Espressomaschinen-Testprotokoll V1.5 (work in progress)

Espressomaschinen-Testprotokoll V1.5 (work in progress)

Derzeit arbeiten wir an einem differenzierten Testprotokoll für Espressomaschinen mit mehreren Boilern bzw. mit Multiheizsystem. Neben dem klassischen Dualboiler durchlaufen auch andere Maschinen mit Boiler, Thermoblock und Dickfilmheizer dieses Testprotokoll. Die zentralen Aspekte des Protokolls werden  auch auf Zweikreiser-Espressomaschinen und Einkreiser-Espressomaschinen angewendet. Die Art der Heizquelle (Boiler, Thermoblock, Dickfilmheizer) spielt dabei eine zweitrangige Rolle.

Das Ziel ist, Vergleichbarkeit zwischen Maschinen herzustellen und sie auf unterschiedliche Einsatzzwecke hin zu testen. Für uns geht es nicht darum, die eine, beste Espressomaschine zu finden. Unser Ziel ist, Stärken und Schwächen einer jeden Espressomaschine aufzuzeigen.

Dabei erarbeiten wir messbare Grundlagen (Temperaturkurven, Energieverbrauch), tragen Fakten zusammen und stellen unsere individuelle Einschätzung vor. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Überprüfung der Maschinen für den Einsatz Zuhause. Bei manchen Maschinen beziehen wir aber den Einsatzzweck in einem gastronomischen Setting mit ein.

Das Testprotokoll wird weiter entwickelt und dieser Bericht wird ergänzt. Ein wesentliches ausführlicheres Protokoll wird bei der Durchführung der Tests angewendet. Mehr dazu bald bzw. in unseren Videos, wo wir das Testvorgehen immer wieder erläutern.

Testprotokoll V1.5

Wir überarbeiten derzeit das Testprotokoll und ergänzen es um weitere Aspekte, die insbesondere von der Community vorgeschlagen werden. Bis zu einem vorläufigen Abschluss der Erweiterung markieren wir die Tests mit dem Vermerkt V1.5. Sobald ein Zwischenstand besteht, werden wir die neuen Tests mit V2 kennzeichnen.

1. Espressomaschinen-Stromprotokoll und Leistungsmessung

Das überarbeitete Strom-Messprotokoll sowie vergleichbare Werte sind hier zu finden. Um präzise und verlässliche Werte zu erzielen, sind entsprechende Messgeräte die Voraussetzung. Daher haben wir uns drei Christ CLM1000 Professional (Plus) zugelegt. Das Christ CLM1000 Professional (Plus) liefert sekündliche Messwerte für Leistungsaufnahme und Energieverbrauch in einer Auflösung von einer Zehntel-Wattstunde. Das entspricht 0,0 Wh oder 0,0000 kWh.

Das Messgerät überträgt die Messwerte via USB und wir können sie als CSV speichern und auswerten.

2. Temperaturmessung, Offset und Aufheizzeit

2.1 KM Messverfahren

Um Verständnis über das Verhalten einer Espressomaschine zu erarbeiten, messen wir mit unterschiedlichen Zielen. 

  • Es soll eine reale Aufheizzeit ermittelt werden.
  • Es soll die Temperaturkonstanz im Bezug sowie von Bezug zu Bezug im heimischen Setting ermittelt werden. 
  • Es so die Temperaturkonstanz unter Last mit dem WBC Protokoll ermittelt werden.

Zur Ermittlung der Daten wird Scace 2 mit Datenlogger verwendet. Die Daten werden als csv ausgelesen und ausgewertet.

2.1.1 Aufheizzeit, Offset-Bestimmung

Ein Espressomaschine gilt als aufgeheizt, wenn der 1. Bezug (nach max. einem Durchwärmungsbezug über den Siebträger) nicht mehr als einen Grad von der ermittelten Mittelwerttemperatur bei aufgeheizter Maschine abweicht.

Ergänzende Erläuterungen und Anwendung:

Die Espressomaschine wird, wenn steuerbar, auf 93 Grad eingestellt. Ein möglicher Offset der Maschine wird ermittelt und falls möglich korrigiert. Das Offset zum Auslieferzustand wird vermerkt. Weist die Espressomaschine nach erwartbarer Aufheizzeit bei Bezügen 3 - 5 im KM Protokoll stabile Bezüge mit einem Mittelwert von zwischen 92,2 und 93,8 Grad auf (gemessen von Sekunde 5 bis 25), gilt die Espressomaschine als ausreichend präzise eingestellt und kalibriert.

  • Die Maschine gilt als akzeptabel aufgeheizt, wenn die Mittelwerttemperatur des ersten Bezugs maximal einen Grad von der Mittelwerttemperatur der kalibrierten Maschine im KM Temperatur-Protokoll aufweist. Wenn es einen positiven Effekt auf die Maschine aufweist, kann vor dem Bezug maximal ein Spül- oder Durchwärmungsbezug vorgenommen werden, um den Siebträger aufzuheizen.
  • Das Offset wird mit dem Ziel eingestellt, die Temperatur auf die Bezüge nach der Aufheizzeit zu optimieren. Ein anderer Ansatz wäre, die Temperatur auf eine längere Stehzeit zu optimieren. Je nach Nutzungsverhalten empfehlen wir Fachhändlern die gewünschte Optimierung ihrer Kunden abzufragen und die Maschine entsprechend zu einzustellen.
  • Erreicht eine Espressomaschine ein Temperatur von 92,2 Grad und lässt sich das Offset in 1 Grad Schritten optimieren, würde wir eine Espressomaschine um 1 Grad nach oben korrigieren, um näher an der Zieltemperatur von 93 anzugelangen.

