Slovníček pojmů

Kávovar, který má jeden okruh (tradiční bojler nebo termoblok), primárně nahřívá na teplotu pro přípravu kávy. Pro použití páry je nutné přepnout na páru, tedy aktivovat zvýšení teploty systému. Počkat než se systém nahřeje a vznikne dostatečné množství páry. Poté je možné použít páru na šlehání mléka, po našlehání mléka je nutné opět systém ochladit na režim espresso.

Plusy: nižší pořizovací cena, v kombinaci s PID regulací dosahuje stabilní teploty

Mínusy: na páru musím počkat a po použití opět ochladit/odvzdušnit, časově tedy méně komfortní pro přípravu cappuccina (zdržení cca 1,5 až 2 minuty oproti dvěma okruhům)

Kávovary s jedním okruhem jsou obvykle nahřívány termostatem nebo pomocí PID regulace. Samozřejmostí bývá vibrační čerpadlo.

Kávovar, který disponuje dvěma nezávislými okruhy (dvoubojlerový), nabízí nejen maximální komfort použití, ale také dokonalou kontrolu nad systémem a perfektní tepelnou stabilitu. V kávovaru jsou dva oddělené okruhy/bojlery a každý má své topné těleso. Je tedy možné nezávisle na sobě nastavit teplotu vody na espresso a teplotu vody v servisním bojleru (horká voda/pára). Případně je také možné servisní bojler vypnout a používat pouze espresso bojler.

Plusy: nejlepší řešení pro maximální tepelnou stabilitu, oddělené nastavení teplot obou bojlerů, velmi komfortní použití

Mínusy: těžko nějaké vymyslet

Kávovary se dvěma nezávislými okruhy, dvoubojlerové kávovary, jsou obvykle nahřívány pomocí PID regulace. U těchto kávovarů už bývá samozřejmostí rotační čerpadlo.

Kávovar se systémem bojlerů HX, tedy výměník, umožňuje velmi komfortní obsluhu při přípravě mléčných nápojů (šlehání mléka). Je možné současně vařit espresso a šlehat mléko. Pára je ihned k dispozici bez čekání.

HX funguje tak, že máme k dispozici 2 okruhy a topné těleso je pouze v jednom z nich - v servisním bojleru. Okruh na espresso nemá vlastní topné těleso a voda v tomto okruhu je ohřívaná pomocí toho druhého okruhu (servisního bojleru). Okruh pro espresso vlastně prochází skrz větší servisní bojler, který ho ohřívá. Regulovat lze pouze servisní bojler. Pokud zvýšíme teplotu v bojleru (např. chceme silnější páru), přímo to ovlivní také teplotu vody ve výměníku/okruhu na espresso.

Plusy: komfortní příprava espressa i cappuccina bez čekání na páru, stejný komfort jako dvoubojler za dostupnější cenu

Mínusy: okruhy jsou na sobě závislé, tedy voda na espresso je ve výměníku ohřívaná pomocí servisního bojleru (horká voda/pára)

Kávovary se systémem HX/výměníkem jsou obvykle nahřívány presostatem nebo pomocí PID regulace. Tlak zajišťuje vibrační čerpadlo nebo rotační čerpadlo.

Velmi doporučujeme vybírat pouze kvalitní mlýnky s asynchronním motorem, kde jsou kameny uloženy přímo na hřídeli motoru bez převodů. Tyto motory jsou velmi jednoduché, robustní a mají velmi dlouhou životnost.

Jednoduchou nápovědou může být hmotnost mlýnku. Mlýnky s asynchronním motorem budou mít určitě více než 5 kg. Toto sice nemusí platit vždy, někteří výrobci dávají do mlýnku "závaží", aby byly stabilnější, ale obecné vodítko to je.

Automatické mlýnky s digitálním časovačem jsou velmi komfortní. Obvykle mají kromě manuálního režimu také možnost nastavit dva časy - jednu dávku a dvě dávky. Nejprve si dávku kávy vyladíte za pomoci váhy a poté už máte přiřazeny dva časy pro jedno a dvě espressa. Použití digitálního displeje je velmi pohodlné, čas můžete velmi citlivě měnit po desetinách vteřiny. Navíc v průběhu mletí můžete dávkování pozastavit, srovnat si kávu v páce (aby nepřepadávala) a poté dávku dokončit.

Automatický mlýnek s digitálním časovačem má naše největší doporučení. Ideálně vybírejte mlýnky značky Eureka. Specializují se výhradně na mlýnky a právem patří mezi lídry na trhu.

Automatický mlýnek s integrovanou váhou je velmi komfortní pro nastavení vždy stejného množství mleté kávy. Velmi důrazně doporučujeme vybírat pouze ty mlýnky, kde je společně s integrovanou váhou zajištěno také velmi kvalitní zpracování nejen těla mlýnku, ale hlavně celého mlecího ústrojí.

Kvalitně zpracované mlýnky byly dosud dostupné pouze pro profesionální použití zejména do kaváren (pořizovací ceny v řádu vysokých desítek tisíc).

Společnost Eureka přinesla na trh také řešení pro domácnosti a malé provozy, u kterého získáte za velmi přijatelnou cenu kombinaci skvělého zpracování a přesného vážení mleté kávy.

Skvělé zpracování, italský design i výroba. To je elektrický mlýnek s integrovanou váhou Eureka Mignon Libra.

Výhody: asynchronní motor, kvalitní zpracování, kovové uložení mlecího ústrojí, velmi tichý chod, dostupné náhradní díly

Doposud pro domácí segment nabízela mlýnky s integrovanou váhou značka Baratza (výroba Taiwan) - na základě našich servisních zkušeností ale tyto mlýnky velmi nedoporučujeme (slabiny: komutátorový motor s plastovými převody, plastové uložení mlecího mechanismu, vysoká hlučnost, poměrně krátká životnost a velmi drahé náhradní díly).

Pokud tedy hledáte kvalitní elektrický mlýnek s integrovanou váhou, Eureka Mignon Libra je ideální volba.

