Druck und Espresso

Siebträgermaschinen: Das solltest Du über Druck bei der Espresso-Zubereitung wissen

Bei den Themen Pumpendruck, Kesseldruck, Brühdruck und den Einfluss auf den Brühprozess spielst Du lieber „Schnick, Schnack, Schnuck“? In diesem Artikel erläutern wir Dir kurz und knackig alle wichtigen Begriffe und verraten Dir kleine praktische Kniffe. Ohne Technik-Kauderwelsch.

Manometer zur Kessel-Druckanzeige bei Espresso Siebträgermaschinen

Landauf, landab diskutieren sich Baristi über Röstung, Kaffee- und Wassermenge, Mahlgrad, Wassertemperatur oder Durchlaufgeschwindigkeit die Köpfe heiß. Doch ein Thema lassen viele bislang links liegen: Welche Rolle spielt eigentlich Druck in der Espressozubereitung? Gute Frage! Schließlich wird erst mit dem richtigen Druck in der Siebträgermaschine aus Kaffee ein waschechter Espresso.

Über den Espressoguide: Wir versuchen das ziemlich komplexe Thema der Espresso-Zubereitung anhand eigener Erfahrungen und dem Lesen und Kuratieren von Experten-Empfehlungen aus der Kaffee-Community möglichst praxistauglich und einfach zu transportieren. Mehr zum Espressoguide.

Hier schlägt das Herz der Siebträgermaschine: die Pumpe

Entfernt man die Verkleidung einer Espressomaschine und schaut ins Innere, fällt auf: Die typische Pumpe ist zylindrisch und optisch überraschend unscheinbar. Ein Bauteil unter vielen anderen. Doch auch wenn sie nicht danach aussieht, ist sie genau das: das Herz einer jeden Siebträgermaschine. Die Pumpe sorgt dafür, dass Wasser oder Wasserdampf mit dem nötigen Druck bis in den Siebträger oder die Dampflanze gelangt. Ohne Pumpe kein Druck! Übrigens: Wie hoch der Druck ist, wird in der Einheit bar gemessen.

Auf seinem Weg durch die Maschine muss das Wasser mehrere Stationen passieren. Der erste Zwischenstopp ist bei Einkreiser-Maschinen der Kessel. Zweikreiser haben sowohl einen Kessel als auch einen Wärmetauscher (für die unterschiedlichen Temperaturen für Dampf und Brühwasser). Dualboiler-Maschinen verfügen über zwei Kessel: einen Brüh- und einen Dampfkessel.

Wird das Wasser im Kessel oder Wärmetauscher erhitzt, dehnt es sich aus. So entsteht innerhalb des geschlossenen Systems ein sogenannter Ausdehnungsdruck. Damit trotzdem nichts in der Maschine kaputt geht, gibt es im Leitungssystem sogenannte Expansions- oder Bypass-Ventile. Sie sorgen dafür, dass bei zu viel Druck Wasser entweichen und zurück in den Wassertank oder Ablauf fließen kann. Wichtig für uns Laien: Über diese Art von Ventil (Expansionsventil) und deren Einstellung können wir direkten Einfluss auf den Espresso-Brühprozess (durch Variation des Brühdruck) nehmen. Mehr dazu später.

Über Rohre fließt das erhitzte Wasser schließlich in die Brühgruppe. Übrigens: Ist sie direkt mit dem Kessel verschweißt und innen komplett mit Wasser gefüllt, spricht man laut Espresso-maschinenraum.de auch von einer „gesättigten Gruppe“. Der Vorteil: Der Temperaturunterschied zwischen dem Wasser im Kessel und in der Brühgruppe (sogenanntes Offset) ist besonders gering. Am Ausgang der Brühgruppe trifft das heiße Wasser auf das im Siebträger verdichtete Kaffeemehl (den „Espresso-Puck„).

