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전기를 이용해 물을 가열함으로써 온수와 스팀이 만들어지며, 커피 추출에 필요한 온도와 압력도 여기에서 생성된다. 그 중에서도 스팀온수 보일러는 스팀과 온수를 만드는 역할을 하고, 커피보일러는 커피 추출 시 필요한 물을 공급하는 역할을 한다.
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에스프레소 머신의 구조를 이해하고 카페 창업자들은 어떤 에스프레소 머신을 구입해야 하는 지 알아 보는 강의입니다. 예산은 한정되어 있고 수많은 브랜드들이 있는데 어떤 것이 구입하기에 좋은지 알아봅시다.
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주제에 대한 기사 평가 에스프레소 머신 구조
- Author: 카페 창업, 이런 건 몰랐지?
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- Date Published: 2018. 5. 3.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=61xDu858RUA
에스프레소머신 구조 및 부품
커피전문점이나 커피를 판매하는 장소에서는 기계적인 매커니즘이 비교적 단순하고 다양한 에스프레소 메뉴커피를 만들기가 용이한 반자동 에스프레소머신을 대부분 사용하고 있기에 기계 사용 시 조금이나마 관리를 쉽게 할 수 있도록 에스프레소머신 내부구조 및 부품의 역할에 대해 구체적으로 소개합니다. (금강제빙기)
에스프레소 머신은 각 제조국가 브랜드별로 내부구조는 약간의 차이는 있지만 대체적으로 유사합니다. 아래의 열거한 에스프레소머신 내부 부품 중 일부를 제외하고는 호환이 가능합니다. (호환 가능한 부품 : 수위감지봉/ 수위조절기, 진공방지기 / 에어밸브, 보일러 안전밸브 / 과압력 방지밸브, 과열방지 바이메탈, 압력스위치, 물공급 전자밸브 / 2방향 솔레노이드 밸브, 커피추출 전자밸브 / 3방향 솔레노이드 밸브, 스팀밸브, 온수 밸브, 모터(일부), 콘덴서, 펌프헤드, 플로미터등 )
◘ 에스프레소머신(Espresso Machine) 외부구조
◘ 에스프레소머신(Espresso Machine) 내부구조
☞ 이미지를 “클릭” 하시면 “원본크기”로 볼 수 있음
◘ 에스프레소머신(Espresso Machine) 내부부품
◈ 보일러 (boiler)
전기를 이용해 물을 가열함으로써 온수와 스팀이 만들어지며, 커피 추출에 필요한 온도와 압력도 여기에서 생성된다.
그 중에서도 스팀온수 보일러는 스팀과 온수를 만드는 역할을 하고, 커피보일러는 커피 추출 시 필요한 물을 공급하는 역할을 한다.
보일러 내부는 70% 물로 채워져 있고 30% 빈 상태로 되어 있다. 70%의 공간에는 온수가 저장되고 나머지 30%의 공간에 스팀이 저장된다. (스팀 압력 1 ~ 1.5Bar, 온도는 120 ~ 130℃ 유지)
◈ 수위감지봉 / 수위조절기 (Water level Probe)
온수나 스팀을 사용함에 따라 보일러의 수위가 내려가면 이를 감지하여 물을 보충해 주는 역할을 한다.
수위감지봉은 보일러 속에 있기 때문에 금속면에 부착한 피막상의 불순물이 낄 수 있다. 불순물이 끼면 수위가 떨어져도 감지할 수 없게 되므로 수위표시기의 이상유무를 확인하려면 점검해야 한다.
◈ 진공방지기 / 에어밸브 (Vacuum Valve)
에어밸브는 보일러의 공기를 빼주는 역할을 한다.
에스프레소 머신을 OFF하여 압력이 0이 된 상태에서 재가동할 때 에어밸브는 보일러 속의 공기를 빼준다. 만일 공기를 빼주지 않으면 보일러 내부에 갇혀 있던 공기가 가열과 함께 팽창하면서 압력스위치를 작동시켜 정상적인 온도유지가 어렵게 된다. 이런 현상을 없애기 위해 물이 데워지면서 보일러 내부의 공기가 에어밸브를 통해 조금씩 빠져나가게 된다.
보일러에 공기가 너무 많이 차 있을 경우에는 에어밸브에서 다 처리하지 못하므로 수동으로 제거해줄 필요가 있다. 에어를 수동으로 제거하려면 머신 작동 후 20여 분 후에 스팀밸브를 열어 공기를 빼주면 된다.
◈ 보일러 안전밸브 / 과압력 방지밸브 (Boiler Safety Valve)
스팀온수 보일러에서 규정 이상의 압력이 올라갈 경우 보일러를 보호하기 위해 작동하는 안전장치이며, 과압이 생길 때만 작동하고 평상시에는 변화가 없어야 한다.
과압력 방지밸브에서 생길 수 있는 문제는 압력차단 고무판이 경화되거나 케이스가 부식되어 스팀이 새는 경우이다.
고무판이 경화된 경우에는 고무판만 교환해주면 되지만, 케이스가 부식된 경우에는 전체를 교환해야 한다.
◈ 전열기 / 히팅 엘리먼트 (Heating Element)
동파이프 속에 절연재료로 싼 니크롬선을 봉입하여 제작되며, 최대 가열 온도는 약 350℃ 이다.
히팅 엘리먼트는 보일러의 물을 데우는 역할을 하며, 에스프레소 머신의 보일러에 사용되는 히터는 수식히터이다. 수식
히터란 물속에서 발열하는 히터를 말하고 물 밖에서는 부식이 일어나기 때문에 항상 보일러의 수위를 확인해야 한다.
히터는 물속에 잠겨있기 때문에 부식되거나 곰팡이가 낄 염려는 별로 없다. 그러나 스케일이 많이 낄 수 있으므로 연수기 청소나 정수기 필터교환 등을 통해 스케일을 최대한 억제해주는 것이 좋다. 또한 1 ~ 2년에 한 번씩 보일러를 청소할 때 스케일 제거작업을 병행해주어야 한다.
히터는 대개 1 ~ 6KW 용량을 많이 사용한다.
1그룹 커피머신의 경우에는 보통 1 ~ 3KW용량의 단일히터가 장착되어 있으며, 2그룹 이상은 주로 3 ~ 6KW 용량의 3개짜리 히터를 사용한다. 1개짜리 히터는 끊어지면 물이 데워지지 않는다. 3개짜리는 하나가 끊어져도 물은 데워지지만 시간이 오래 걸린다.