Automatické mlýnky mají obvykle dva režimy - automatický i manuální. Při přepnutí mlýnku do manuálního režimu můžete mlýnek používat stejně jako manuální. V automatickém režimu můžete nastavit velikost dávky, tedy čas mletí. Mechanické časovače nejsou moc komfortní a obsluha musí otočením potenciometru (ovládacího kolečka) odhadnout délku mletí. Výrazně pohodlnější je použití automatického mlýnku s digitálním časovačem.

Bezedná páka nebo také "nahá" (naked portafilter) je vlastně úplně stejná jako standardní páka, které uřízneme spodní část. Nepoužívá se tedy výpust, ale extrakce/perkolace vychází z filtru přímo do šálku - káva neprochází přes výpusti. Použití bezedné páky je náročnější než u běžné páky.

Výhody:

• pozorování extrakce přímo z filtru, je vidět rovnoměrnost extrakce a případně kanálkování kávy
• jednoduší údržba a čištění

Nevýhody:

• náročnější na všechny detaily (mletí, dávkování, distribuce, pěchování)
• pokud není vše na 100 %, káva stříká mimo hlavní proud kolem

Bojler je nádoba o určitém objemu vody. Bojler může být nahříván aktivně vlastním topným tělesem nebo pasivně jiným zdrojem tepla. Čím je větší objem bojleru a přesnější technologie regulace teploty, tím je voda na přípravu espressa stabilnější.

Regulace teploty vody v bojleru je nejčastěji zajišťovaná pomocí termostatu, elektronického termostatu, presostatu nebo elektronikou, tedy PID regulace.

Důležitý parametr během přípravy kávy je čas extrakce, tedy doba kontaktu kávy s vodou. Obecně platí, že se čas extrakce u espressa pohybuje mezi 20 a 30 vteřinami. Při přípravě espressa ze světleji pražené kávy (nové trendy pražení) se může doba extrakce pohybovat až mezi 30 a 40 vteřinami. Čas extrakce je vhodné během přípravy espressa sledovat, vybavenější kávovary s displejem tímto časovačem disponují a pro baristu je pak přehled o čase velmi komfortní.

Výdej kávy se spustí přes ovládací prvek, obvykle tlačítko. Tlačítku lze naprogramovat požadovaný objem kávy podle typu technologie, a to buď na základě objemu, nebo času. Výdej kávy se poté ukončí automaticky. Tato funkcionalita bývá někdy označována také jako volumetrika.

Výdej kávy se spustí přes ovládací prvek, obvykle se jedná o tlačítko, přepínač nebo extrakční páčku. Po výdeji požadovaného množství kávy je nutné výdej ukončit manuálně, tedy opět pomocí tlačítka, přepínače nebo extrakční páčky.

V 60. letech minulého století přišla na trh nová technologie, která se brzy stala jedním z nejrozšířenějších principů stabilizace teploty vody při extrakci kávy. Hlava E61 je připojena na okruh vody (bojler), voda v bojleru potom cirkuluje přes komoru hlavy E61. Hlava je tak prohřívaná vodou z espresso bojleru a díky tomu přispívá během extrakce ke stabilizace teploty. Tato technologie je jedna z nejpoužívanějších technologií dodnes.

Plusy: lepší tepelná stabilita než u běžné kruhové hlavy

Mínusy: pořizovací cena, používá se ve vyšší třídě kávovarů

Elektrický mlýnek na kávu patří k nejdůležitějšímu vybavení každého baristy a možná by se dalo říct, že mlýnek je vůbec to nejdůležitější. Aby bylo možné připravit co nejlepší espresso, musí být káva ideálně pomletá, všechny její částečky musí být stejně veliké (homogenní) bez zbytečného kávového prachu. Při výběru mlýnku se budete nejvíce soustředit na:

• motor mlýnku (asynchronní, komutátorový)
• mlecí kameny (ploché, kónické, kovové, keramické, velikost kamenů)
• konstrukci mlýnku (převod kroutícího momentu na kameny, tepelná retence, retence zbytkové kávy)
• obsluhu mlýnku (manuální, automatický - mechanický, digitální)
• údržbu (náročnost čištění, přístup k mlecím kamenům)

Doporučujeme věnovat mlýnku náležitou pozornost a určitě je vhodné se na sestavu kávovar + mlýnek dívat jako na celek. Není dobré pořídit dražší kávovar a mlýnek dát na vedlejší kolej. Naopak. Pokud máte určitý rozpočet na celou sestavu, snažte se vybrat co nejlepší mlýnek - i za cenu určitého kompromisu na straně kávovaru.

Přesná regulace teploty pomocí elektroniky na pevně definovanou cílovou teplotu. Regulace je přesná, ale teplotu nelze měnit. Z výroby je to nastaveno na ideální hodnotu.

Přesná regulace pomocí elektroniky s možností změny teploty. Způsob změny teploty záleží na technickém řešení daného výrobce u konkrétního modelu kávovaru.

Obvykle se jedná o přepínač, který má více poloh a uživatel může teplotu měnit.

Je to nejlepší způsob, jak z pražených kávových zrn získat to nejlepší, co mohou dát.

Espresso je nápoj, kterého docílíme protlačením horké vody vhodným tlakem přes mletou kávu.

Tradiční italské espresso je definováno takto:

• 7 g mleté kávy na jednu porci (dnes používáme také 8 - 9 g)
• upěchování váhou přibližně 20 kg
• teplota vody během extrakce 88 - 93 °C
• tlak během extrakce 9 barů + - 1 bar (u vibračních čerpadel se tlak kalibruje na 10 - 11 barů)
• doba extrakce 20 - 30 s
• objem espressa v šálku přibližně 30 ml

K extrakci dochází během perkolace espressa. Jedná se o proces získávání pevných látek a olejů z povrchu kávových částic.

Filtry, kterým se někdy říká misky nebo košíky, se vyrábějí v různých tvarech a velikostech. Nejběžnější jsou filtry pro 1 porci (7 - 9 g kávy) a 2 porce (14 - 18 g kávy).

Také se setkáte s označením precizní filtr, to znamená, že během výroby jsou zvýšené požadavky na kvalitu a kontrolu kvality perforací filtru.

