Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Stand der Technik
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Kaffeemühle - FourEng - Gesamtimplementierung
Wintersemester 2020
Christian Kuttler
Lukas Rieg

Stand der Technik

Kaffeemühlen

Heutzutage ist für die Zubereitung von sehr gutem Kaffee die Kaffeemühle mindestens genauso wichtig wie die Espressomaschine. Eine klassische Kaffeemühle besteht aus einer Mahlkammer, in der sich ein verstellbares Mahlwerk befindet. Dieses Mahlwerk wird entweder mechanisch oder elektrisch betrieben.  Die Mahlkammer hat stets zwei Öffnungen. Durch eine Öffnung wird sie mit Bohen gespeist und durch die andere Öffnung verlässt das gemahlene Kaffeemehl die Mühle. Alle Mühlen sind nach diesem Prinzip aufgebaut, unterscheiden sich aber in vielen Aspekten. Mühlen können in vier Hauptgruppen unterteilt werden: Die Ladenmühlen, die Dosiermühlen, die „Grind on demand“-Mühlen und die „Grind by weight“-Mühlen

Die Ladenmühle zeichnet sich durch ihren hohen Durchsatz und ihre großen Mahlgradeinstellungsbereich aus. Sie ist, wie der Name bereits sagt, meist in Läden wie beispielsweise Supermärkten und Kaffee-Fachgeschäften zu finden, um dort größere Mengen an Kaffee für den Kunden zu mahlen, ohne dass dieser direkt verarbeitet wird. Sie besitzt meist nur einen Schaltkreis, das heißt einen An-/Aus-Schalter.

Die „Grind on demand“-Mühlen sind die Mühlen, die heutzutage am meisten in den Cafés zu finden sind. Der Benutzer startet dabei die Mühle über einen Knopf und die Mühle mahlt solange, bis die zuvor definierte Zeit abgelaufen ist. Über diese Zeit kann das Kaffeemehl relativ genau portioniert werden. Der Vorteil dieser Mühle ist der stetig frisch gemahlene Kaffee. Der Nachteil dieser Methode ist, dass die Kaffeemehlmenge abhängig von äußeren Faktoren schwankt, da sie nur über die Zeit geregelt ist und somit auch bei jeder Mahlgrad-bzw. Bohnenänderung erneut eingestellt werden muss.

Die Dosiermühlen werden meist in Bäckern eingesetzt, wo nicht genügend Zeit ist, um zu warten bis der Kaffee gemahlen ist. Die Funktionsweise ähnelt der der „Grind on demand“-Mühlen, jedoch besitzen diese Mühlen einen Speicher für ihr Kaffeemehl. Wird aus diesem Speicher Kaffeemehl entnommen wird es direkt wieder aufgefüllt. Das spart Zeit, da nicht gewartet werden muss bis die Bohnen gemahlen werden. Allerdings hat man keinen frisch gemahlenen Kaffee. 

Die Nachfolgetechnologie der „Grind on demand“ sind die „Grind by weight“-Mühlen. Anstelle eines Timers, der die Kaffeemehlmenge reguliert wird hier eine Waage eingesetzt. Somit kann der Nutzer die gewünschte Menge exakt einstellen und erhält eine konstant gleichbleibende Kaffeemehlmenge. Da diese Maschinen relativ neu auf dem Markt sind, haben sie noch einige Schwierigkeiten, wie im folgenden Video zu sehen ist. Dabei muss der Nutzer selbständig einen Offsetfaktor setzen und somit die Mühle doch wieder auf Änderungen anpassen, was mit dieser Methode eigentlich vermieden werden sollte.  

https://www.youtube.com/watch?v=fi75ffeMIOg

Die hier vorgestellten Mühlen können weiter unterschieden werden hinsichtlich ihres Mahlwerks. In den oben vorgestellten Mühlen sind Schlag-, Scheiben-, Kegel- und Hybridmahlwerke zu finden.

Die Schlagmahlwerke waren früher relativ häufig in Kaffeemühlen verbaut, heutzutage sind sie nur noch ich sehr günstigen Varianten vertreten. Sie sind von der Funktionsweise einem Mixer sehr ähnlich, was bedeutet, dass das Mahlgut hierbei von einem kleinen Propeller zerschlagen wird.

Das Scheibenmahlwerk ist das heutzutage am meisten verbreitete Mahlwerk im Bereich der Espressomühlen. Das Mahlwerk besteht aus zwei identischen aufeinanderliegenden Scheiben, die innen konkav geformt sind und sich an den Außenrändern annähern. Eine der beiden Mahlscheiben ist feststehend und die andere wird von einem Motor angetrieben. Während des Mahlvorgangs fallen die Bohnen zentral ins Mahlwerk und wandern dabei von innen nach außen, wobei sie immer stärker zerkleinert werden und schließlich als Kaffeemehl durch die Fliehkraft herausgeschleudert werden. Der Abstand und die Zahntiefe machen dabei die Feinheit des Kaffeemehls aus. Über den Abstand der beiden Scheiben lässt der Mahlgrad einstellen. Das Scheibenmahlwerk liefert aufgrund seiner Geometrie ein sehr konstantes Mahlgut. Die Scheibenmahlwerke benötigen hohe Drehzahlen, um die Bohnen zu zerkleinern. Durch die hohe Drehzahl entsteht Wärme, der man mithilfe von großen Mahlscheibendurchmessern entgegenwirken kann.

 

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Das Kegelmahlwerk ist eine spezielle Form des Scheibenmahlwerks. Anstelle von zwei Mahlscheiben kommen dabei Kegel zum Einsatz (siehe Bild). Während bei den bereits vorgestellten Scheibenmahlwerken die Bohnen lediglich durch die Zentripetalkraft durch die Mahlscheiben gewandert sind, werden sie bei Kegelmahlwerken von der Erdanziehungskraft unterstützt. Dadurch sind bei dieser Bauart geringere Drehzahlen notwendig, was im Vergleich zu Scheibenmahlwerken zu einer geringeren Wärmeentwicklung führt.

 

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Die Hybridmahlwerke sind eine Kombination aus beiden vorangegangenen Mahlwerken. Dabei wird ein Scheibenmahlwerk hinter ein Kegelmahlwerk gesetzt. Somit können in dem Kegelmahlwerk die Bohnen erst grob vorgemahlen, um anschließend bei einer zweiten Stufe feingemahlen zu werden.
Dadurch wird nicht nur schonender, sondern auch gleichmäßiger gemahlen. Diese Art von Mahlwerk wird trotz dieser Vorteile nur sehr selten eingesetzt. 

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