◈ 과열방지 바이메탈 (Bimetal Thermostats)
과열방지 바이메탈은 히터의 과열을 방지해주는 부품이며, 누전차단기와 같은 원리의 과열방지 차단기이다.
바이메탈은 히터가 과열되어 손상되는 것을 미연에 막아준다. 바이메탈이 작동하면 일단 전원이 차단되므로 머신 재 가동을 위해서는 수동으로 복귀시켜 주어야 한다. 이때는 보일러의 상태, 히터나 압력스위치의 이상유무를 확인한 다음 이상이 없을 경우 원상태로 복귀시켜주면 된다.
◈ 압력스위치 (Pressure Switch)
보일러의 압력을 감지하고 1 ~ 1.5Bar의 압력을 유지시켜주는 역할을 하는 부품으로 압력스위치는 기계식 구조로 되어 있고 정해진 스프링 압력에 의해 작동하게 된다.
많이 사용하다 보면 갑자기 물이 데워지지 않는 경우가 발생하기도 한다. 이런 증상은 대부분 압력스위치 접점에 찌꺼기가 많이 끼어 있어서 일어나는 현상이다. 이때는 압력스위치를 분리해 깨끗이 청소를 해주면 재사용이 가능하다.
◈ 물 공급 전자밸브 / 2방향 솔레노이드 밸브 (Solenoid Valve 2 Way)
스팀온수 보일러에 물을 공급하고 차단하는 역할을 하는 부품이다.
보일러에 물을 공급할 때 작동하며, 냉수의 유입을 자동으로 통제하게 된다. 보일러에 물이 부족하면 전원이 공급되면서 밸브가 열리고 냉수가 공급되며, 보일러에 물이 차면 전원이 차단되고 밸브가 닫히면서 물 공급이 차단된다.
고장의 원인은 밸브의 코일이 불량인 경우와 유동추가 오염된 경우가 있다.
만일 코일이 불량이면 물 공급이 제대로 이루어지지 않기 때문에 즉시 코일을 교체해야 한다. 유동추가 오염되었을 때는 기계가 작동되지 않더라도 계속해서 보일러로 물이 공급되는 현상이 발생한다. 밸브에서 물을 완전히 차단해주지 못하기 때문에 그 틈으로 냉수가 계속해서 유입되면서 보일러에 물이 과도하게 차게 된다.
◈ 커피추출 전자밸브 / 3방향 솔레노이드 밸브 (Solenoid Valve 3 Way)
커피를 추출할 때 작동되는 전자식 밸브로서 코일로 작동하며 전자석 원리를 응용한 장치이다. 이 밸브는 보일러, 그룹, 배수로 등 3개의 방향으로 연결되어 있다.
전자밸브는 한 방향으로 구성되어 있지만 전자적으로는 매우 정교하고 복합적인 기능을 수행한다. 커피추출이 끝나면 남아 있는 압력과 물이 자동으로 배출되도록 설계되어 있다.
◈ 스팀밸브 (Staem Tab assembly )
회전방식은 스팀밸브 손잡이를 돌리면 스팀이 나오며, 누름방식인 버튼식 밸브도 있으나 원리는 동일하다. 손잡이식 머신의 경우에는 밸브를 많이 돌리면 스팀이 강하게 나오고 조금 돌리면 약하게 나온다.
스팀의 세기는 스프링에 의해 조절이 되며, 스팀밸브 손잡이를 시계 반대방향으로 돌리면 스프링이 당겨지면서 밸브가 열리고 시계방향으로 돌리면 스프링이 늘어나면서 밸브가 잠긴다.
◈ 온수 밸브 (Hot Water Tab assembly)
온수를 사용할 때 자석의 원리를 응용한 장치로 온수 추출을 하는 밸브이며, 온수버튼을 작동하면 밸브의 코일에 전기가 공급되고 전자석의 원리에 의해 안에 있는 추가 당겨지면서 온수를 통과시킨다. 반대로 전기를 차단하면 스프링에 의해 다시 원 위치하여 온수를 차단하게 된다. 유동추에서 스프링이 차단할 수 있는 압력은 10 ~ 11Bar 정도이다.
유동추가 불량일 경우에는 기계를 작동하지 않은 상태에서도 온수노즐을 통해 계속 물이 떨어지는 현상이 일어난다. 이때는 유동추가 오염되었거나 마모되었을 가능성이 크다.
◈ 펌프모터 (PumpMoter)
커피를 추출할 때 정상적인 압력을 걸어주는 역할을 하며, 일정한 압력을 유지해 주는 중요한 부품이다.
에스프레소 머신에서 추출되는 커피의 맛과 향을 결정하는 중요한 요소는 일정한 압력(7 ~ 9Bar)과 적당한 온도
(90 ~ 9 5℃)다.
펌프모터는 “모터, 펌프헤드, 콘덴서, 연결고리” 등 4개 부품으로 구성되어 있다.
◈ 모터 (Motor)
펌프가 물을 빨아들일 수 있도록 빠른 속도로 구동시켜 주는 역할을 하며, 구동속도는 1300rpm(1분 동안 회전 수 1300회) 이상이 보통이다.
모터 내부는 전자석의 원리에 의해 가동되는 코일과 구동축으로 구성되어 있으며, 모터의 용량에 따라 커피를 추출할 수 있는 능력도 달라진다. 모터 고장은 코일이 단선되거나 무리한 작동으로 인해 코일이 타는 경우에는 물이 들어가 구동축에 녹이 생기면서 발생할 수 있다.
◈ 펌프헤드 (Pump Head)
모터가 회전하면서 물을 빨아들여 압력이 증가하면 압력을 조절하는 역할을 하며, 커피 맛에 따라 7 ~ 9Bar의 압력을 유지하게 된다. 즉 수돗물이 펌프를 통과하면서 1 ~ 2Bar의 압력이 7 ~ 9Bar로 승압되는 것이다.
압력레벨을 조절하는 방법은 간단하다. 펌프에 있는 작은 육각나사 또는 일자(-)나사를 시계 방향(오른쪽)으로 돌리면 압력이 증가하고, 시계 반대방향(왼쪽)으로 돌리면 압력이 감소한다.