Někteří výrobci dodávají na trh kávovary s menším rozměrem hlavy, než je standardní profesionální rozměr. U těchto kávovarů se proto mnohdy setkáte s názvem tzv. hlava 57. To je sice zažitý, ale nepřesný údaj. Ve skutečnosti je rozměr hlavy a vnitřní průměr páky přibližně o 1–2 mm větší. Vzhledem k tomu, že se u těchto kávovarů používá pěchovadlo s velikostí základny 57 mm, přenesl se tento rozměr i do označení hlavy kávovaru. Proto se dnes používá ustálené spojení hlava 57.

I zde však baristy čeká několik výjimek. Například italská společnost Lelit vybavuje některé kávovary filtry s vnitřním průměrem 57,35 mm. Od toho se samozřejmě odvíjí i velikost základny doporučeného pěchovadla a distributoru, které by měli mít stejnou velikost.

Na kávovaru s domácím rozměrem hlavy připravíte velmi kvalitní espresso. Musíte pouze počítat s tím, že při výběru nejrůznějších doplňků budete odkázáni na daného výrobce/značku.

I domácí kávovary mohou disponovat profesionálními parametry. Klasickým příkladem je právě profesionální neboli komerční rozměr hlavy kávovaru. Tento parametr je důležitý nejen z důvodu kompatibility baristického příslušenství, ale také z hlediska dosažení té nejlepší teplotní stability. Tu zajišťuje mimo jiné právě robustnější a silnější konstrukce hlavy, než jakou disponují modely s domácím rozměrem.

U kávovarů s profesionální hlavou jsou mezi sebou kompatibilní filtry od různých výrobců, ať už standardní, nebo precizní, stejně tak i další příslušenství, jako jsou třeba pěchovadla a distributory. Pozor, páky však být kompatibilní nemusí. Ideální je vždy používat páku určenou pro daný model kávovaru – páky se mohou lišit šířkou a délkou křidélek, jejich umístěním a náběhovou hranou.

Co se týče rozměru 58 mm, není to úplně přesný údaj, který by uváděl rozměr samotné hlavy. Profesionální hlava a vnitřní průměr páky mají totiž rozměr o trochu větší, a to 60 mm. Nicméně pro každého baristu je nejdůležitějším údajem rozměr, který označuje pěchovadlo, což je v tomto případě právě oněch 58 mm – proto se u těchto typů kávovarů ustálilo označení profesionální hlava 58.

Výběru základny pěchovadla přesto doporučujeme věnovat vyšší pozornost. Výrobci stále častěji používají filtry, u kterých je možné použít pěchovadla s průměrem základny až 58,55 mm. Vždy je tedy potřeba ověřit, jaké filtry jsou u kávovaru přiloženy nebo jaké chce barista používat.

Keramické mlecí kameny vydrží obecně o něco déle ostré než ty kovové, ale využívají se velmi málo - jsou křehké a poměrně drahé. Nejčastější využití je u malých ručních mlýnků, kde se nepředpokládá jejich častá výměna z důvodu velkého zatížení a není tolik pravděpodobné mechanické poškození. U elektrických mlýnků doporučujeme volit variantu kovových mlecích kamenů.

Komutátorové motory mají kratší životnost a poznáme je podle komutátoru s uhlíkovými kartáči. Uhlíky se v čase opotřebovávají a právě kvůli tomuto tření mají omezenou životnost. Využívají se u některého ručního nářadí jako jsou vrtačky. Výhodou těchto motorů je jejich nízká hmotnost, což se u ručního nářadí samozřejmě hodí - u mlýnků na kávu tato výhoda není stěžejní, protože mlýnek stojí na pracovní lince a měl by být stabilní. Mlýnky s komutátorovými motory jsou obvykle hlučnější a vysokootáčkové - kroutící moment přenášejí z hřídele motoru na kameny pomocí převodů, např. převodový řemen nebo systém ozubených plastových kol.

V průběhu opotřebovávání uhlíků (kartáčů) se uvolňuje nezanedbatelné množství uhlíkového prachu do útrob mlýnku. Jedná se o starší technologii, která je nahrazována bezkartáčovými motory, kde komutátor zastupuje elektronika. Zatím jsme ale jejich použití u mlýnků na kávu nezaznamenali. Zřejmě z důvodu vyšší ceny.

Tyto mlýnky mívají celkovou hmotnost do 5 kg.

Samozřejmě vše záleží na využití mlýnku a jeho zatížení. Pokud si chcete koupit designový mlýnek, který má komutátorový motor a smíříte se s vyšší hlučností a jednodušším motorem, asi proč ne. Nicméně spíše doporučujeme volit mlýnek s robustním asynchronním motorem, kde jsou kameny uloženy přímo na hřídeli motoru bez převodu.

Kónické kameny mají kónický tvar a vnitřní kámen je vložen do vnějšího. Mletí probíhá vertikálně. Vnější kámen je kruhovitého tvaru a jeho vnitřní část je pokryta ozubením. Vnitřní kámen má vnější ozubení a kónický tvar, tento vnitřní kámen je vložen do vnějšího.

Konstrukce a umístění ozubení (úhel, tvar a počet zubů) ovlivňují kvalitu mletí. Vzdálenost mezi těmito dvěma kameny (vymezení prostoru) ovlivňuje hrubost mletí, tedy velikost mletých částic kávy. Kávová zrna padají shora mezi kameny, kde jsou mlecí zuby největší a prochází postupně směrem dolů, kde se zuby zmenšují. Rotací kamene a také díky gravitaci padá mletá káva do mlecí komory.

Jaká je konzistence mletí u kónických a plochých mlecích kamenů? Zásadní rozdíl mezi kónickými a plochými kameny je náročnost uložení kamenů. Pro konzistenci mletí je uložení naprosto zásadní. Toto je označováno také jako Burr Alignment. Po konstrukční stránce je uložení kónických kamenů velmi náročné (oproti plochým), je nutné totiž řešit nejen paralelní uložení, ale hlavně také vycentrování. Mlecí kámen je obvykle uložen na hřídeli motoru a to negativně ovlivňuje bezchybné centrování.

