咖啡机的热力学.doc

咖啡機的熱力學1.器材說明：虹吸壺：1. 『下座』：下面圓形玻璃球，上面有刻度寫個幾杯的注水量可以參考這刻度注水 2. 『上座』：上面那個筒狀的玻璃器具，在煮咖啡的過程中水會經由它突出的玻璃管進入上壺 3. 『濾器』：圓形的鐵環外面包著一塊濾布，下面有一條帶著鐵鉤的彈簧連接著鐵鍊在煮咖啡時濾布放在上壺中，利用彈簧讓濾器緊勾在上壺中 4. 『把手』：賽風外面的架子，有咖啡色或黑色的握把 5. 『酒精燈』：加熱下壺用的器具 6. 『攪拌棒』：通常是竹片，可用來使咖啡粉與水混合均勻 7.『濕布』：最後用來包下壺讓咖啡在最適當的萃取時過濾出來還有幫助最後拔掉上壺，因為上壺 會有點燙所以濕布幫忙拔摩卡壺：『下座』：放水的地方，上面附有洩壓閥 · 『粉槽』：架在下座上，放咖啡粉的地方九分滿處有一條線，粉量到線上即可 · 『上座』：就是咖啡最後煮出來的地方，掀開蓋子看看中有金屬管聚壓式的在金屬管上附有聚壓閥 美式咖啡機：1. 『機身』：就是美式咖啡壺的機身啦 2. 『過濾器』：可以將咖啡粉放入的地方，一般市面上有分漏斗型的過濾器與圓底過濾器兩種分別採用不同的濾紙有的美式咖啡壺附有免濾紙的濾網（如上圖中最右邊），有的須用濾紙。

3. 『過濾器上蓋』：有的美式咖啡壺有過濾器上蓋，目的是要讓滴下來的水可以均勻的散開 4. 『咖啡玻璃壺』：收集過濾出來的咖啡 5. 『咖啡粉量匙』：機器本身附的咖啡粉量匙會對照水箱所需加入水量來設計一開始可以參考這刻度磨豆機：把咖啡豆研磨成咖啡粉的機器ESPRESSO咖啡機：利用高壓萃取咖啡精華的咖啡機２.原理：A.虹吸壺在許多講究「手工咖啡」的店裡，時常可以見到一種很像實驗器材的上、下兩個玻璃容器，底下用酒精燈或瓦斯燈加熱，下壺的水就會很奇妙的升到上壺，煮好一開火源後，咖啡又奇妙的降回下壺這個器材就是「虹吸式咖啡壺」（Ｓｉｐｈｏｎ／Ｓｙｐｈｏｎ）　　造成這個奇怪現象的道理其實就是一個簡單的物理現象：水的體積變化在１大氣壓的環境底下，１公克的液態水與１公克的水蒸氣，其體積比為１：１００下壺的水會上升到上壺，就是因為加熱到沸點之後的水蒸汽的體積迅速增加，但因為沒處釋放，便推擠液態水以增加容納水蒸氣的空間，於是液態水就經由管路被推往上壺，並繼續被源源不絕的水蒸氣支撐在上壺▲底部的熱源不斷製造氣態的　　　▲熱源移開以後，不在產生具支撐力的氣態　水蒸汽，維持上部的液態水　　　　水，溫度下降，水蒸汽凝結後，釋出原本　不至往下掉，提供巧妙的熱　　　　佔據的空間，此時下壺產生負壓，將上座　平衡。

　　　　　　　　　　　　　液體回吸B.ESPRESSO(a) CREMA上層的紅褐色泡沫即是cremaCREMA是在約9大氣壓90度C才能夠生產出來之咖啡精華當我們使用ESPRESSO咖啡機主咖啡時，我們將磨碎的咖啡粉以餅狀壓入把手鐵座中因為機器本身將提供9大氣壓90度C的高溫剛壓水，而咖啡豆在90度C時會釋放出二氧化碳來，而CREMA正是一種由水包覆二氧化碳的物質當咖啡豆是出二氧化碳時，機器也同時衝出9大氣壓的高壓水，就在此時，水分子將包覆住二氧化碳然而二氧化碳為氣體固有氣體本身的氣體壓力，而水本身亦具有表面張力，故唯有氣體壓力等於表面張力時，才能順利形成CREMA若水被施加之壓力過大將衝破二氧化碳，若太小則無法包覆住二氧化碳，經過計算之後9大氣壓時二者正好平衡由於再產生CREMA的同時，咖啡豆亦處於高溫高壓中，故當CREAMA流出的同時亦會將咖啡豆中乳脂及香料等精華物質一起帶出，所以這就是為什麼有CREMA的咖啡才是咖啡極品原因b)義式咖啡機運作原理義式咖啡由於需要將水加熱並且提供高壓，故需要一個加壓器與一個鍋爐來完成這2樣工作當水經過加壓器(有許多不同的加壓裝置如 幫浦等)後便經由管線進入鍋爐中。

鍋爐中的水將分成兩部分；一部分是在管線外面的熱水，一部分是在管線內也就是拿來萃取咖啡的熱水在管線內的水將透過熱交換的原理吸取爐外熱水之熱量而增溫，此舉是為了要確保飲用水之乾淨所以才將這2種水以管線區分開來C.美式咖啡基本上上述兩種裝置，都是以滴濾式的方式進行沖泡，唯一不同的是，美式咖啡機內置有加熱水的裝置，所以可以加冷水進行沖泡美式咖啡機內的加熱裝置是兩個U形金屬管，其一為加熱器，兩者緊密的焊接在一起，一頭接入水口，一頭接灑水口，兩U型管間有逆止閥避免熱水逆流，由於管子很小，加入的水大約10～15秒就會沸騰，然後產生水蒸氣堵住逆止閥，然後熱水會從另一頭推上灑水口，直到管內的壓力低於逆止閥另一邊水的壓力時，就會補入冷水，如此地循環，直到水全部加熱通過U形管就完成沖泡 D.摩卡壺 原理與虹吸壺相似，同樣是利用水變水蒸氣之後產生的壓力推擠下面的水到中 間的粉槽，但不同的，由於摩卡壺有聚壓閥的構造，可以使翠取咖啡的壓力條 件在2～3BAR左右，翠取率較虹吸壺為高，也容易形成CREMA。