펌프의 압력을 조절할 때는 추출버튼을 작동시킨 상태에서 압력게이지를 보면서 조절해야 원하는 압력을 빠르고 정확하게 설정할 수 있다. 일반적으로는 9Bar의 압력을 가장 많이 사용한다.
◈ 콘덴서 (Condenser)
콘덴서는 순간적인 방전을 통해 모터를 초기 가동시켜 주는 역할을 하며, 평상시에는 충전상태로 대기하고 있다가 모터를 기동할 때만 작동한다.
콘덴서의 상태가 불량하면 모터 기동력이 떨어져 모터가 작동되지 않고 “웅” 소리만 난다.
◈ 플로미터 (Flow Meter)
센서,.유동자석, 본체 등으로 구성되어 있으며, 에스프레소를 추출할 때 물의 양을 감지하는 센서
⊙ 물량감지 센서
통과된 물량을 감지해서 컨트롤 보드로 전달해주는 역할을 한다. 물량은 유동자석의 회전 수에 의해 감지된다. 이 센서에 문제가 생겨 물량감지가 이루어지지 않으면 에스프레소를 추출할 때 물이 계속 나오는 현상이 발생한다. 이때 머신의 추출버튼은 점멸한다. 이런 현상이 생기면 즉시 센서를 교환해야 한다.
⊙ 물량감지 유동자석
물이 공급될 때 회전하며, 윗 부분에 있는 자석이 센서에 신호를 보내게 된다. 이 부분이 고장이 나거나 자력이 떨어지면 물량감지가 정상적으로 이루어지지 않는다. 이런 현상이 생기면 즉시 교환해주어야 한다.
⊙ 본체
플로메터 본체로 냉수가 통과하는 곳이다. 물은 아주 작은 구멍으로 들어와서 물량감지 유동자석을 회전시키면서 다시 큰 관으로 빠져 나간다.
[커피이야기] 제19부 에스프레소 머신의 구조
“ 에스프레소 머신의 구조 ”
에스프레소의 구조
1) 연수기 및 정수기
연수기는 경수(빗물, 지하수 등) 미네랄 성분이 많은 물을 연수로 만들어 주는 기능을 한다. 경수를 사용하면, 커피 풍미가 떨어지고 머신 내부 보일러에 스케일이 생성되어 열전도율이 떨어지며 급수 배관도 녹이 슬게 된다. 경수일 경우에는 반드시 연수기를 사용하도록 한다.
일반적으로 많이 사용하는 연수기 용량은 8리터용 연수기를 15도 이하의 수돗물에서 사용할 경우 1.500리터 정도 사용 시점에서 청소를 해주면 된다. 청소 시에는 천일염을 사용하는 것이 깨끗한 소독과 청소가 된다.
2) 전동 펌프의 압력 조절
전동 펌프는 물을 에스프레소 추출이 가능한 7~9bar의 압력으로 높여주는 역할을 한다. 시계 방향으로 돌리면 압력이 늘어나고 반대 방향으로 돌리면 압력이 줄어든다.
① 메인 스위치
아랫 부분에 전원 스위치를 작동 시킨 후 시계 방향으로 돌리면 작동이 된다. 다이얼 방식으로 1~3단으로 조작이 가능한데 단수가 올라갈수록 보일러의 압력과 스팀, 추출 수 예열 온도가 단계적으로 올라간다.
② 드립 트레이
분쇄 후 그룹 헤드에서 떨어지는 원두 쩌꺼기를 받는 부분인 드립 그릴을 지탱하는 부분이다. 드립 그릴은 추출 시 남은 원두 찌꺼기나 에스프레소가 넘치는 것을 방지해주는 역할을 한다.
③ 스팀 파이프(스팀 완드)
뜨거운 스팀이 나오는 곳이며 끝 부분을 팁이라고 부른다. 밀크 스티밍 시 우유에 잠기는 부분이므로 항상 청결을 유지하는 것이 중요하다. 스티밍 후에는 밸브를 시계 방향으로 돌려서 남은 우유와 공기를 배출시키도록 하며 꼭 깨끗한 천으로 닦도록 한다. 스티밍 전에도 밸브를 돌려서 우유, 공기, 물 등을 배출시키는데 이 과정을 “퍼징”이라 한다. 퍼징을 하지 않을 경우 우유에 물, 차가운 공기 등이 들어가서 풍성한 거품이 형성되지 않는다.
팁 부분을 청소할 때는 시계 반대 방향으로 돌려서 노즐과 분리한 후 팁 부분을 따뜻한 소금물에 2시간 정도 담그면 우유 찌꺼기 등 불순물이 쉽게 제거 된다.
④ 스팀 밸브
시계 방향으로 돌리는 다이얼 방식과, 상하로 당겨서 조작하는 레버식이 있다. 어느 방식이든 작동원리는 동일하지만 섬세한 스팀 조절은 다이얼 방식이 좀 더 적합하다.
⑤ 온수 추출레버
시계 방향으로 돌리면 온수가 추출된다. 버튼식의 경우 한번 누를 때 마다 약 100ml 정도 추출되지만 레버식은 반대 방향으로 돌리기 전까지 계속 추출된다. 계속 추출되는 경우 온수의 온도가 떨어지고 다시 온도가 올라가는데 시간이 걸리기 때문에 꼭 사용할 용량만 추출하도록 한다. 만약 온수를 공급하는 디스펜서가 머신과 분리, 따로 설치되어 있다면 디스펜서를 이용하는 것이 더 효과적이다.
⑥ 온수 디스펜서
온수가 추출되는 곳이다. 매우 뜨겁기 때문에 화상을 입지 않도록 항상 주의하도록 한다.
⑦ 보일러 압력 표시창(보일러&스팀 압력 게이지)
0~15까지의 숫자는 펌프 모터 압력 게이지이며 에스프레소 추출 시 펌프 모터에 가해지는 압력을 표시한 것이다. 기계가 작동할 때 표시되는 수치가 정확하다. 0~3까지의 숫자로 구성된 것은 보일러 압력 게이지이다. 보일러에서 생성된 스팀 압력을 표시하며 기계가 가동된 상태에서 1~1.5bar를 항상 유지하고 있어야 한다.
⑧ 스팀 노즐 팁(스팀 완드 팁)
우유 스티밍 시 공기를 주입시키는 부분이다. 우유에 잠기는 정도에 따라 공기의 유입, 회전 등 거품의 질과 양이 달라지는 섬세한 부분이다. 오염되기 쉽게 노출되기 때문에 항상 청결 상태를 유지하고 스티밍 전 퍼징 과정은 습관처럼 하도록 한다.
