دستگاه اسپرسو اتومات و نیمه اتومات چه تفاوتی دارند؟

بعد از به کار گیری اولین بردهای الکترونیکی اصطلاح اتومات و نمیه اتومات (کوتاه شده‌ی اتوماتیک) در مورد دستگاه های اسپرسو ساز صنعتی بیان گردید. اولین کاربرد بردهای االکترونیکی در دستگاه اسپرسو ساز صنعتی، کنترل سطح آب بویلر است. اما در اینجا سطح دیگری از امکاناتی که بردهای الکترونیکی در اختیار مهندسان طراح اسپرسو ماشین ها قرار می دهند را بررسی می کنیم. به طور کلی فرآیند های کنترلی میتوانند از طریق برد های الکترونیک انجام شوند. در مقالات دیگر اشاره شد که کنترل فشار بویلر از طریق پرشراستات به صورت نیمه مکانیکی انجام میشود. همین فرآیند میتواند از طریق یک حسگر فشار و یک برد الکترونیکی مدیریت شود. اینکه کدام استراتژی برای کنترل یک المان انتخاب شود وابسته به عوامل بسیاری است  همچون هزینه تمام شده، اهمیت کنترل المان، دقت اندازه گیری و…  اما به صورت کلی هدف استفاده از بردهای الکترونیکی در دستگاه اسپرسو ساز صنعتی تبدیل داده ها به اطلاعات دیجیتال است که از طریق این فرآیند دیجیتال سازی قابلیت هایی همچون ایجاد ثبات بیشتر، قابلیت اعمال تغییر و ذخیره سازی داده ها و … در فرآیندهای جاری امکان می یابد.، .

نمونه یک برد کنترل دستگاه اسپرسو ساز صنعتی تولید شرکت “کیجار” GICAR که یکی از بزرگترین و محبوب ترین تولید کنندگان برد برای اسپرسو ماشین هاست.

برای ادامه ی این مبحث بهتر است مثال ملموسی را ارائه دهیم:

رانندگی با یک خودرو مجهز به جعبه دنده اتوماتیک راحت تر است یا دستی؟ بازدهی در کدام مورد بیشتر است؟ هزینه ی تعمیر و نگهداری کدام مورد بیشتر است؟ قیمت تمام شده ی کدام مورد بیشتر است؟ اگر بدنبال یک جواب دقیق و قاطع هستیم ابتدا باید بپرسیم راننده و خودرو چقدر حرفه ای هستند؟ برای استفاده روزمره، یک خودرو اتوماتیک بسیار روان تر و سهل تر است. بازدهی بالاتری نسبت به هم رده های دستی خود دارد (در رنج خودروهای شهری و غیر حرفه ای) با اینکه قیمت تمام شده و هزینه ی تعمیر و نگهداری آن کمی بیشتر است اما با مصرف سوخت کمتر؛ ایمنی بالاتر و سادگی استفاده همچنان انتخاب عقلانی تری ست. اما یک راننده حرفه ای توقعات متفاوتی دارد. چیزی فراتر از مصرف سوخت کمتر، ایمنی بیشتر و سهولت کاربری. او میخواهد همان موقعی که خودش با سنجش المان های بسیاری تصمیم به تعویض دنده می گیرد این انتفاق رخ دهد نه آنکه خودرو خودش تصمیم بگیرد. امکانات حرفه ای دیگر همچون کنترل سیستم سوخت رسانی و هندلینگ، تغییر در ارتفاع و سیستم آیرودینایمک و … نیز امکاناتی است که یک راننده حرفه ای از خودروی حرفه ای اش انتظار دارد. همه ی این ویژگی ها برای یک راننده  معمولی با یک خودرو شهری نه تنها بی اهمیت است بلکه دست و پای او را برای یک رانندگی کم دردسر میبندد.

