││┌─┬─┐│

└─┘　│　│└┘│　│　莲蓬头

pump │ └──┘　│

│ │

│　│

└──────┘

锅炉boiler

由于锅炉里的热水循环，也使每一杯的咖啡调煮的温度非常接近，不管是一小时煮一杯，还是一下子煮了一百杯。这样一来，不但可以减少温差，也同时兼顾水的新鲜，而外锅炉里的热水只用来产生制造牛奶泡沫的蒸气，并不会拿来冲煮咖啡。

这就是单锅炉热交换机的原理，直到三十多年后的今天，绝大多数的意大利咖啡机的内部构造及原理，仍然和FAEMA E61非常接近。

由上面的说明，我们可以推知：当外锅炉的容量越大，冲煮咖啡的热水温差将会越低，越可以减低因为使用蒸气造成的温差影响。

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2014-07-28 15:47:15