[퍼징]스티밍 전 스팀 밸브를 작동시켜 스팀 완드 내부의 차가운 공기와 물을 미리 배출시키는 과정이다. 스팀 밸브 팁 부분은 항상 뜨겁기 때문에 부드럽고 깨끗한 천으로 팁 부분을 살짝 감싸고 1~2회 스팀을 분사시켜 배출시키도록 하며 항상 화상에 주의하도록 한다.
⑨ 그룹 헤드(샤워 헤드)
에스프레소 추출을 위해 물이 공급되는 곳이다. 포터필터를 장착하는 부분인데 추출 시 이곳에서 최종적으로 물이 분사되면서 포터필터로 공급, 에스프레소가 추출된다. 항상 외부에 노출되어 있기 때문에 두꺼운 니켈 재질을 사용하며 온도 유지를 위해 예열 시스템을 갖추고 있다. 개스킷은 지속적으로 사용하면 마모되기 때문에 주기적으로 교체를 해주어야 하며 그룹 헤드에 포함된 샤워 홀더, 샤워 스크린 등도 물이나 중성 세제로 1주일에 한번은 꼭 청소를 해야 한다. 에스프레소 머신 구조 중 보일러 다음으로 중요한 부분이다.
그룹 헤드의 구조
1) 가스켓(Gasket)
포터필터와 그룹헤드 사이의 간격을 차단하여 추출 시 고압의 물이 새지 않도록 하는 부품이다. 지속적으로 사용하면 열이 발생, 마모되어 추출 시 물이 새는 현상이 발생하기 때문에 주기적으로 교체하도록 한다.
2) 샤워 홀더(Shower holder)
그룹 헤드 본체에서 한 줄기로 나온 물이 샤워 홀더를 거치면서 4~5개 정도의 물줄기로 갈라지면서 필터 전체에 골고루 수압이 걸리도록 하는 역할을 한다.
3) 샤워 스크린(Shower screen)
샤워 홀더를 통과한 물을 수 많은 물줄기로 분사시키는 샤워기 같은 역할을 한다. 오래 사용하면 구명이 넓어지기 때문에 1년 정도 주기로 교환해주는 것이 좋다.
⑩ 포터 필터(Portafilter)
분쇄된 커피를 담아 그룹 헤드에 장착 시키는 기구이다. 이태리어 portafiltro에서 유래되었으며 휴대할 수 있는 필터를 의미한다. 필터 고정 스프링, 필터 바스켓, 추출 구 등으로 구성되어 있으며 항상 그룹 헤드에 장착하여 예열을 하는 것이 좋다. 분쇄 커피가 담기는 필터 바스켓은 54~55mm 용량이며 커피 추출 구는 1잔용과 2잔용이 있다.
“ 에스프레소 추출 조건 ”
– 물의 온도 88 ~ 96도 / 원두 분쇄도 0.3mm
– 포터 필터 원두의 양 6~7g
– 추출 압력 7 ~10bar /추출 시간 20~30ch
– 추출 용량 25~35ml / 스팀 압력 1.2~1.4bar
에스프레소 머신 구조와 부품의 명칭
안녕하세요 커피썸 커피노트입니다. 에스프레소를 내리는 머신은 많은 역사를 통해 꾸준히 발전해 나가고 있고, 많은 과학이 숨어있습니다. 복잡하다면 복잡할수 있지만 쉽게 생각한다면 각 구조와 부품의 명칭을 알고 있다면 쉽게 이해하고 다룰수 있습니다. 오늘은 에스프레소 머신의 구조와 각 부품의 명칭에 대해 포스팅 하겠습니다.
에스프레소 머신의 구조
처음 바리스타로 일을 시작할 때 이 간단한 구조를 이해하고 시작한다면 더 쉽게 이해하고 에스프레소머신과 친해질수 있습니다. 특히 보일러에 대한 간단한 구조를 파악한다면 문제가 생겼을 때 쉽게 조치가 가능하고 그게 불가능할 경우 어떠한 상황에 적절한 a/s를 받아야 한다는 판단이 빠르게 생길수 있어서 현장 담당자에겐 꼭 필수적인 이론이라고 할수 있습니다.
출처 : 커피인사이드(유대준 저서)
보일러에 대해 알아보자. 보일러는 열선이 내장되어 있습니다. 전기로 물을 가열하며 온수와 스팀을 공급하는 가장 중요한 역할을 하는데 일반적으로 70%가 물로 채워져있고 나머지 30%는 스팀이 채워지도록 설계되어 있습니다. 보일러의 크기는 내부 용적을 리터로 표시합니다. 에스프레소 머신의 용량이라고 생각하면 일반적으로 보일러의 용량을 의미합니다. 사용할 머신의 보일러 용량을 구입하기전 꼭 확인할 필요가 있습니다.
– 보일러의 용량을 꼭 확인해야하는 이유? 절대적인 기준은 아니지만 매장 평수가 넓을 경우 보일러의 용량이 커야 안정적일수 있습니다. 바쁜 매장의 경우 시간당 추출되는 에스프레소의 양이 가늠이 되지 않는 경우가 많아 물이 소진되면 커피머신에 무리가 가고 커피맛이 변하게 됩니다.
보일러의 본체는 동 재질이며 내부는 부식을 방지하기 위해 니켈로 도금이 되어있습니다. 지속적으로 사용하다보면 내부에 스케일이 발생하므로 주기적으로 완전 분해하여 스케일을 제거해줘야합니다. 보일러가 하나인 싱글 보일러(single/one boiler)시스템은 열 교환기를 통해 커피 추출에 사용될 물을 가열해주도록 되어 있어 보일러 내부의 온수를 계속 사용하면 그에 따라 커피 추출하는 물의 온도가 내려갑니다. 이러한 싱글보일러의 단점을 보완한 듀얼 보일러시스템 도 존재합니다. 보일러 스팀의 압력은 0.8~1.2bar를 유지해야하는데 과압 방지 밸브는 보일러에 기준 이상의 압력이 가해질경우 보일러를 보호하기 위해 작동하는 안전잔치 입니다.
그룹헤드에 대해 알아보자.