یک دستگاه اسپرسو ساز با قابلیت کنترل همه ی المان ها از سطح آب بویلر تا جریان آب عبوری از سابه ی قهوه، به یک ابر دستگاه حرفه ای تبدیل می شود که برای استفاده از آن دیگر کاربر غیر حرفه ای عاجز خواهد بود و در این در حالی ست که یک دستگاه کاملا اتوماتیک بدون قابلیت کنترل المان ها دستگاهی خواهد بود که کاربر حرفه ای را دست بسته نگه میدارد. نهایتا آنچیزی که اهمیت دارد کیفیت عصاره ی قهوه خروجی از این دو دستگاه توسط این دو کاربر است. در سایت تمام تک نسعی شده است همه ی امکانات موجود در دستگاه های اسپرسو ساز صنعتی پوشش داده شوند. با پیگیری سیر پیشرفت دستگاه های اسپرسو ساز به این نتیجه میرسیم که هرچه جلوتر میویم لزوما به دستگاه بهتری نمیرسیم بلکه به دستگاهی با امکانات بیشتر خوایم رسید که برای کاربر حرفه ای مناسبت هستند. مگر آن دسته از امکاناتی که مرتبط با ثبات و قابلیت اطمینان دستگاه باشند. امکاناتی نظیر ثبات دما و فشار و سطح آب و … .

نمونه ای از یک دستگاه اسپرسو ساز فوق حرفه ای که کنترل عموم متغییر های تاثیر گذار در عصاره گیری را در اختیار مخاطب قرار میدهد. این دستگاه تولید شرکت دیسنت DECENT یک برند آمریکایی و تولید چین است.

دومین پله در استفاده از بردهای الکترونیکی در اسپرسو ساز ها بعد از کنترل اتوماتیک سطح آب بویلر، قابلیت کنترل زمان عصاره گیری ست. حال که یک دستگاه باثبات داریم مباحث دیگری برای ما اهمیت یافته اند. ثبات در خروجی یکی از این موضوعات است. اگر دستگاه اسپرسو ساز در یک کافی شاپ در حال استفاده باشد اینکه سطح آب بویلر در کجا قرار گرفته است و یا فشار عصاره گیری چیست برای مشتری آن کافه چه اهمیتی دارد؟! مشتری به دنبال ثبات در کیفیت عصاره است. ما نیاز به امکاناتی در دستگاه داریم که این ثبات را تضمین کند. کاربر قهوه را به اندازه مناسب آسیاب میکند و در دستگاه قرار می دهد و از آنجا که به دستگاه اعتماد دارد شروع به عصاره گیری میکند. برای آنکه خروجی همیشه به یک اندازه باشد زمان میگیرد و بعد از طی شدن زمان مد نظرش کلید قطع عصاره گیری را فشار میدهد. اینکار نیاز به صرف وقت و دقت بالایی دارد. اگر بردی باشد که این زمان را محاسبه کند و به صورت اتوماتیک پس از طی زمان عصاره گیری را قطع کند احتمالا ثبات بیشتری را رقم زده است. پس دستگاه های اتوماتیک متولد شدند. دستگاه هایی که روی هر کروپ قابلیت تنظیم زمان عصاره گیری در چهار حالت (علاوه بر حالت دستی) را دارند.[1]

