Шнековая кофемолка: очень дорогой способ получить идеальный помол

Шнековые кофемолки дают максимально равномерный помол с минимальными дефектами. Однако, несмотря на это, вы не сможете купить их домой и даже не встретите в кофейнях. И дело тут не только в цене оборудования: средняя стоимость шнековой кофемолки — 45 000–50 000€.

У наших коллег из Barista Hustle есть статья о шнековых кофемолках. Они рассказали об устройстве оборудования и причинах, по которым его не используют дома или в заведениях общепита. Мы перевели эту статью для вас.

Устройство шнековой кофемолки

Шнековые кофемолки — это промышленные измельчители. Например, с их помощью размалывают кофе для капсул.

Кофейные зерна проходят между двумя стальными цилиндрами с желобками. Цилиндры вращаются навстречу друг другу, а зерна проходят через зазор между ними. Так они могут измельчить огромный объем кофе, обычно измеряемый в кг/час.

В результате получаются однородные по размеру частицы кофе. Кофейной пыли и крупных частиц почти не образуется. Поэтому капсулы эспрессо хорошо экстрагируются за очень короткое время.

Есть еще многоступенчатые шнековые кофемолки, которые за один помол могут дать 2 группы частиц разного размера. Такой помол подходит для эспрессо-смесей.

Внешний вид шнековой кофемолки компании Bühler. © buhlergroup.com

Шнековые кофемолки всегда имеют как минимум две пары цилиндров: первая пара делает помол около 1 мм, вторая — измельчает частицы до желаемого размера. Наиболее равномерный помол получается, когда таких пар несколько и каждая постепенно уменьшает размер частиц.

Цилиндры кофемолки имеют на своей поверхности желобки — гофры, предназначенные для удержания и размалывания зерен особым образом. Цилиндры должны быть отлиты и разрезаны с большой точностью, поэтому их изготовление весьма дорогостоящее.

«Цилиндры отливают с помощью специальной техники — центробежного литья под давлением, — говорит доктор Стефан Шенкер (Dr Stefan Schenker), руководитель подразделения по производству кофе в компании Bühler, — расплавленный металл заливают в форму, которая затем вращается на высоких скоростях. Металл расходится по краям и выталкивает микроскопические пузырьки, устраняя зазоры».

После того как цилиндр отлит, гофры на нем необходимо разрезать. Обычно это делают под небольшим углом к оси, чтобы они шли по спирали.

По словам Шенкера, из-за сложных производственных процессов стоимость сменных цилиндров исчисляется тысячами долларов, если не десятками тысяч.

Дробление и резка зерна: как получают однородный помол

Чтобы получить однородный помол, важно резать зерна, а не дробить их.

Дробление происходит, если валики двигаются с одинаковой скоростью: частицы измельчаются, когда попадают в сужающийся зазор между ними. В результате мы получаем разные по размеру частицы.

Когда ролики движутся с одинаковой скоростью, зерна сдавливаются

Резка происходит, когда валики двигаются друг против друга с разными скоростями. Частицы получаются одинаковыми по размеру.

Когда валики двигаются с разной скоростью, их силы действуют в противоположных направлениях и создают режущее усилие

Есть кофемолки, на которых можно регулировать скорость каждого цилиндра по отдельности. Но такие, как правило, будут более громоздкими и сложными в управлении.

Производители шнековых кофемолок пытаются создать новые способы регулирования скорости: разрабатывают инверторы и двигатели, материалы и высокоточные конструкции.

Регулировка размера помола: в чем сложность

Поскольку шнековые кофемолки измельчают зерно в несколько этапов, нужно правильно отрегулировать зазор между лезвиями гофр для каждой пары цилиндров. Это гораздо сложнее, чем в жерновой кофемолке для эспрессо, и требует сложных и дорогих механизмов.

В шнековых кофемолках каждый конец цилиндра должен быть выровнен в трех плоскостях. Существует целая отрасль, которая производит инструменты для их выравнивания.

Для однородности частиц важно также регулировать скорости цилиндров, разницу скоростей между ними, скорость подачи кофейных зерен из бункера, количество используемых стадий измельчения и даже тип цилиндров. Регулировка помола занимает много времени и этим занимаются только квалифицированные операторы.

Наилучшую конфигурацию для определенного размера помола можно найти только методом проб и ошибок.

Размер цилиндров: почему их нельзя уменьшить

В шнековых кофемолках цилиндры достаточно большие. Поэтому сами кофемолки получаются громоздкими. Однако уменьшить их нельзя по нескольким причинам.

Во-первых, нужен определенный угол подачи зерна в кофемолку. Поэтому диаметр даже самых маленьких цилиндров — 200 мм.

Угол подачи — это угол между валиками в точке их контакта с зерном (показан красным). Чем меньше валики, тем больший угол подачи. Это влияет на их способность пропускать кофе в зазор между ними.

Во-вторых, важно, чтобы в цилиндре был сердечник. Через него проходит вода, которая охлаждает цилиндр и предотвращает расширение стали. Убрать сердечник из конструкции нельзя, это может привести к поломке системы.

Насколько маленькими могут быть шнековые кофемолки

Размер шнековых кофемолок обусловлен сложностью правильных настроек и размером механизмов. Поэтому маленькие кофемолки неэффективны даже в условиях кафе. Тем не менее есть несколько примеров небольших шнековых кофемолок.

Размер шнековой кофемолки в сравнении с человеком

«Bühler работает сейчас на шнековой кофемолке меньшего размера — Grindprecise. Она дает равномерный помол, но с меньшей производительностью, — говорит Шенкер. — У нее две пары цилиндров, а не три. И они маленькие — 140 мм. Но основная часть этой машины более метра высотой и полметра в ширину даже без учета бункера».

Существуют также шнековые кофемолки, предназначенные для лаборатории. У них те же механизмы, но длина цилиндров гораздо меньше. Их используют для тестирования различных настроек помола. Из-за сложных механизмов это все еще очень большое оборудование по сравнению с жерновыми кофемолками.

«Шнековым кофемолкам нужны три пары цилиндров для тонкого помола, скребки для очистки цилиндров и механизм подачи, чтобы обеспечить равномерную подачу зерен, — объясняет Шенкер. — В жерновой кофемолке вся эта работа выполняется за один этап».

Будет ли шнековая кофемолка востребована

Учитывая ограничения по размеру и сложные настройки, шнековые кофемолки остаются непрактичными для использования в небольших производствах. Однако не исключено, что в будущем ситуация изменится.

Точность производства постоянно повышается, а новые покрытия и материалы, такие как керамика, обеспечивают повышенную твердость и жесткость. Зазор между цилиндрами в современных шнековых кофемолках контролируется компьютером. Можно регулировать размер помола даже во время работы.

Акцент на качество помола появился совсем недавно. Все больше производителей осознают, что одинаковый размер частиц имеет значение. Однако для заваривания кофе обычным способом это по-прежнему не так важно. Даже крупные производители не спешат переходить на шнековые кофемолки.

Возможно, когда шнековые кофемолки станут более распространены, их стоимость снизится. А качество измельчения улучшится благодаря новым материалам, конструкциям гофр и контролю скорости.