To je důvod, proč je jednoduší docílit perfektní homogenity mletí u plochých mlecích kamenů.

Na druhou stranu kónické kameny mají jednodušší řešení zahřívání. Vertikální uložení a působení gravitace pomáhá mletí a není nutné to tolik dohánět výkonem, odvodem tepla (ventilací) a rychlostí otáček. U plochých mlecích kamenů je tomuto potřeba věnovat větší pozornost. Nicméně pokud je mlýnek správně konstrukčně vyřešen s dostatečným odvodem tepla, není to problém a teplotní retence je potom u plochých a kónických kamenů podobná.

Věříme tedy, že obecně ploché mlecí kameny předčí ty kónické.

Důležité je samozřejmě zvolit co nejkvalitnější mlýnek, který zajistí konzistentní mletí, nízkou retenci v mlecím ústrojí a nízkou teplotní retenci. Je také velmi důležité volit mlýnek podle charakteru provozu nebo-li přizpůsobit výběr mlýnku požadavkům na jeho vytížení.

Naše doporučení mají mlýnky značky Eureka. Specializují se výhradně na mlýnky a právem patří mezi lídry na trhu.

Nejrozšířenější mlecí kameny jsou kovové (ocelové). Kovové mlecí kameny najdete téměř u všech mlýnků na trhu. Nové kovové kameny jsou v porovnání s keramickými výrazně levnější a do náročnějších provozů je možné také volit jejich varianty s různými povrchovými úpravami, které prodlužují životnost kamenů, např. titanová vrstva.

U domácích mlýnků doporučujeme standardní kovové kameny a interval jejich výměny při běžném využití odhadujeme na 4 roky (pokud nedojde k jejich mechanickému poškození, např. kamínek v kávě).

Kruhová hlava je technologie, která se používá u základních kávovarů. Hlava je napojená na bojler nebo termoblok a teplota se přenáší pouze tepelnou vodivostí materiálů, ze kterých jsou komponenty vyrobeny.

Plusy: nízká pořizovací cena

Mínusy: nižší tepelná stabilita

Kruhová hlava s vlastním ohřevem disponuje přídavným topným tělesem. Hlava se tedy primárně neprohřívá cirkulací vody, ale voda vstupující do hlavy kávovaru je nejprve předehřátá pomocí parního bojleru a poté na výstupu dohřátá/stabilizovaná v hlavě kávovaru pomocí integrovaného topného tělesa.

U manuálních mlýnků probíhá dávkování kávy pouze manuálně. Mlýnek má spínač mletí a podle toho, jak dlouho spínač držíte, mlýnek mele. Obsluha si musí pomocí spínače nadávkovat kávu a následně ideálně zkontrolovat velikost dávky na digitální váze.

Pokud preferujete pohodlnější použití, tedy nastavit automaticky dávku kávy, je lepší volit mlýnek automatický.

Páka (také portafilter nebo filterholder) slouží jako držák filtrů, do kterých se mele káva. Páka se po upěchování kávy vkládá do hlavy kávovaru, kde probíhá extrakce kávy. Komerční rozměr páky má vnitřní průměr přibližně 60 mm, filtry potom 58 mm. Doporučený průměr základny pěchovadla je 58 - 58,55 mm, v závislosti na konkrétním filtru (nebo také misce, košíku).

Každá páka má určitý počet a rozměry křídel (wings), páky tedy nemusí být mezi kávovary kompatibilní. Ideální je používat vždy páku daného výrobce nebo kompatibilitu ověřit u prodejce.

Pěchovadlo slouží ke správnému upěchování kávy ve filtru. Důležité je rovnoměrné a stabilní pěchování. Na soutěžích dodržují baristé pěchování váhou 20 kg, v domácích podmínkách nemusíte trvat na váze 20 kg (když to bude 10 nebo 15 nevadí), důležitější je dodržovat stále stejnou váhu pěchování. Sílu pěchování můžete vyzkoušet zatlačením na běžné váze a také tak můžete trénovat opakovatelnost síly pěchování.

Při výběru pěchovadla je nejdůležitější průměr základny. Nejběžnější profesionální rozměr je 58 až 58,55 mm podle typu použitého filtru.

Prostup horké vody pod určitým tlakem přes částečky namleté kávy. Voda během protékání odvádí z povrchu kávových částic pevné látky a oleje a nese je dále do šálku. Proces, kdy se získávají látky z namleté kávy, se nazývá extrakce.

Kávovar může disponovat přepínačem teplot, obvykle ve 3 stupních - nízká teplota, střední teplota, vysoká teplota. Toto se může lišit podle vybavenosti daného modelu.

Případně kávovar nedisponuje žádným přepínačem a teplota je regulovaná pomocí PID na továrně nastavenou hodnotu. Uživatel teplotu nemění.

PID regulace je jeden z nejpoužívanějších algoritmů pro přesné řízení regulované veličiny. Jelikož vysvětlení tohoto algoritmu je složitější a je hojně popsáno v odborných literaturách, nabízíme velice stručný popis principu pro nastínění problematiky.

PID regulace je zkratka složek regulátoru: P - Proporcionální, I - Integrační a D - Derivační.

Vliv jednotlivých složek

• P – proporcionální: určité změně na vstupu regulace odpovídá určitá změna na výstupu.
• I – integrační: určité změně na vstupu odpovídá určitá rychlost na výstupu
• D – derivační: určité rychlosti změny na vstupu odpovídá určitá poloha (velikost) regulačního členu

Tyto tři principy se kombinují. Nalezení jejich optimálních poměrů pro danou regulovanou soustavu je klíčem k úspěšné aplikaci PID regulace. Každá ze tří složek je zastoupena jedním parametrem: P – pásmem proporcionality, I – integračním časem, D – derivačním časem. Parametry se udávají buď v konkrétních jednotkách, nebo relativně, tedy jako bezrozměrné veličiny a vztažené k nějaké referenční hodnotě, stejně jako v našem případě. Pak mluvíme o regulačních konstantách Kp, Ki, Kd.