در تصویر فوق به بالای هر کروپ توجه کنید در تصویر چپ یک کلید برای وصل و یا قطع کردن جریان عصاره گیری تعبیه شده است حال آنکه در تصویر سمت راست چهار کلید دیگر به آن اضافه شده اند. کلید هایی که قابلیت تنظیم زمان عصاره گیری (حالت اتوماتیک) را دارند. نحوه تنظیم زمان عصاره گیری در دستگاه متفاوت است اما متداول ترین حالت، تجربی است. دستگاه از طریق نگه داشتن یک کلید به مدت زمان مشخ (مثالا 5 ثانیه) وارد حالت تنظیمات می شود. در این حالت کاربر همانند استفاده روزمره پرتافیلتر خود را از قهوه سابیده شده پر میکند و روی دستگاه می بندد و فنجان را زیر آن قرار میدهد. کلیدی که میخواهد در آن زمان ذخیره شود فشار میدهد. عصاره گیری شروع میشود. در لحظه ای که کاربر تصمیم میگیرد جریان عصاره گیری را به صورت دستی قطع میکند و دستگاه را از حالت برنامه گیری خارج میکند. این زمان مربوط به کلیدی که کاربر فشرده بود ذخیره میشود. از اینجا به بعد هر وقت آن کلید فشرده شود دستگاه به همان زمان عصاره گیری را شروع کرده و سپس خاتمه خواهد داد. این امکان در زمان نیز صرف جویی کرده و سرعت استفاده از دستگاه را بالا میبرد و سهولت استفاده را نیز در پی خواهد داشت.

اما این سیستم هنوز ضعف هایی دارد. با استفاده از اطلاعات فصل قبل میدانیم که در زمان ثابت، حجم عصاره اسپرسو با اندازه ذرات آسیاب شده ی قهوه رابطه ی مستقیم دارد. هرچه ذرات سابه ی قهوه درشت تر باشد حجم عصاره گیری نیز در زمان ثابت بیشتر می شود. و هرچه ذرات ریزتر باشند در همان زمان میزان آب کمتری میتواند از لابلای آن نفوز کرده و در فنجان بریزد. به خوبی مدانیم که مشتری قهوه ما فنجانِ در دستش را میبیند نه چیز دیگری را، پس باید ثبات در فنجان را تضمین کنیم. در دستگاه های اتوماتیک با قابلیت تنظیم زمان عصاره گیری اگر اندازه ی آسیاب شده ی قهوه تغییر کند و یا کاربر با شدت متفاوتی عملایت تمپ کردن را انجام دهد و یا قهوه تغییر کند (دان قهوه تغییر کند) این تغییرات در فنجان تاثیر خواهد گذاشت چرا که دستگاه در زمان مشخصی عملیات عصاره گیری را انجام میدهد و این زمان در همه ی حالات ثابت است. پس احتمالا حجم نوشیدنی نهایی در فنجان یکبار بیشتر و گاهی کمتر است با اینکه زمان تغییری نکرده است. حل این مشکل باعث پیشرفت مجدد سیستم های الکترونیک در دستگاه اسپرسو ساز صنعتی شد.

بهترین راه حل برای مورد فوق اندازه گیری حجم آبی است که از روی سابه ی قهوه عبور میکند. پس ابتدا به یک حسگر جریان آب در مسیر آب ورودی (قبل و یا بعد از مبدل ها) به هد کروپ نیاز داریم. حسگرهایی با طراحی بسیار کارآمد و ساده تولید و در دستگاه هاس اسپرسو به خدمت گرفته شدند.

کنترل حجم عصاره گیری (فلومتر یا جریان سنج (حسگر جریان))

حسگر ها به طور کلی متوانند کمیت های فیزیکی را به داده های قابل تحلیل تبدیل کنند. این داده ها از طریق برد های الکترونیک تفسیر شده و با سی پی یو برد با توجه به آنها تصمیماتی را اعمال میکند. در فصول بعدی نحوه ی فعالیت این قطعه شرح داده خواهد شد. تا این جای کار بدانید که این قطعه سر راه آب مبدل ها نصب میشود. فلش ورودی آب ورودی است و سوکت های فوقانی نیز به برد متصل میشوند.

