ماكينة إسبريسو

حصل أنجيلو موريوندو ، من تورينو ، على براءة اختراع لجهاز تحضير مشروبات القهوة "الفورية" الذي يعمل بالبخار عام 1884 (رقم 33/256). يُعد هذا الجهاز "على الأرجح أول آلة قهوة إيطالية تتحكم في إمداد البخار والماء بشكل منفصل للقهوة"، ويُعتبر موريوندو "بلا شك أحد أوائل مكتشفي آلة الإسبريسو ، إن لم يكن أولهم". مُنح براءة الاختراع رقم 33/256 بتاريخ 16 مايو 1884 (وفقًا لـ"Bollettino delle privative industriali del Regno d'Italia"، السلسلة الثانية، المجلد 15، عام 1884، الصفحات 635-655). ^{[ 2 ] [ 3 ]} على عكس آلات الإسبريسو التقليدية، كان هذا الجهاز يُحضّر كميات كبيرة من القهوة، وليس حصصًا فردية.

بعد سبعة عشر عامًا، في عام 1901، ابتكر لويجي بيزيرا ، من ميلانو ، عدة تحسينات على آلة الإسبريسو وحصل على براءة اختراع لها، وكان أولها طلب براءة اختراع في 19 ديسمبر 1901. وقد مُنحت براءة الاختراع، التي حملت عنوان "ابتكارات في آلات تحضير وتقديم مشروب القهوة فورًا"، رقم 153/94، 61707، في 5 يونيو 1902. وفي عام 1903، اشترى ديزيديريو بافوني براءة الاختراع، وأسس شركة لا بافوني، وبدأ في إنتاج الآلة صناعيًا، حيث كان يصنع آلة واحدة يوميًا في ورشة صغيرة في شارع باريني، ميلانو. ^{[ 4 ]}

طُوِّرت آلة الإسبريسو التي تعمل بالمكبس، أو بالرافعة، في إيطاليا عام ١٩٤٥ على يد أكيلي غاجيا، مؤسس شركة غاجيا لتصنيع آلات الإسبريسو . ^{[ ٥ ]} يعتمد تصميمها بشكل عام على رافعة، يضغطها المستخدم، لضخ الماء الساخن عبر حبوب البن المطحونة. يُطلق على عملية تحضير جرعة الإسبريسو اسم " سحب جرعة"، لأن هذه الآلات التي تعمل بالرافعة تتطلب سحب مقبض طويل لتحضير الجرعة. ^{[ ٦ ]} ولهذا السبب، تُسمى آلات الإسبريسو التي تعمل بالرافعة أحيانًا بآلات الإسبريسو اليدوية.

يوجد نوعان من آلات الإسبريسو ذات الرافعة: آلة المكبس اليدوي وآلة المكبس الزنبركي. في آلة المكبس اليدوي، يقوم المستخدم بدفع الماء مباشرةً عبر البن المطحون. أما في آلة المكبس الزنبركي، فيعمل المستخدم على شد زنبرك، والذي بدوره يوفر الضغط اللازم لتحضير الإسبريسو (عادةً من 8 إلى 10 بار ؛ من 116 إلى 145 رطل لكل بوصة مربعة ).

تعمل آلة الإسبريسو البخارية عن طريق دفع الماء عبر القهوة باستخدام البخار أو ضغط البخار. كانت أولى آلات الإسبريسو من النوع البخاري، حيث تم إنتاجها بتوصيل غلاية واحدة بأربعة رؤوس تحضير، مما يسمح بتحضير أنواع متعددة من القهوة في الوقت نفسه. ^{[ 7 ]} لا يزال هذا التصميم مستخدمًا حتى اليوم في آلات المستهلك منخفضة التكلفة، لعدم احتوائه على أجزاء متحركة. كما أن الآلات البخارية لا تُنتج ضغطًا عاليًا للاستخلاص مقارنةً بالآلات التي تعمل بالمضخة، مما يؤدي إلى انخفاض جودة الكريمة، وهي السمة المميزة للإسبريسو.

يُعدّ جهاز الإسبريسو الذي يعمل بالمضخة تطويرًا لآلة المكبس، وقد طُرح لأول مرة في جهاز Faema E61 عام 1961، وأصبح التصميم الأكثر شيوعًا في مقاهي الإسبريسو التجارية . فبدلًا من الاعتماد على القوة اليدوية، توفر المضخة الكهربائية القوة اللازمة لتحضير الإسبريسو. تُصمّم آلات الإسبريسو إما لاستقبال الماء مباشرةً من خط إمداد الماء البارد، وهو أمر شائع في المنشآت التجارية، أو من خزان منفصل يُملأ يدويًا. ويُعدّ الخيار الأخير أكثر شيوعًا في المنشآت التجارية ذات الأحجام المنخفضة وآلات الإسبريسو المنزلية. ونظرًا لضرورة ضغط الضخ العالي والتحكم الدقيق في التدفق، يُعرف نوع المضخات الكهربائية المستخدمة عادةً باسم مضخات المكبس اللولبية . وتُصنّف هذه المضخات ضمن فئة الإزاحة الموجبة (الفئة العامة).

توجد أربعة أنواع مختلفة في آلات تحضير القهوة المنزلية، وذلك حسب طريقة غلي الماء والبخار؛ وفي المناقشات، تُعرف هذه الأنواع عمومًا بالاختصارات.