Welche Rolle spielt bei all dem die Höhe des Pumpendrucks? Ist es von Vorteil, wenn die Pumpe möglichst viel Wasser pro Minute durch die Leitungen jagen kann? Das erfährst Du im nächsten Abschnitt.

Basis-Wissen Technik: Moderne Espressomaschinen verfügen entweder über eine Vibrationspumpe oder eine Rotationspumpe. Vibrationspumpen werden vor allem in Maschinen für den Heimgebrauch verbaut und beziehen Wasser aus einem Tank. Sie sind günstiger, arbeiten dafür etwas lauter und bauen den Druck langsamer auf als Rotationspumpen für den Profi-Bereich. Rotationspumpen sind leistungsstärker, bauen den Druck sehr schnell auf und halten ihn besser. Auch kann die Siebträgermaschine direkt an die Wasserleitung angeschlossen werden. Laut KaffeeWiki und unseren eigenen Erfahrungen mit unterschiedlichen Siebträgermaschinen unterscheiden sich die Pumpen jedoch nicht im Heimanwendungsbereich, wenn es um den Geschmack des Espressos geht. Und darauf kommt es schließlich an.

Espresso Druck per Hand mit einer Handhebelmaschine

Der Pumpendruck – oder: Was hat es mit den bar-Angaben auf sich?

16 bar! 19 bar! 20 bar! Wer bietet mehr? Viele Hersteller von Espressomaschinen werben mit einem besonders hohen Pumpendruck – gerade im untersten Preissegment. Mit dem Pumpendruck ist der maximale Druck gemeint, den die Pumpe der Siebträgermaschine erzeugen kann (den sogenannten Höchstdruck). Zugegeben, ein hoher Wert klingt erst einmal gut. Doch hilft viel wirklich viel?

An dieser Stelle zitieren wir Helmut Kohl: „Entscheidend ist, was hinten rauskommt.“ Natürlich sprach der frühere Bundeskanzler auf einer Pressekonferenz im Jahr 1984 nicht über Kaffee, sondern über seinen Regierungsstil. Aber es ändert nichts daran: Wo er Recht hat, hat er Recht! Worauf es bei einer Espressomaschine wirklich ankommt, ist nicht der Pumpendruck, sondern der Brühdruck. Das ist der Druck, mit dem das Wasser auf das Kaffeemehl im Siebträger trifft.

Eines können wir Dir an dieser Stelle verraten: Für einen richtig guten Espresso braucht es keine 19 oder 20 bar. Der Pumpendruck der allermeisten Siebträgermaschinen ist völlig ausreichend, um einen optimalen Brühdruck zu erzeugen. Warum das so ist? Auf in den nächsten Abschnitt!

Tipp: Hast Du gerade vor, Dir eine neue Espressomaschine zu kaufen? Dann sollte der Pumpendruck nicht Dein entscheidendes Kaufkriterium sein. Alle im Espressoguide vorgestellten Siebträgermaschinen können das mit dem Druck.

Alles, was zählt: der Brühdruck

Neun. Das ist die magische Zahl, die Baristi auf der ganzen Welt von Generation zu Generation aneinander weiterreichen. Auch wenn der Wert von 9 bar für einen optimalen Brühdruck nicht mehr unangefochten ist: Seine Berechtigung hat er nach wie vor. Auch wir empfehlen Dir zum Einstieg, Dich an ihm zu orientieren. Ein Pumpendruck von bis zu 20 bar ist daher schlicht überflüssig, um einen Brühdruck von „nur“ 9 bar zu erreichen.

Wie hoch der Brühdruck ist, kannst Du während des Espressobezugs auf dem Manometer ablesen (falls vorhanden, viele etwas teurere Modelle bieten ein Manometer).

Meist sind Siebträgermaschinen bereits auf einen Wert von 9 bar hin voreingestellt. Bei manchen Maschinen ist der Brühdruck ab Werk jedoch zu hoch – oder im Gegenteil: Der Druck der Espressomaschine ist zu niedrig. Wie Du dieses Problem beheben kannst, verraten wir Dir weiter unten.