Beispiel: eine Maschine weist aufgewärmt und durchgeheizt einen Temperaturmittelwert (immer ausgehend von Sekunde 5 bis 25 einer Extraktion) von 92,25 auf. Die Maschine gilt dann als aufgeheizt, wenn ein Mittelwert von mindestens 91,25 Grad erreicht wird.

  • Wird eine Espressomaschine mit einem Siebträger ausgeliefert, der aufgrund des Einsatzes von Plastik oder Silikon eine geringere Masse aufweist, als der verwendete Messsiebträger (697 g), so wird das durch einen höheren Toleranzwert kompensiert. Die Aufheizzeit gilt bereits 0,5 Grad früher als erreicht.
  • Die minimale Temperatur für die Aufheizung liegt also bei 91,2 Grad Celsius. Mit alternativen Siebträgern liegt die Minimaltemperatur dementsprechend bei 90,7 Grad Celsius.

2.1.2 KM Protokoll Standard

Die Maschine wird mit Raumtemperatur angeschaltet. Nach Kaltstart wird die Zubereitung von 5 doppelten Espressi mit dem zeitlichen Abstand von 1 Minute simuliert. Kaltstart bedeutet, dass nach einer Messreihe die Maschine jeweils abgekühlt wird. Bei Boiler-Espressomaschinen dauert das in der Regel einen Tag.

Während des gesamten Prozesses wird die Temperatur im Siebträger gemessen und in einer csv-Datei abgespeichert. Detailliert ergibt sich folgendes Testvorgehen:

  • Aufheizzeit  je nach Anwendung, Herstellerangabe, Testszenario
  • ausspannen
  • Durchwärmungsbezug mit unter das Brühwasser gehaltenem Messsiebträg (bei Bedarf und wenn förderlich für die Maschine. Maximal ein Durchwärmungsbezug)
  • falls kein Durchwärmungsbezug gemacht wird, 2 - 5 Sekunden spülen, je nachdem was das beste für die Espressomaschine ist.
  • einspannen
  • 27 s extrahieren
  • 15 s eingespannt lassen
  • ausspannen
  • 45 s ausgespannt liegen lassen
  • 2s spülen
  • 27 s extrahieren
  • Dieser Vorgang wird insgesamt 5 mal durchlaufen.

Die Daten werden anschließend in den Ordner der Testmaschine abgelegt. Die Ausgangswassertemperatur im Wassertank ist 20 Grad +/- 2.

2.1.2 Herstellerangaben

Statt nach 25 Minuten wird das obige Testverfahren nach X Minuten durchgeführt. X entspricht den Angaben des Herstellers, wann die Maschine auf Betriebstemperatur sein soll.

2.1.3 Empfehlungen und Erörtern der reellen Aufheizzeit

Ziel dieser dritten Messreihe ist, herauszufinden wie eine Maschine so benutzt werden kann, dass sie die bestmögliche Temperaturperfomance liefert. Dazu wird eine Messung pro Tag gemacht. Anschließend wird die Espressomaschine bis zur vollständigen Abkühlung nicht verwendet. Wir nähern uns der Aufheiztemperatur in Schritten von 5 Minuten und machen je nach Maschine Messungen bei 5, 10, 15, 20 Minuten.

2.2 WBC Messverfahren

Die Espressomaschine wird nach den Vorgaben der SCA bzw. World Barista Championship überprüft. Ziel dieser Prüfung ist insbesondere eine sehr gute Temperaturperformance unter Frequenz und bei längerer Aufheizung der ganzen Espressomaschine. Die Ergebnisse dieser Messung sind relevant für den gastronomischen Einsatz und für die Vergleichbarkeit mit professionellen Espressomaschinen.

3. Material, Größe, etc.

In einer globalen Excel werden alle Daten der Espressomaschinen erfasst, dazu gehören.

Allgemeines: Tiefe, Höhe, Breite, Gewicht, Preis €/CHF, Maximale Tassenhöhe (cm), Pumpe, Anzahl Manometer, Kesselmaterial und Volumen, Einstellbarkeit Offset, PID Regelung, App Steuerung und Umfang, Leistung Watt

Wasser: Festwasseranschluss, Wasserabfluss, Wassertank, Tropfschale Umfang, Filtersteckplatz, Schwimmer, Durchfluss 

Milch: Aufschäumen von 10 Grad kalter Milch auf 60 Grad. Messung der Sekunden. Fixierter Position des Thermocouple.

Messung Lichte Höhe zwischen Tropfschale und Siebträgerauslauf.

Messung Lautstärke. Fixierte Position. Ein Meter Entfernung. Name Messgerät.

Benjamin Hohlmann
Benjamin Hohlmann
Benjamin Hohlmann ist Gründer der Kaffeemacher GmbH. Er war bis Ende 2016 neun Jahre teilhabender Geschäftsführer und Wirt im Kaffeehaus unternehmen mitte. Mit der Kaffeemacher-Akademie, dem Spezialitäten-Café frühling im Kleinbasel und dem Kaffee-Mobil hat er in Basel Massstäbe in Sachen Kaffee gesetzt. In den letzten Jahren sind zum Kaffeemacher-Universum die Kaffeefarm Santa Rita sowie unsere Rösterei hinzu gekommen. Benjamin ist Co-Geschäftsführer der Kaffeemacher verantwortlich für Finanzen, Strategisches und Öffentlichkeitsarbeit. Als Sensoriker und Berater unterstützt er ausserdem Unternehmen und Projekte. Er ist Dozent an der ZHAW Wädenswill im Bereich Kaffee und als Vortragsredner international im Einsatz.

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