그룹헤드는 에스프레소 머신 추출을 위해 물이 공급되는 부분입니다. 포터필터를 장착하는 곳을 말하며 최종적으로 물이 분사되는 장치라고 할수 있습니다. 외부에 노출이 되어 있으므로 온도유지가 중요합니다. 그러한 이유로 그룹 헤드는 두꺼운 재질을 사용하며 온도유지를 위해 예열 시스템(pre-heating)을 갖추고 있으며 개스킷(gasket)은 지속적으로 사용하면 경화되므로 주기적으로 교체해 주어야 하며 그룹헤드 뿐만아니라 샤워홀더, 샤워 스크린등을 물이나 세제 등을 사용하여 매일 청소를 해주어야합니다. 일주일에 한번 정도 분리하여 세제가 담긴 통에 담가 세척해 주어야 한다.
출처 : 커피인사이드(유대준 저서)
– 가스켓(Gasket)
포터필터와 그룹 헤드 사이의 간격을 차단하여 추출 시 고온 고압의 물이 새지 않도록 하는 역할을 합니다. 작동을 지속적으로 하면 열을 받아 경화되어 추출시 물이 새는 현상이 발생하므로 주기적으로 갈아주는것이 좋습니다.
– 샤워홀더(Shower holder, Diffuser)
그룹 헤드 본체에서 한 줄기로 나온 물이 홀더를 지나면서 4~6개의 물줄기로 갈라져 필터 전체에 골고루 압이 걸리도록 해줍니다.
– 샤워 스크린(Dispersion screen)
샤워 홀더를 통과한 물을 미세한 수많은 물줄기로 분사시키는 역할을 합니다. 오래 사용하면 구멍이 넓어지므로 1년정도 사용하면 교환을 해주는것이 좋습니다.
포터필터(portafilter)
분쇄된 커피를 담아 그룹 헤드에 장착시키는 기구를 말합니다. 이태리어 PortaFiltro에서 온 말로 휴대할 수 있는 필터를 의미하며 필터 고정 스프링, 필터바스켓, 추출구등으로 구성되어 있으며 항상 그룹 헤드에 장착하여 예열을 해 주는것이 좋습니다. 분쇄 커피가 담겨지는 필터 바스켓은 54~58mm가 사용되고 있으며 커피 추출구와 같이 1잔용과 2잔용이 있습니다.
에스프레소 머신의 구조 그리고 기타 부품의 명칭
펌프모터, 솔레노이드 밸브, 플로우 미터, 펌프게이지, 스팀압력 게이지, 작동버튼 등 여러가지 부품의 명칭이 있고 각 부품은 소모품이 있어서 이상이 생기기전 적절한 조치로 관리를 해주어야 합니다. 에스프레소 머신은 맛에 대한 큰 영향을 끼치므로 각 매장에서 적절한 지식을 가지고 있어야 함은 말할 것없이 중요합니다.
에스프레소 머신에 대해 공부해봅시다
에스프레소 머신의 종류
에스프레소 머신은 특성에 따라 아래와 같이 구분할 수 있다.
1. 수동식 머신
사람에 힘에 의해 피스톤을 작동하여 추출하는 방식의 머신이다.
2. 반자동 머신
별도의 그라인더를 통해 분쇄를 한 후 탬핑을 하여 추출하는 방식으로 추출버튼이 On-off로만 되어있고 플로 미터(flow meter)가 없이 일일이 추출 버튼을 작동시켜 추출량을 조절하는 방식의 머신
3. 자동 머신
별도의 그라인더를 통해 분쇄를 한 후 탬핑 작업을 하여 추출을 하나 메모리칩이 장착되어 있어 추출량을 자동으로 세팅할 수 있는 방식의 머신
4. 완전 자동 머신
그라인더가 내장되어 있고 별도의 탬핑 작업없이 버튼 작동만으로 추출이 가능한 머신
그러나 이런 구분과 달리 위의 반자동 머신을 거의 사용하지 않으므로 별도의 외부 그라인더를 통해 분쇄를 하고 사람이 손으로 추출을 하면 반자동 머신, 그라인더가 내장되어 있고 별도의 탬핑 작업없이 버튼 작동만으로 커피를 추출하는 머신을 자동 머신으로 부른다.또 커피가 추출되는 부분을 그룹(group head)이라고 하는데 그 수에 따라 1그룹, 2그룹, 3그룹, 4그룹 등으로 구분하기도 한다.
최근에는 에스프레소에 대한 수요가 많아졌으며 그에 따라 누구나 편리하게 사용할 수 있도록 분쇄 커피가 담겨져 있는 캡슐형 머신이나 POD커피 머신도 출시되어 있어 가정이나 사무실용 등으로 많이 사용되고 있다.
에스프레소 머신의 작동원리
수도 밸브를 통과한 물은 연수기와 정수기를 거치게 된다. 지하수나 수돗물에 함유된 여러 불순물 때문에 정수기와 연수기로 이를 걸러 주어야 한다. 정수기를 통과한 물은 펌프를 통과하게 되는데 펌프는 커피 추출 시 물의 압력은 약 9bar로 유지해준다. 역류방지기를 거친 물은 스팀온수 추출라인과 커피 추출라인으로 분리된다.
스팀 온수 라인의 물은 보일러에 찬물을 공급하는 솔레노이드 밸브를 거쳐 보일러로 유입된다. 여기에서 히터에 의해 가열된 물은 온수 추출밸브를 거쳐 외부로 온수로 공급하게 된다. 보일러 상부에 채워져 있는 스팀은 스팀완드를 통해 분사가 된다. 한편 커피 추출에 사용되는 물은 추출 물량을 조절하는 플로우 미터를 거쳐 커피 보일러로 유입되어 가열되거나(듀얼 보일러 시스템), 열교환기를 통해 메인 보일러에서 간접적으로 가열되어(싱글 보일러 시스템) 그룹헤드를 통과하여 커피를 추출하게 된다. 펌프의 압력과 스팀 압력을 압력 게이지를 통해 확인할 수 있으며 보일러에 물이 얼마나 있는지 수위 표시기를 통해 확인할 수 있다.
에스프레소 머신 구조
1. 보일러
보일러는 에스프레소 머신의 핵심부품으로 열선이 내장되어 있어 전기로 물을 가열하여 온수와 스팀을 공급하는 중요한 역할을 한다. 내부 용량의 70%가 물로 채워지며 나머지 30%의 공간에 스팀이 채워지도록 설계되어 있는데 크기는 내부용적을 리터로 표시한다. 보일러 스팀의 압력은 0.8~1.2bar를 유지해야 하는데 이는 상대적인 기압을 의미한다. 즉 게이지가 1.0bar를 가리키면 절대기압으로 2기압을 의미하며 보일러의 물 온도는 120도에 달하게 된다.