Profi-Wissen: Die Jungs von Seven Miles Coffee Roasters sind dem Mythos „9 bar“ auf den Grund gegangen. Dafür haben sie verschiedene Brühdruckwerte unter professionellen Bedingungen durchprobiert. Das Ergebnis: Mit 9 bar liegst Du für einen Espresso nie falsch. Trotzdem könne es sich lohnen, für ein noch besseres Ergebnis bei hellen oder dunklen Röstungen mit dem Brühdruck zu experimentieren.

Unser Tipp: Du beginnst gerade als Home-Barista? Dann empfehlen wir Dir, erst einmal Erfahrungen zu sammeln. Wie Jan auf seinem YouTube-Kanal TheBaristaGame richtig sagt, solltest Du Dich am Anfang nicht auf den Brühdruck, sondern vor allem auf den Mahlgrad konzentrieren. Um etwa die Fließgeschwindigkeit zu beeinflussen.

So veränderst Du den Brühdruck mithilfe des Expansionsventils

Das Expansionsventil (andere Bezeichnung: Überdruckventil) verhindert nicht nur, dass der Druck über einen bestimmten Wert ansteigt. Es dient auch dazu, den Brühdruck des Espressos zu steuern.

Sebastian von Kakadu Coffee hat dafür eine anschauliche und relativ einfache Schritt-für-Schritt-Anleitung veröffentlicht-Anleitung anhand der Bezzera Magica veröffentlicht:

1. Abdeckung der Siebträgermaschine öffnen.
2. Siebträger mit einem Blindsieb in die Brühgruppe einspannen.
3. Schraubenschlüssel an die Schraube des Expansionsventils legen.
4. Bezug starten, warten, bis sich der Brühdruck aufgebaut hat, und mithilfe des Manometers den aktuellen Wert ermitteln.
5. Schraube am Ventil lösen oder festziehen, je nachdem wie der Brühdruck sich verändern soll.

Dasselbe Prinzip gilt natürlich auf für andere Maschinentypen wie der neuen ECM Puristika, bei der man den Brühdruck über ein Drehrad direkt an der Maschine einstellen kann.

Pressostat: Wie Du die Brühtemperatur über den Kesseldruck beeinflussen kannst

Die Wassertemperatur ist zu hoch für Deine Kaffeemischung, sodass der Espresso bitter schmeckt? Der Wasserdampf zum Aufschäumen von Milch entspricht nicht Deinen Vorstellungen? Dann solltest Du Dich unbedingt einmal näher mit dem Pressostat beschäftigen. Das ist ein kleines Bauteil, das direkt mit dem Kessel verbunden ist und der Drucküberwachung dient.

Es gibt nämlich einen physikalischen Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur im Boiler: Steigt der Druck, steigt auch die Temperatur. Sinkt der Druck, sinkt wiederum die Temperatur.

Überschreitet der Kesseldruck den eingestellten Grenzwert (in der Regel zwischen 1,0 und 1,4 bar; dies entspricht einer Wassertemperatur von circa 110 bis 130 Grad Celsius), wird ein Schalter über die Pressostat-Funktion aktiviert. Die Heizung geht aus. Sinkt daraufhin der Kesseldruck, springt die Heizung wieder an – jedoch nicht direkt, sondern mit einer geringen Abweichung.

Möchtest Du also die Brühtemperatur verändern, kannst Du den Grenzwert des Pressostats anpassen. Dafür veränderst Du die Position der Schraube am Pressostat. Beobachte dabei das Manometer (falls vorhanden), bei welchen Werten sich die Heizung aus- und wieder anstellt. Konkretes Beispiel für die Einstellung des Kesseldrucks via Pressostat im Video von Kakadu Coffee.