Cílem PID regulace použité v kávovaru je za co nejkratší čas dosáhnout žádané hodnoty a tu nadále udržovat konstantní s minimálním překročením žádané hodnoty nebo kolísáním kolem žádané hodnoty.

Soustava veličin regulace se skládá z:

• Žádaná hodnota – teplota, na kterou regulujeme.
• Aktuální hodnota – aktuální teplota, informace pro regulátor v jaké fázi se nachází.
• Akční člen – ovládání topného tělesa regulátorem.

PID regulátor tedy musí zohlednit vlastnosti regulované soustavy, chování akčního členu, jeho setrvačnost, okolní vlivy atd. Aby teplota nepřekročila žádanou hodnotu musí včas vypínat dodávku el. energie do akčního členu a spínat ji jen po určitý čas, čím více se blíží k žádané hodnotě. Tak aby aktuální hodnota se blížila (rovnala) hodnotě žádané a udržovala ji konstantní. Je zřejmé, že k dosažení žádané hodnoty bude třeba více času než v případě použití bimetalového termostatu, ale nedojde zde k překmitu a následnému velkému kolísání teploty kolem žádané hodnoty.

PID regulace může probíhat spojitě nebo nespojitě. Spojitě probíhá dodávkou určitého výkonu do akčního členu (topné těleso může topit méně nebo více). Nespojitá regulace probíhá vypínáním a zapínáním akčního členu po určitou dobu. Zapnutím je myšlená dodávka 100% výkonu do akčního členu.

Jak působí jednotlivé složky

Proporcionální složka - proporcionální regulátor odečte aktuální hodnotu od požadované a rozdíl - budeme mu říkat odchylka - vynásobí konstantou. Výsledek je výkon, jaký bude dodávat do topného tělesa, v našem případě doba sepnutí tělesa v časovém okně.

Integrační složka - integrační regulátor vezme odchylku, vynásobí ji konstantou a přičte si ji ke své složce. Znamená to, že pokud bude změřená hodnota nižší než požadovaná, integrační složka se bude zvyšovat. Pokud změřená teplota bude vyšší než požadovaná, bude se integrační složka snižovat. Čím bude odchylka vyšší, tím rychleji se integrační složka bude měnit. Pokud bude regulátor pouze integrační, bude topit nejdříve málo, výkon se bude zvyšovat a po dosažení požadované teploty a jejím překročení se bude výkon snižovat. Po ustálení teploty na požadované hodnotě bude integrační složka nastavená na výkon, který je třeba pro udržení ustálené teploty (dodáváme stejný výkon, jakým se bojler ochlazuje). Pokud bude konstanta nulová, neprojeví se integrační složka v regulátoru vůbec. Pokud bude moc velká, výkon po dosažení požadované teploty bude velký a teplota příliš překročí požadovanou hodnotu. Pokud bude nastavená optimálně, překročí teplotu, ale překmit bude jen jeden.

Derivační složka - derivační regulátor vezme rychlost změny odchylky a vynásobí ji konstantou. Když tedy teplota klesá, derivační složka zvyšuje výkon. Čím rychleji teplota klesá, tím vyšším výkonem bude derivační regulátor topit. Pokud bude teplota stoupat, derivační regulátor bude výkon snižovat. To se projeví velmi dobře právě v okamžiku, když začneme extrahovat. Teplota se najednou začne snižovat a derivační složka na to může okamžitě reagovat zvýšením výkonu. Na druhou stranu, když teplota začne růst příliš rychle, výkon bude snižovat. Pokud bude konstanta pro derivační složku moc velká, bude se teplota dostávat na požadovanou hodnotu celkem pomalu, zato reakce na změnu se projeví velmi prudce na výkonu. Pokud bude konstanta pro derivační složku nízká, bude regulátor pomaleji reagovat na změny teploty.

Nalezení optimálního nastavení konstant pro regulaci není úplně triviální a metoda pokus omyl není úplně na místě. Vždy se doporučuje nejprve postupovat od složky P (I a D vyřadit). Následně složka I a D zapojovat a dle chování regulátoru upravovat. Z výroby je regulátor nastaven optimálně pro daný typ soustavy, ale nabízí se tu možnost experimentovat a upravovat PID regulaci v jednotlivých profilech jak pro regulaci při extrakci, tak při přípravě páry.

Chování PID regulátoru v určitých situacích nastavení

Na displeji je možné nastavenou cílovou teplotu měnit.

PID regulace je jeden z nejpoužívanějších algoritmů pro přesné řízení regulované veličiny. Jelikož vysvětlení tohoto algoritmu je složitější a je hojně popsáno v odborných literaturách, nabízíme velice stručný popis principu pro nastínění problematiky.

PID regulace je zkratka složek regulátoru: P - Proporcionální, I - Integrační a D - Derivační.

Vliv jednotlivých složek

• P – proporcionální: určité změně na vstupu regulace odpovídá určitá změna na výstupu.
• I – integrační: určité změně na vstupu odpovídá určitá rychlost na výstupu
• D – derivační: určité rychlosti změny na vstupu odpovídá určitá poloha (velikost) regulačního členu

Tyto tři principy se kombinují. Nalezení jejich optimálních poměrů pro danou regulovanou soustavu je klíčem k úspěšné aplikaci PID regulace. Každá ze tří složek je zastoupena jedním parametrem: P – pásmem proporcionality, I – integračním časem, D – derivačním časem. Parametry se udávají buď v konkrétních jednotkách, nebo relativně, tedy jako bezrozměrné veličiny a vztažené k nějaké referenční hodnotě, stejně jako v našem případě. Pak mluvíme o regulačních konstantách Kp, Ki, Kd.

Cílem PID regulace použité v kávovaru je za co nejkratší čas dosáhnout žádané hodnoty a tu nadále udržovat konstantní s minimálním překročením žádané hodnoty nebo kolísáním kolem žádané hodnoty.