과압 방지 밸브는 보일러에 기준 이상의 압력(1.7~2.0bar)이 가해질 경우 보일러를 보호하기 위해 작동하는 안전장치이다. 에스프레소 머신의 용량은 바로 보일러의 용량을 의미하므로 사용할 머신의 보일러 용량을 구입전에 꼭 확인할 필요가 있다. 본체는 동 재질이고 내부는 부식을 방지하기 위해 니켈로 도금되어 있는데 지속적으로 사용하면 보일러 내부에 스케일이 발생하므로 1~2년에 한번씩 이를 완전히 분해하여 제거해주어야 한다. 보일러가 하나로 온수, 스팀, 추출을 모두 담당하는 원보일러(one/single boiler)은 열교환기를 통해 커피 추출에 사용될 물을 간접 가열해주도록 되어 있어 보일러 내부에 스케일이 덜 끼고 물맛이 좋고 구조가 단순해 널리 사용되고 있다. 그러나 보일러 내부의 온수를 계속 사용하거나 연속 추출을 하게 되면 추출 시 물의 온도가 내려가므로 안정적인 맛을 내기 어렵게 된다. 이와 달리 온수 보일러와 별도로 그룹 별로 작은 용량의 커피추출 보일러가 따로 있는 독립 보일러 형식은 온수나 스팀 사용에 커피 추출이 영향을 받지 않는 방식이다. 또 열교환기가 없이 물을 직접 가열하여 온수 보일러와 보다 작은 용량의 커피 추출 보일러가 나란히 있는 듀얼 보일러 방식도 사용된다.
출처 all about coffee,COFFEE INSIDE
에스프레소머신의 구조
eunmars January 12, 2016 1,000+ Views 에스프레소머신의 구조 ★에스프레소머신의 구조 ◆보일러 보일러는 보통 동 재질을 사용합니다. 일부 스테인리스를 사용하기도 하지만, 열효율이 낮고 편리성이 떨어집니다. 유럽지역에서는 가스를 열원으로 많이 사용하지만, 한국에서는 95%이상이 전기히터를 이용한 가열방식을 사용하고 있습니다. 스팀압력을 적정압력으로 유지하기 위해서는 보일러 용량이 클수록 좋고요, 커피온도와 추출시의 적정온도와 압력 유지에도 도움이 됩니다. 보일러의 용량은 90~95’C이며, 스팀압력 ‘1bar’가 적당합니다. ◆펌프 펌프는 보일러에 물을 공급시켜주는 동시에 물리적인 방식의 압력을 발생시켜 커피를 추출할 수 있도록 해주는 역할을 합니다. 또한 추출시의 압력을 지속적으로 유지시켜주는 중요한 역할도 하는데, 커피의 종류에 따라 추출 속도에 따라 맛의 변화가 있기 때문입니다. ◆스팀 압력 조절기 보일러의 물의 압력을 원하는 압력으로 유지시켜주는 역할을 합니다. 보일러에서 파이프를 지나 조절기에 다으면, (on , off)로, 적정압력을 유지하고, 조절합니다. ◆그룹 해드 홀더를 결합시키는 부분이며, 항상 청결을 유지해야 하는 곳입니다. 헤드안쪽의 그물망 중앙의 (-)의 나사를 풀고 (육각)볼트를 풀어 부품을 분해하여 하는 청소도 2주에 한번 정도는 해주어야 하며, 고무패킹은 1년마다 교환해 주어야 좋습니다. ◆필터 홀더 커피를 담아 그룹헤드에 장착해 결합하는 손잡이 달린 커피추출 기구입니다.1그룹과 2그룹으로 구분되어 있습니다. 1그룹은(6~10g)1그룹은(13~18g)을 담을 수 있습니다. 한번 추출할 때 마다 물로 청소를 하구요,, 마감 시에는 물에 담가놓아 추출구속 베인 커피를 분해하여 청결을 유지합니다. ◆보일러 안전 밸브 보일러의 물의 압력의 오버를 막기 위해 있는 장치 입니다. 압력 오버 시 압력을 배출 시켜서 갑자기 스팀이 올라올 수도 있습니다. ◆압력 계이지 수압, 펌프의 압력을 나타내는 것과(7~10기압 유지) , 보일러의 압력(1bar)의유지를 표시해 줍니다. ◆프로우 센서 (Turbin flow sensor) 물의 양을 지정된 양으로 감지하는 센서입니다. ◆컴퓨터 콘트롤러 (Computer controller) 머신의 기능신호를 컨트롤 하는 장치입니다. 전압이 일정하지 않을 시에 고장이 날 수 있습니다. 스팀의 습기로 인해 고장이 날 수도 있습니다. —————————————- ★ 커피와 관련된 특별한 교육정보를 원하시면 아래링크를 클릭하세요. http://www.vingle.net/posts/758483 ★[커피스토리]커뮤니티에 가입을 원하시면 아래 링크를 클릭하세요. http://www.koreacbc.co.kr 커피 eunmars 7 Likes 17 Shares Add
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에스프레소 머신 이해하기 part 1 – 싱글보일러, 열교환방식(HX)보일러, 듀얼보일러, HX 듀얼보일러
에스프레소 머신의 핵심적인 부분이 보일러의 구조입니다.
추출을 위해 적정 온도의 물을 그룹헤드에 전달하고, 스팀완드에 적정한 스팀을 전달하기 위해 물을 가열을 해야하는데, 보일러가 이 역할을 합니다. 구조는 크게 싱글single보일러, 열교환방식Heat Exchanger 보일러, 듀얼dual보일러 로 구분됩니다. 보일러의 구조가 추출온도의 안정성과 머신의 가격에 많은 영향을 주기때문에 가정용 에스프레소 머신을 구매하기 전에 반드시 그 구조에 대한 이해가 선행되는게 좋습니다.
에스프레소 머신 보일러의 구조 – 싱글보일러, 열교환방식(HX)싱글보일러, 듀얼보일러, 열교환방식(HX) 듀얼 보일러
●싱글 보일러 에스프레소머신
왼쪽 그림 처럼 하나의 보일러를 스팀관과 추출을 위한 그룹헤드가 공유하는 구조입니다.