Pre-Infusion und Flow Control: den Brühdruck kontrollieren wie die Profis

Für einen perfekten Espresso kommt es nicht allein darauf an, wie hoch der Brühdruck ist, sondern genauso, wie schnell sich der Druck aufbaut. Besonders für hell geröstete, fruchtige Kaffeemischungen mit viel Säure empfiehlt Wolfram von Backyard Coffee eine sogennante Pre-Infusion. Denn solche Kaffees müssten für den vollen Geschmack feiner gemahlen werden. Sie seien deshalb besonders anfällig für Channeling (Wasser fließt ungleichmäßig durch das Kaffeemehl) oder eine stark erhöhte Durchlaufzeit; umso mehr, wenn der Brühdruck sich zu schnell aufbaut.

Für Ambitionierte: Zwar gelingt eine Pre-Infusion bei E61-Brühgruppen mit einiger Übung auch ohne spezielles Ventil. Einige Siebträgermaschinen verfügen jedoch über ein sogenanntes Flow-Control-Ventil mit Manometer.

Maschinen mit E61-Brühgruppen lassen sich außerdem nachrüsten, etwa mit dem Flow-Control-Kit von ECM. Das Ventil wird außen an der Brühgruppe befestigt und ermöglicht es Dir, den Brühdruck durch einfaches Drehen des Hebels genau zu kontrollieren.

Für ambitionierte Einsteiger heißt das: Falls es der Geldbeutel zulässt, kann man mit Maschinen die während des Brühvorgangs die Einstellbarkeit des Brühdrucks ermöglichen, intensivere Aromen und Geschmacksprofile erzeugen — Wir haben uns z.B. die ECM Puristika ausgesucht, um genau damit den nächsten Schritt in der Espresso-Challenge zu probieren.

Für absolute Profis geht die Challenge weiter. Eine Maschine wie die Descent Espresso (ab ca. 4.000 Euro) ermöglicht es, verschiedene Druckeinstellungen und der daraus resultierenden Geschmacksprofile digital abzuspeichern und nach Lust und Laune abzurufen. (Das sogenannte „Pressure Profiling“)

Die wichtigsten Infos des Artikels kurz zusammengefasst

• Die Pumpe sorgt dafür, dass das Wasser mit dem nötigen Druck auf das Kaffeemehl im Siebträger trifft. Nur so werden die Inhaltsstoffe aus dem Kaffeemehl optimal herausgelöst, sodass ein typischer Espresso entsteht.
• Die Pumpleistung der allermeisten Siebträgermaschinen ist völlig ausreichend.
• Entscheidend ist nicht der Pumpendruck, sondern der Brühdruck. Mit 9 bar erzielst Du sehr gute Ergebnisse. Alle hier vorgestellten Maschinen beherrschen den Umgang mit dem richtigen Druck. Unterschiede ergeben sich oft in den direkten/indirekten Einstellungsmöglichkeiten von Druck und Temperatur. In der Regel kann man bei den teureren Maschinen direkteren Einfluss nehmen z.B. durch eine digitale PID-Steuerung.
• Den Brühdruck kannst Du mithilfe der Schraube am Expansionsventil und des Manometers einstellen.
• Der Pressostat ist ein Bauteil, das die Heizung über den Kesseldruck aus- und wieder anschaltet. Der Grenzwert sollte zwischen 1,0 und 1,4 bar liegen. Indem Du diesen Wert änderst, kannst Du die Temperatur des Brühwassers beeinflussen.
• Pre-Infusion ist eine Technik, die für helle, sehr fein gemahlene Kaffeemischungen mit viel Säure geeignet ist. Dabei wird der Brühdruck zeitverzögert erhöht, um so einen langsamen Erstkontakt mit Anfeuchten und Aufquellen des Kaffeemehls zu ermöglichen
• Mit einem Flow-Control-Ventil kannst Du den Brühdruck im gesamten Brühprozess (nicht nur für das „Vorbrühen“) exakt kontrollieren.