غلاية واحدة (SB)

هذه الآلات لا تُنتج سوى القهوة، ولا تُنتج البخار، وتتطلب غلاية واحدة فقط. وهي نادرة نسبياً، وتُعدّ عصا البخار إضافة بسيطة وقيّمة.

غلاية واحدة، استخدام مزدوج (SB/DU)

تستخدم بعض آلات الإسبريسو المنزلية ذات المضخة حجرة واحدة لتسخين الماء إلى درجة حرارة التحضير ولغلي الماء لتبخير الحليب. مع ذلك، لا يمكنها القيام إلا بعملية واحدة في كل مرة، مما يتطلب فترة تسخين بين تحضير الإسبريسو وعملية تبخير الحليب. ولأن درجة حرارة التحضير أقل من درجة حرارة التبخير، تحتاج الآلة إلى وقت للانتقال من وضع إلى آخر. علاوة على ذلك، بعد عملية التحضير، تقوم الغلاية الواحدة بطرد كميات (عادةً قليلة) من الماء المتبقي من التحضير عبر عصا التبخير، مما قد يجعل طعم الحليب المُبخّر مخففًا بعض الشيء. لتجنب ذلك، يجب جمع الماء المتبقي من عصا التبخير قبل بدء تبخير الحليب. توجد آلات SB/DU عمومًا ضمن الفئات الأدنى من آلات الإسبريسو المنزلية المخصصة للهواة، وتُعد عصا التبخير إضافة بسيطة وقيمة.

مبادل حراري (HX)

تستخدم بعض الآلات غلاية واحدة تُحفظ عند درجة حرارة التبخير، لكن الماء المستخدم في التحضير يمر عبر مبادل حراري ، حيث يمتص بعض الحرارة من البخار دون أن ترتفع درجة حرارته إلى نفس درجة حرارة البخار. ورغم أن درجة حرارة الماء المستخدم في التحضير تبقى أقل من تلك المطلوبة لتبخير الحليب، إلا أنها لا تزال ساخنة جدًا لاستخلاص القهوة بشكل صحيح دون تبريدها أولًا؛ لذا يتطلب هذا النوع من الآلات عملية تبريد سريعة لمدة 4-6 ثوانٍ قبل أول كوب إسبريسو. بمجرد ضبط الآلة على درجة الحرارة المناسبة، يمكن تحضير العدد المطلوب من أكواب الإسبريسو دون الحاجة إلى إعادة التبريد. مع ذلك، إذا ترك المستخدم الآلة دون استخدام لفترة من الوقت، فسيتعين تكرار عملية التبريد. يوجد هذا النوع من الآلات المزودة بمبادل حراري في العديد من الآلات متوسطة المدى، ويقوم العديد من المستخدمين بتركيب موازين حرارة لمساعدتهم في ضبط درجات الحرارة الصحيحة. هناك بعض الجدل حول ثبات درجة حرارة ماء التحضير، نظرًا لأنه يُحوّل بشكل غير مباشر من درجة حرارة التبخير إلى درجة حرارة التحضير، بدلًا من حفظه عند درجة حرارة التحضير. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية للمبادل الحراري مقارنةً بالأنظمة الأخرى في أن الماء المستخدم في عملية الاستخلاص يكون دائمًا عذبًا من مصدر المياه، سواءً كان خزان المياه أو شبكة المياه. ويتم التخلص من الماء الراكد أثناء عملية التنظيف الدورية، بدلًا من استخدام الماء الراكد المحتجز داخل المرجل. ^{[ 8 ]}

كانت أول آلة HX هي Faema E61 لعام 1961، وهو تصميم منتشر تقريبًا في جميع أنحاء قطاع سوق آلات الإسبريسو شبه الأوتوماتيكية.

غلاية مزدوجة (DB)

أخيرًا، في بعض آلات الإسبريسو للاستخدام التجاري أو المنزلي، يُسخّن الماء اللازم للتحضير في حجرة منفصلة، ​​مما يتطلب غلايتين منفصلتين. توجد هذه التقنية بشكل أساسي في الآلات المتطورة، ولكنها موجودة أيضًا في بعض الآلات متوسطة الجودة، وتتداخل مع تقنية المبادل الحراري.

يُستخدم مصطلح الغلاية المزدوجة بشكل ضيق للآلات التي تحتوي على غلايتين منفصلتين، وبشكل أوسع لما يسمى بشكل أدق آلات التسخين المزدوج (DH)، والتي تتميز بغلاية للتخمير ووحدة حرارية منفصلة (TB) لتسخين مياه التخمير إلى درجة حرارة التبخير - على عكس آلات HX، حيث تكون الغلاية في درجة حرارة التبخير ويتم تبريدها إلى درجة حرارة التخمير.

من حيث المبدأ، توفر آلات TB درجة حرارة تحضير أكثر استقرارًا على حساب أداء وسرعة التبخير، بينما توفر آلات HX تبخيرًا أفضل على حساب استقرار درجة حرارة التحضير. أما آلات DB الحقيقية، فتُوفر درجات حرارة تحضير مستقرة وتبخيرًا سريعًا، لكنها أكبر حجمًا وأكثر تكلفة. ويكمن عيبها في أن الغلاية المُخصصة لتحضير الإسبريسو تتكون في الغالب من ماء راكد ذي معدل دوران منخفض، يُعاد غليه مرارًا وتكرارًا مع إضافة كمية قليلة من الماء العذب.

كانت أول دراجة DB هي La Marzocco GS التي صدرت عام 1970.