Soustava veličin regulace se skládá z:

• Žádaná hodnota – teplota, na kterou regulujeme.
• Aktuální hodnota – aktuální teplota, informace pro regulátor v jaké fázi se nachází.
• Akční člen – ovládání topného tělesa regulátorem.

PID regulátor tedy musí zohlednit vlastnosti regulované soustavy, chování akčního členu, jeho setrvačnost, okolní vlivy atd. Aby teplota nepřekročila žádanou hodnotu musí včas vypínat dodávku el. energie do akčního členu a spínat ji jen po určitý čas, čím více se blíží k žádané hodnotě. Tak aby aktuální hodnota se blížila (rovnala) hodnotě žádané a udržovala ji konstantní. Je zřejmé, že k dosažení žádané hodnoty bude třeba více času než v případě použití bimetalového termostatu, ale nedojde zde k překmitu a následnému velkému kolísání teploty kolem žádané hodnoty.

PID regulace může probíhat spojitě nebo nespojitě. Spojitě probíhá dodávkou určitého výkonu do akčního členu (topné těleso může topit méně nebo více). Nespojitá regulace probíhá vypínáním a zapínáním akčního členu po určitou dobu. Zapnutím je myšlená dodávka 100% výkonu do akčního členu.

Jak působí jednotlivé složky

Proporcionální složka - proporcionální regulátor odečte aktuální hodnotu od požadované a rozdíl - budeme mu říkat odchylka - vynásobí konstantou. Výsledek je výkon, jaký bude dodávat do topného tělesa, v našem případě doba sepnutí tělesa v časovém okně.

Integrační složka - integrační regulátor vezme odchylku, vynásobí ji konstantou a přičte si ji ke své složce. Znamená to, že pokud bude změřená hodnota nižší než požadovaná, integrační složka se bude zvyšovat. Pokud změřená teplota bude vyšší než požadovaná, bude se integrační složka snižovat. Čím bude odchylka vyšší, tím rychleji se integrační složka bude měnit. Pokud bude regulátor pouze integrační, bude topit nejdříve málo, výkon se bude zvyšovat a po dosažení požadované teploty a jejím překročení se bude výkon snižovat. Po ustálení teploty na požadované hodnotě bude integrační složka nastavená na výkon, který je třeba pro udržení ustálené teploty (dodáváme stejný výkon, jakým se bojler ochlazuje). Pokud bude konstanta nulová, neprojeví se integrační složka v regulátoru vůbec. Pokud bude moc velká, výkon po dosažení požadované teploty bude velký a teplota příliš překročí požadovanou hodnotu. Pokud bude nastavená optimálně, překročí teplotu, ale překmit bude jen jeden.

Derivační složka - derivační regulátor vezme rychlost změny odchylky a vynásobí ji konstantou. Když tedy teplota klesá, derivační složka zvyšuje výkon. Čím rychleji teplota klesá, tím vyšším výkonem bude derivační regulátor topit. Pokud bude teplota stoupat, derivační regulátor bude výkon snižovat. To se projeví velmi dobře právě v okamžiku, když začneme extrahovat. Teplota se najednou začne snižovat a derivační složka na to může okamžitě reagovat zvýšením výkonu. Na druhou stranu, když teplota začne růst příliš rychle, výkon bude snižovat. Pokud bude konstanta pro derivační složku moc velká, bude se teplota dostávat na požadovanou hodnotu celkem pomalu, zato reakce na změnu se projeví velmi prudce na výkonu. Pokud bude konstanta pro derivační složku nízká, bude regulátor pomaleji reagovat na změny teploty.

Nalezení optimálního nastavení konstant pro regulaci není úplně triviální a metoda pokus omyl není úplně na místě. Vždy se doporučuje nejprve postupovat od složky P (I a D vyřadit). Následně složka I a D zapojovat a dle chování regulátoru upravovat. Z výroby je regulátor nastaven optimálně pro daný typ soustavy, ale nabízí se tu možnost experimentovat a upravovat PID regulaci v jednotlivých profilech jak pro regulaci při extrakci, tak při přípravě páry.

Chování PID regulátoru v určitých situacích nastavení

Ploché mlecí kameny se skládají ze dvou stejných ozubených prstenců, které na sebe na plocho dosedají a jsou obvykle horizontálně uloženy. Prstence jsou na vnitřní straně ozubené - úhel, tvar a počet zubů ovlivňují kvalitu mletí. Vzdálenost mezi těmito dvěma kameny určuje hrubost mletí, tedy velikost mletých částic kávy. Kávová zrna padají do vnitřního prostoru prstenců, kde jsou mlecí zuby největší a postupně směrem ven se zuby zmenšují. Rotací kamene a odstředivou silou je mletá káva vytlačena ven do mlecí komory.

Jaký vliv mají ploché nebo kónické mlecí kameny na kvalitu mletí? Zásadní rozdíl mezi plochými a kónickými kameny je v konstrukční náročnosti uložení kamenů. Pro konzistenci mletí je uložení naprosto zásadní. Toto je označováno také jako Burr Alignment. Po konstrukční stránce je jednoduší uložit ploché kameny, u kterých se řeší paralelní uložení. Oproti tomu je u kónických kamenů nutné kromě paralelního uložení řešit ještě centrování kamenů.

To je důvod, proč je jednoduší docílit homogenity mletí u plochých mlecích kamenů.

Věříme tedy, že obecně ploché mlecí kameny předčí ty kónické. Čím přesnější bude paralelní uložení, tím konzistentnější bude výsledek. U kónických mlýnků je ideální vycentrování velice obtížné, mlecí kámen je usazen obvykle přímo na hřídeli motoru a je technicky velmi náročné zajistit maximální preciznost.

Na druhou stranu u plochých mlecích kamenů je zase nutné více řešit jejich zahřívání než v případě těch kónických. Kónickým kamenům pomáhá gravitace k lepšímu odvodu mleté kávy - v případě plochých kamenů je toto řešeno výkonností mlýnku a rychlostí otáček kamenů. Nicméně pokud je mlýnek správně konstrukčně vyřešen s dostatečným odvodem tepla, není to problém a teplotní retence je u plochých a kónických kamenů podobná.