추출하는 동안 그룹헤드를 통해 뜨거운 물은 빠져 나가 상온의 물이 물탱크에서 보충이 됩니다. 온도가 떨어지고 온도 조절기/압력조절기 또는 PID 온도제어기가 보일러를 동작 시켜서 원하는 원도까지 히팅하는데 시간이 걸릴것입니다.(온도 조절기보다 PID 온도 제어기가 셑팅된 정확한 온도에 빠른시간에 도달하게 해줍니다.)
이때 보일러의 용량이 크다면 온도의 변화는 작을것이고 빠른 시간에 셑팅되어 있는 온도에 도달 하게 되어 높은 온도 안정성을 유지할수 있습니다. 상업용 머신들에서는 충분히 보일러의 용량을 크게 할수 있어 이러한 단점을 극복할수 있습니다.
예들들면 14ℓ의 보일러 용량의 머신에서 에스프레소 추출을 위해 50㎖을 물을 사용했다면 온도의 변화는 거의 없을겁니다. 반대로 0.3ℓ 보일러 용량을 가지는 가정용 에스프레소머신에서는 1회추출후 다음추출을위한 온도가 제어되기까지 어느정도 시간이 걸리는게 당연한 결과 입니다. 이러한 원리를 잘알고 사용한다면 가정용 싱글 보일러 에스프레소 머신에서도 좋은 에스프레소를 추출해 낼수 있습니다. 실제로 가정에서는 연속추출 할일이 많이 없어서 큰 문제가 되지 않습니다. 스팀까지 필요한 경우라면 좀 달라집니다. 에스프레소를 추출하고, 스팀이 연속 동작으로 이뤄져야 하는데, 추출로 인해 보일러의 온도와 압력이 떨어졌다면 적정 스팀압이 될때가지 기다려야 하는데, 에스프레소의 크레마가 이 시간을 기다려 주지 않기 때문에 바리스타에겐 슬픈 일이 되어버립니다.
싱글보일러를 머신을 선택할때는 보일러 용량을 여러모델들과 비교 확인해 보는것을 추천 드린다. 듀얼 보일러 머신의 경우에도 brew용(에스프레소추출용) 보일러 용량을 확인해 보는게 좋습니다.
※란실리오 실비아 사용기 하나 공유 합니다.(싱글보일러 머신)
https://skyskin.blog.me/221192919191
Heat Exchanger 구조 in Espresso Machine
●열교환방식(Heat Exchanger) 싱글 보일러
왼쪽 이미지들이 Heat Exchanger의 일반적인 구조를 잘 보여주고 있습니다. 스팀 보일러가 있고 Heat Exchanger가 그곳을 관통하는 간접가열, 일종의 중탕 가열방식을 채택 하고 있습니다.
스팀보일러의 온도를 조절하여 Heat Exchanger가 그룹헤드에 도달하는 물의 온도를 정확하게 제어하는게 핵심입니다.
좌측 2, 3번째 그림을 한번 볼까요? 상온의 물이 Heat Exchanger를 통과하여 물이 간접적으로 가열되고 그룹헤드로 전달됩니다. 그 물이 그룹헤드를 통과해서 나오고 이동간 어느정도 열손실이 발생할것이고 온도가 떨어질것 입니다. 온도가 다소 떨어진 물은 다시 Heat Exchanger로 들어가서 재 가열되는 형태를 지속적으로 반복하고 있습니다. 스팀 보일러의 온도는 이용하여 Heat Exchanger를 간접 가열시키고, 그룹헤드에 전달되는 물을 추출하기에 적합한 온도를 유지하는게 중요합니다.
좋은 아이디어인것 처럼 보이지만, 해결해야할 공학적인 어려움도 있어 보입니다. 두가지 case로 나누어서 생각해 볼수 있습니다.
첫번째 유휴 상태에서 새로운 물의 유입이 없이 Heat Exchanger와 그룹헤드간에 계속해서 순환하고 있는 경우이고, 두번째는 추출을 위해 상온의 물이 Heat Exchanger로 들어 올때입니다. 두번째의 경우는 상온의 물이 들어오니 Heat Exchanger의 물의 온도가 순간적으로 어느정도 떨어지고, 물을 재 가열되고, 그룹헤드로 다시 전달될것입니다. 위 2가지 CASE에 대해 모두 온도의 안정성을 확보해야하는데, 직접적으로 Heat Exchanger를 제어하는 방식이 아니다 보니 한계가 있을것이라고 생각이 듭니다. 그 한계가 일정 시간 유휴 상태가 지속되면 적정 추출 온도 이상으로 과열되는 현상입니다.
보통 에스프레소 추출전에 여러가지 이유로 쿨링 플러시(추출수를 적정시간 동안 흘러 보내는 행위)해주는데, HX 보일러가 적용된 에스프레소 머신의 경우는 유휴 시간동안 적정온도 이상으로 가열될수 있고 이를 극복하기 위해 쿨링 플러시가 필수적입니다.
어떻게 Heat Exchanger가 개별적인 히팅 장치없이 적정한 추출온도의 물을 그룹헤드에 전달하는지 알아 보았습니다. 완벽하진 않더라도, 이 역시도 잘만 사용한다면 싱글 보일러의 단점인 스팀과 추출을 연속동작으로 가능하면서 좋은 품질의 에스프레소를 만들어 낼수 있습니다.
●듀얼 보일러 에스프레소 머신
추출용 보일러와 스팀용 보일러를 별로도 두는 방식으로 개별적으로 온도제어가 되고 서로 영향을 주지 않으니 위 두가지 방식의 불편했던점을 모두 해소해 줄것입니다. 단 추출용 보일러의 용량이 너무 작다면 싱글보일러러 일때의 문제점을 가질수 있으니 여러 모델 비교해 볼 필요가 있습니다. 가정용인데 듀얼 보일러라고 하면 아마 가격대는 최소 200만원이상으로 본인 예산을 초과 할 가능성이 큽니다.
