sky.zhaoyao 的 咖啡機：單鍋爐熱交換機的原理

從1901年Luigi Bezzera推出第一臺蒸氣壓力的商用咖啡機以來，不管是Pavoni Gaggia或其他使用蒸氣或活塞作爲壓力來的的機器都是隻有一個鍋爐：鍋爐的下方爲釀造咖啡的熱水，上方提供蒸氣但爲了要製造蒸氣，整個鍋爐都必須加熱至沸騰，使得接近沸點的熱水灼傷咖啡粉，失去深藏在咖啡粉裏的芳香油脂，更萃取出加倍苦的咖啡。

由於衝煮咖啡的水是在一個大型鍋爐中加熱，水置於鍋爐中過久會而不新鮮，而且熱水的溫差會因蒸氣的使用而增大，因爲蒸氣用量的不同，也增加了衝煮咖啡的熱水的溫差。

爲了改善溫差，Ernesto Valente於1960年，在世界上第一臺以幫浦作爲壓力來源的FAEMA E61裏，改變了用來衝煮咖啡的水的加熱方式，讓煮咖啡的水不直接接觸熱源，而是使用類似隔水加熱的方法。

FAEMA

E61的鍋爐(以下稱爲外鍋爐)中間是一條管子(以下稱爲內部管路)，它利用幫浦將新鮮的冷水引進內部的彎曲管線。當幫浦將新鮮的冷水推過這個管子時，冷水會因外鍋爐裏的熱水包圍而變熱，但外圍有管子包著，因此新鮮的水不會和外鍋爐的熱水接觸到，內部的水管路之所以作成彎曲形狀，目的在於使冷水有足夠時間接觸外鍋爐而變成剛好適合釀造咖啡的熱水溫度。

(見下圖，這張圖有點簡單)

┌────────蒸氣

│　┌─ →

│　│

┌─┐ │^^^^^^^^^^^^ │水位

冷水─┴　┴─┴──┐┌──┴──┐

→　─┬　┬─┬─┐││┌─┬─┐│

└─┘　│　│└┘│　│　蓮蓬頭

pump │ └──┘　│

│ │

│　│

└──────┘

鍋爐boiler

由於鍋爐裏的熱水循環，也使每一杯的咖啡調煮的溫度非常接近，不管是一小時煮一杯，還是一下子煮了一百杯。這樣一來，不但可以減少溫差，也同時兼顧水的新鮮，而外鍋爐裏的熱水只用來產生製造牛奶泡沫的蒸氣，並不會拿來衝煮咖啡。

這就是單鍋爐熱交換機的原理，直到三十多年後的今天，絕大多數的意大利咖啡機的內部構造及原理，仍然和FAEMA E61非常接近。

由上面的說明，我們可以推知：當外鍋爐的容量越大，衝煮咖啡的熱水溫差將會越低，越可以減低因爲使用蒸氣造成的溫差影響。