Důležité je tedy zvolit co nejkvalitnější mlýnek, který zajistí konzistentní mletí, nízkou retenci v mlecím ústrojí a nízkou teplotní retenci. Je také velmi důležité volit mlýnek podle charakteru provozu nebo-li přizpůsobit výběr mlýnku požadavkům na jeho vytížení.

Naše doporučení mají mlýnky značky Eureka. Specializují se výhradně na mlýnky a právem patří mezi lídry na trhu.

Regulace teploty na základě vzájemného vztahu teploty a tlaku. Využívá se principu, že s vyšší teplotou roste tlak a obráceně. Presostat má citlivou membránu, která dává řídící jednotce zpětnou vazbu o tlaku a podle toho topné těleso spíná a vypíná. Tato technologie se využívá spíše u HX řešení (výměníků) s nižší pořizovací cenou, u kávovarů s vyšší cenovkou jsou pak presostaty nahrazeny PID regulací. U presostatu nelze uživatelsky teplotu regulovat.

Přetlakový ventil (OPV = over pressure valve) je velmi důležitý díl u kávovarů s vibračním čerpadlem. Díky tomuto ventilu pustí kávovar na kávu požadovaný (nastavený) tlak a přebytečný tlak vrátí přetlakovým okruhem zpět. Přebytečný tlak je rozdíl mezi výkonem čerpadla a nakalibrovanou hodnotou přetlakového ventilu. Je samozřejmě důležité, aby byl v kávovaru použit kvalitní a hlavně kalibrovatelný/nastavitelný přetlakový ventil.

Tedy když vibrační čerpadlo, tak společně s přetlakovým ventilem. Díky tomuto ventilu se také snadno provádí údržba a čištění kávovaru, tzv. zpětný oplach. Při zaslepení hlavy kávovaru slepým filtrem (během čištění) nebo při použití příliš jemné kávy netlačí čerpadlo na své maximum, ale přetlakový ventil pohodlně točí vodu v přetlakovém okruhu. Je to tedy nejen důležité pro správnou přípravu espressa, ale také šetrné na provoz čerpadla.

Pozn.: Automatické kávovary přetlakový ventil v tomto smyslu nemají.

Přímé napojení na vodu znamená, že kávovar můžete připojit na vodovodní řad. V případě přímého napojení kávovaru na vodu, doporučujeme mezi zdroj vody a kávovar napojit vhodný filtr na vodu (změkčovač).

Kávovary s možností napojení na řad disponují profesionálním rotačním čerpadlem. Domácí kávovary, které mají rotační čerpadlo a je možné je připojit na vodovodní řad, mají obvykle také zásobník na vodu a je možné přepínat zdroj vody mezi řadem a zásobníkem. Také je zpravidla možné připojení na odpad.

Profilování tlaku je stále více skloňovaný termín ve snaze získat co nejlepší výsledky při přípravě espressa. Obecně platí, že pokud pustíme horkou vodu pod vysokým tlakem na kávový puk, voda si najde cesty s nejmenším odporem - vytvoří si kanálky, kterými se snadněji dostane přes kompaktnější části kávového puku. Dochází pak k tzv. kanálkování. To znamená, že během perkolace (prostup vody kávou) je část výsledného espressa tvořena přeextrahovanou složkou (kanálky) a podextrahovanou složkou (kompaktnější části puku). Tyto složky se ve výsledku smíchají a docílíme takového ne úplně ideálního výsledku. Ano, espresso i tak mnohdy označíme za dobré, nicméně jsou tam ještě rezervy a díky profilování tlaku můžeme dojít právě až k tomu výsledku ideálnímu.

Na začátku extrakce (asi do 15 vteřin) můžeme kávový puk postupně pod nízkým tlakem připravit na extrakci a díky tomuto procesu zamezit kanálkování, poté zvyšujeme tlak (většinou na 6 - 9 barů) a na závěr extrakce (když voda prochází přes kávu rychleji) můžeme opět tlak regulovat. Díky profilování tlaku máme skvělé možnosti, jak si hrát s různými recepty přípravy espressa a mít celý proces dokonale pod kontrolou.

Profilování tlaku je možné docílit dvěma způsoby, lépe řečeno se používají 2 technologie:

1. regulace výkonu čerpadla
2. regulace průtoku (flow control)

Profilování tlaku pomocí elektronické regulace výkonu čerpadla je samozřejmě zajímavější a přesnější, nicméně výrazně dražší technologie.Kávovary, které disponují profilováním tlaku pomocí regulace výkonu čerpadla:

• R 9 ONE
• Rocket Espresso R 60V (pouze elektronické profilování)

Touto technologií jsou vybaveny některé modely od firmy Rocket Espresso, jde například o model R 9 ONE s profilováním elektronickým i manuálním. U ostatních značek jde převážně o profilování průtoku.

Kávovary, které disponují profilováním tlaku pomocí regulace průtoku:

• ECM Classika PID s profilováním tlaku
• ECM Synchronika s profilováním tlaku
• Rocket Espresso R 58 s profilováním tlaku
• Lelit Bianca
• La Marzocco GS3
  

Všechny kávovovary s hlavou E61 a instalovaným profilováním tlaku.

Jedná se o dostupnější variantu regulování tlaku během extrakce a je možné takto vybavit všechny kávovary s hlavou E61. Regulování průtoku vody do hlavy kávovaru ovlivňuje tlak během extrakce. Funguje to tak, že čerpadlo dodává do systému definovaný tlak (u rotačních čerpadel dle kalibrace bypass čerpadla, u vibračních dle kalibrace OPV - přetlakového ventilu) a pomocí otevírání a uzavírání cesty do hlavy kávovaru je ovlivněn tlak uvnitř hlavy, tedy tlak během extrakce. Profilování průtoku není tolik citlivé jako profilování/regulování přímo výkonu čerpadla, nicméně pro účely většího vytěžení extrakce je to dostačující. Díky profilování tlaku získáte dokonalou kontrolu nad procesem extrakce a docílíte lepších výsledků.