●열교환방식(HX) 듀얼 보일러
듀얼 보일러인데 추출용 보일러에 주입되는 물이 물탱크에서 직접 오지 않고 중간에 스팀보일러에 내장된 Heat Exchanger를 통과 시키게 만들었습니다. 즉, 추출brew 보일러에 공급되는 물이 HX exchanger에 의해 pre-heating 되기떼문에 열효율, 추출brew 온도의 안정성을 더욱 끌어올린 방식입니다. 이 방식은 라마르조꼬 La Marzocco GS/3 가 채택한 방식 이기도 합니다. 고가의 에스프레소 머신에서 볼수 있는 방식입니다. 그러나 꼭 그렇지만은 않네요. 🙂 가정용 듀얼 보일러로 알려진 브레빌 BES920 모델은 정확히는 HX dual boiler입니다.
가정용 에스프레소 머신을 선택하는데, 도움을 주고자 작성된 글이다보니 1구 위주로 설명하였습니다. 가격은 위 설명한 순서대로 입니다. 상업용이 아니다보니 본인이 집에서 어떤용도로 사용할것이냐에 따라서 선택을 결정하는게 좋아 보입니다. 하루에 한두잔의 에스프레소가 필요하고, 스팀이 굳이 필요가 없다면 듀얼보일러는 오버 스펙일수 있고, 싱글 보일러로도 충분하다는 의미입니다.
관련글입니다. .
2019/09/08 – [커피 ] – 에스프레소 머신 이해하기 part2 – PID, 바이브레이션 펌프, 로터리 펌프
2019/09/23 – [커피 ] – 에스프레소 머신 이해하기 part3 – 그룹헤드, 프리인퓨젼, 가변압 조절, 3way 솔레노이드 밸브
※글 중간중간에 이미지들은 아래의 사이트에서, 참조하였습니다.
https://beanshere.com/posts/espresso-machine-type-part-1/
에스프레소 머신의 이해를 높일 수 있는 유익한 영상 II
에스프레소 머신의 이해를 높일 수 있는 유익한 영상 II
by Whole Latte Love
미국의 에스프레소 머신 관련 유통사 WholeLatteLove 에서 에스프레소 머신의 이해에 유용한 영상을 업로드 했습니다. 이미 E61 그룹헤드 기반의 에스프레소 머신을 설명한 적이 있었지만 이번엔 기존의 열교환식 머신이 아닌 듀얼 보일러 머신을 설명합니다.
“How it Works: Deep Inside a Cutaway Profitec Pro 700 Espresso Machine” 이란 제목으로 유튜브에 게재된 이 영상은 ECM 社 의 가정용 1그룹 에스프레소 머신의 각 파츠를 부분 절단 하여 내부 부품의 기본적인 원리와 전체적인 작동 메커니즘을 상세히 설명합니다.
커피머신의 구조와 기능
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커피머신은 바리스타에 있어 최상의 에스프레소 뽑을 수 있도록 함께 하는 파트너입니다.
이에 바리스타는 커피머신의 특징과 용량, 구조와 기능(사용방법) 등 기본적인 사항을 공부하여 최고의 에스프레소를
추출하려는 노력이 필요합니다. 커피머신을 최고의 상태로 유지하는 것은 그 무엇 보다 중요하며. 그에 따른 원두의 종류, 품질, 매장의 온도, 습도 등을 파악하는 것도 중요합니다.
최근 커피머신들을 보면 아나로그에서 벗어나 디지털 기술이 적용된 첨단 제품들이 등장하고 있는 것을 볼 수 있습니다.
유럽과 일본 등 커피선진국을 중심으로 새로운 성능과 디자인의 신제품들이 경쟁적으로 출시되고 있는 상황입니다.
최근에는 한국, 대만, 중국 등도 기술력을 바탕으로 커피머신 개발에 뛰어들고는 있지만 기술력에서 큰 차이를 보이고
있기에 그리 선호도는 높지 않은 상황입니다.
커피머신의 종류
1.수동식 머신
커피머신의 가장 오래된 역사이며, 모든 추출 과정이 사람의 손에 의해 작동됩니다.
지렛대원리를 응용해서 힘들이지 않고도 압력을 가해 진한 커피를 추출할 수 있습니다.
디자인이 화려하여 시각적 효과도 얻을 수 있습니다. 한때 유럽의 고급 카페를 중심으로 큰 인기를 모았습니다.
하지만 편리함과 압력, 스피드 상에서 조금은 밀리면서 장식용으로 전락해 버리는 경우가 있습니다.
2.반자동 커피머신
포터필터에 분쇄커피를 담아 장작 후 여러가지 기능의 내장되어 있는 버튼을 누르면 자동으로 물이 공급되어 에소프
래소를 추출하는 머신입니다. 대부분 머신의 사용방법을 공부하거나 커피를 배운 전문가들에 의해 사용되어집니다.
커피 추출의 편리함과 관리의 효율성이 높아 대부분의 매장에서 사용하고 있는 머십니다.
3.전자동 커피머신
일반적으로 머신 내부에 그라인더가 장착되어 있어 버튼 하나만 누르면 분쇄부터 시작해서 추출의 모든 과정까지
커피 한잔이 만들어 지는 편리함을 가지고 있습니다. 가격이 높고 센서고장이 잦은 단점을 가지고 있습니다. 초기 셋
팅을 통하여 일정한 맛을 유지하기에 특별한 기술이 없어도 머신을 운영할 수 있습니다.
커피머신 각 부분의 명칭과 역할
1. Main Switch :기계에 전원을 공급하는 스위치
2. Drip Tray : 물을 받아 배수로 흘려주는 배수 받침대
3. Drip Tray Grill : 커피 추출시 컵을 놓는 컵 받침대
4. Steam Pipe : 스팀이 나오는 스팀노즐
5. Steam Valve : 스팀 사용시 스팀을 열어주는 밸브
6. Hot Water Dispenser : 추출시 온수가 떨어지는 추출구
7. Water Pressure Manometer : 펌프의 압력을 표시해 주는 압력 게이지
8. Boiler Pressure Manometer : 보일러의 압력을 표시하는 압력 게이지
9. Dispensing Group Head : 커피 물이 데워지고 커피를 추출하는 곳
10. One-Cup Filter Holder : 1잔 추출용 필터홀더(6~7g 사용)
11. Two-Cup Filter Holder : 2잔 추출용 필터홀더(12~14g 사용)
12. Adjustable Foot : 기계 받침 발
13. Hot Water Dispensing Buttons : 온수 추출버튼
14. Coffee Control Buttons : 커피 추출버튼
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☕에스프레소머신의 구조, 내부부품과 추출수의 순환 -커피머신 | 에스프레소 머신 구조 최신
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