فلومتر نام متداولی است که از اینجای داستان وارد قصه ی تعمیرات دستگاه های اسپرسو ساز می شود. قطعه ای ساده و پر مخاطره که تا به امروز به همان شکل و با همان تکنولوژی در دستگاه ها استفاده میشود. به زودی نسل قبلی (با قابلیت تنظیم زمان عصاره گیری) جای خود را به این نسل از دستگاه های اسپرسو ساز داد و دیگر از آن خبری نشد. از نظر ظاهری چیزی تغییر نکرد و نحوه ی تنظیم دستگاه نیز به همان شکل گذشته ماند. حال دو دستگاه نیمه اتوماتیک (بدون قابلیت تنظیم حجم عصاره گیری و با قابلیت آبگیری خودکار) و دستگاه اتوماتیک (با قابلیت تنظیم حجم عصاره گیری و با قابلیت آبگیری خودکار) در بازار موجود است.

با تغییر در اندازه ی ذرات آسیاب شده، نوع قهوه و میزان تمپ دستگاه با عبور دادن حجم مشخصی از آب عملیات عصاره گیری را متوقف میکند. ثبات تا حد بسیار قابل قبول بالاتر رفته است. تکنولوژی نسبتا ارزان و فوق العاده کارآمد. اما دقت بیشتری که متخصصان و کاربران حرفه ای از کنترل المان های مرتبط با عصاره گیری نیاز داشتند به اینجا ختم نشد. با عوض کردن نوع قهوه و یا گذشت مدت قابل توجهی از رست قهوه ویژگی های قهوه تغییر میکند. یکی از مهمترین این ویژگی ها قابلیت جذب آب است. میدانیم که قهوه به عنوان یک پودر خشک جاذب رطوبت است  میتواند تا چند برابر وزنش آب جذب کند. دستگاه حال حاضر ما حجم کل آب عبور داده شده از قهوه را می سنجد حال آنکه درصدی از این آب توسط قهوه جذب می شود و در فنجان نمیریزد. این درصد میتوان با توجه به نوع قهوه  تغییر کند. پس یک پله تا ثبات نهایی (از این نظر) فاصله داریم.

نمونه یک دستگاه با قابلیت کنترل حجم (چهار دوز) روی هر هد کروپ، این دستگاه لینیا ساخت کمپانی لامارزوکو ست. LAMARZOCCO LINEA AV

کنترل وزن عصاره گیری

کنترل وزن عصاره ی گرفته در فنجان چاره ی نهایی کار است. اگر بتوانیم فنجان اسپرسو را وزن کرده و وزن عصاره ی نهایی را کنترل کنیم نور علی نور می شود. این کار توسط یک حسگر وزن (ترازو) در خارج از دستگاه انجام میشود. ترازویی زیر هر کروپ  در زیر فنجان قرار دارد که به برد متصل است. با شروع جریان عصاره گیری ترازو وزن را صفر در نظر گرفته (وزن فنجان خالی را کم میکند) و وزن کنترل میشود وقتی وزن فنجان به حد تنظیم شده رسید عصاره گیر قطع میشود.

بین این تکنولوژی و تکنولوژی قبل فاصله ی طمانی بسیر طولانی حادث شد. به دلیل اینکه دقت کنترل عصاره خروجی که برای عده ی کمی از متخصصین اهمیت داشت و تکنولوژی کنترل دقیق وزن در زمان کوتاه تکنولوزی نسبتا گرانی است وقفه چند ده ساله ای تا تولد این تکنولوژی رخ داد. تکنولوزی کنترل وزن فنجان در دستگاه های معدودی وارد بازار شده است و عملا جز تکنولوژی های روز طبقه بندی میشود.

نمونه یک دستگاه اسپرسوساز صنعتی با تکنولوژی کنترل وزن عصاره نهایی؛ این دستگاه ساخت ویکتوریا آردوینو یک برند ایتالیایی است و مدل آن بلک ایگل به معنی عقاب سیاه است. VICTORIA ARDUINO BLACK EAGLE GRAVITECH

[1] چهار حالت تنظیم پیش فرضی است که عموم دستگاه های اسپرسو ساز از آن پیروی می کنند اما در بعضی دستگاه ها تعداد این حالات بیشتر و یا کمتر است.