Jedná se o profilování tlaku díky elektronické regulaci výkonu čerpadla. Regulace přímo výkonu čerpadla je technologicky zajímavější a přesnější proces ovlivňování tlaku během extrakce. Touto technologií jsou vybaveny dražší kávovary, jde například o model R 9 ONE s profilováním elektronickým i manuálním. Díky profilování tlaku získáte dokonalou kontrolu nad procesem extrakce a docílíte lepších výsledků.

Rotační čerpadlo se používá v profesionálních kávovarech a ve vyšší třídě domácích kávovarů. Pohání ho robustní elektromotor a jak už název napovídá, funguje na principu rotace. Je možné přímo na čerpadle pomocí šroubu (bypass) nastavit požadovaný tlak. Tento kalibrační šroub je většinou vyveden mimo tělo kávovaru a uživatel může pohodlně tlak kalibrovat. Kalibrace se provádí tak, že do páky vložíme slepý filtr (jako u zpětného oplachu) a zapneme výdej vody. Tlakoměr zobrazí aktuálně nastavený tlak, který můžeme otáčením šroubu snižovat nebo zvyšovat. Zpravidla nastavujeme na 9 barů.

Rotační čerpadlo má velmi tichý a kultivovaný chod. Kávovar s rotačním čerpadlem je možné připojit přímo na vodovodní řad, při napojení na řad důrazně doporučujeme mezi zdroj vody a kávovar použít vhodnou  filtraci vody. Domácí kávovary s rotačním čerpadlem zpravidla disponují zásobníkem na vodu, je tedy možné přepínání zdroje vody mezi zásobníkem a pevným připojením.

Ruční mlýnek doporučujeme používat při přípravě kávy alternativní metodou - filtrovaná káva, moka, french press, aeropress, chemex.

Při přípravě espressa není ruční mlýnek ideální. Mletá káva musí být natolik jemná, že ruční mlýnek bude velmi pomalý. Je velký rozdíl v hrubosti a tedy v rychlosti mletí mezi espressem a filtrovanou kávou. Navíc kvalita espressa je velmi citlivá na homogenitu mletí. Ruční mlýnek má malé kónické kameny a fixovaný pouze jeden kámen, vnitřní kámen je na ose mletí bez stabilního uložení a není dobře centralizovaný - z tohoto důvodu je homogenita mletí velmi špatná.

Jako řešení mletí pro alternativu ano, doporučujeme. Pro mletí na espresso jen jako ekonomickou variantu, při přípravě espressa je kvalitní elektrický mlýnek naprosto zásadní.

Rychloventily horká voda/pára jsou rychlejší a pro někoho také pohodlnější alternativou k rotačním ventilům. Rychloventily je možné přidržením otevřít pouze částečně nebo rychlým pohybem přesunout do krajní polohy a otevřít na maximum. Jde o rychlé a komfortní použití.

Saturovaná hlava je konstruována tak, aby byla s espresso bojlerem propojena velkým objemem vody. Skoro by se dalo říci, že hlava je vlastně součástí bojleru. Tato technologie zajišťuje perfektní tepelnou stabilitu.

Alternativa k bojleru. Jedná se o kovový blok, který má v sobě trubičku vedoucí vodu. Topné těleso ohřívá blok kovu, který potom teplo přenáší na trubičku s vodou. U této technologie je velmi důležité další zpracování kávovaru. Levné základní kávovary s termoblokem jsou obvykle poměrně nevyhovující, nicméně technologie a zpracování kávovarů Ascaso přináší do světa espressa novou a velmi inovativní myšlenku. Více v detailech u kávovarů Ascaso.

U termobloku se jako nejběžnější technologie ohřevu používají termostaty, elektronické termostaty nebo potom elektronická PID regulace.

Bimetalový termostat je základní technologie ohřevu v kávovarech. Je méně přesný než ostatní technologie (větší hystereze, větší kolísání teploty). Termostat je vždy definovaný pro určitou teplotu, není tedy možné teplotu měnit.

Třícestný ventil je velmi důležitý technický prvek ve vybavení kávovaru. Otevírá/přepíná mezi těmito cestami - zdroj horké vody na kávu, hlava kávovaru a odpad. Při zapnutí výdeje kávy se otevře přívod vody do hlavy kávovaru, cesta do odpadu je uzavřená. Při vypnutí výdeje kávy se otevře cesta  mezi hlavou kávovaru a odpadem, zdroj vody se uzavře. Díky tomuto ventilu se po extrakci kávy uvolňuje tlak v hlavě kávovaru a přebytečná voda je odváděna do odpadu. Na základě tohoto principu je také možné provádět správnou údržbu kávovaru, zpětný oplach (backflush).

Vibrační čerpadlo je nejrozšířenější druh čerpadla u domácích kávovarů, u pákových i automatických. Jedná se o výrazně levnější technologii než je profesionální rotační čerpadlo. Víme už, že optimální tlak pro přípravu espressa je přibližně 9 barů. Víme také, že se jedná o údaj, který se nastavuje u rotačních čerpadel a vibrační čerpadla kalibrujeme na přibližně 10 - 11 barů. Z výroby jsou ale vibrační čerpadla s výkonem přibližně 15 - 20 barů, jak tedy zařídit, aby dodávali na kávu požadovaný nižší tlak? To zařídí přetlakový ventil (OPV = over pressure valve), který je v kávovarech s vibračním čerpadlem zásadní.

Vibrační čerpadlo je obvykle hlučnější než rotační. Kávovar s vibračním čerpadlem není možné připojit přímo na vodovodní řad, protože pracuje s nulovým vstupním tlakem.

Zásobníkem na vodu disponují všechny domácí kávovary. Do zásobníku na vodu doporučujeme vložit vhodný filtr na vodu (změkčovač). Zásobník na vodu doporučujeme důkladně vymývat v pravidelných intervalech.

Domácí kávovary s rotačním čerpadlem mají zpravidla vedle zásobníku na vodu také možnost připojení na vodovodní řad, je tedy možné potom přepínat (mechanicky nebo v elektronice) mezi zdrojem vody zásobník a pevné připojení.