Im November 2019 führte Stéphane Ribes mehrere Experimente durch, um die Auswirkungen von Michaels Abstandhalter aus Messing (3,8 mm) auf den Kaffee zu untersuchen, der mit einer DE1PRO v1.1-Espressomaschine von Decent Espresso zubereitet wurde. Ein Abstandhalter ist eine Vorrichtung, die zwischen der Brühdusche und dem Duschsieb angebracht wird und in der Regel dazu dient, den Freiraum (den Abstand zwischen der Oberseite des Kaffeepucks und dem Duschsieb) zu verringern.
Die Studie, die hier heruntergeladen werden kann, untersuchte, ob eine Veränderung der Position des Duschsiebs – und damit eine Verringerung des Freiraums – das Druckverhalten, die Gleichmäßigkeit der Extraktion, die Extraktionsausbeute und die sensorischen Eigenschaften beeinflussen würde.
Der Abstandhalter wurde nicht isoliert getestet. Stattdessen verglich Ribes vier Konfigurationen des Duschsiebs, die unterschiedliche Überstände in das Brühsieb und unterschiedliche Abstände zwischen Puck und Duschsieb repräsentierten.
Die vier Konfigurationen waren wie folgt:
Alle Konfigurationen wurden mit einer Dosis von 15 g getestet. Das IMS CI 35 WM Duschsieb plus Abstandhalter ragte am stärksten in das Brühsieb hinein und führte somit zum geringsten Freiraum.
Die zentrale Hypothese lautet, dass eine Verringerung des Abstands zwischen Puck und Duschsieb (auch bekannt als Freiraum) das hydraulische Verhalten oberhalb des Pucks verändern, einen sanfteren Druckabfall nach Erreichen des Spitzendrucks bewirken und möglicherweise die Gleichmäßigkeit der Extraktion sowie die Tassenqualität verbessern könnte.
Aus Stéphanes Präsentation lassen sich folgende Fragen ableiten:
So sehen die vier programmierten Schritte aus:
Somit trennt das Profil bewusst die schnelle anfängliche Benetzung von einem druckgesteuerten Aufquellen (BloomI) und erhöht dann den Durchfluss schrittweise, bevor ein konstanter Durchfluss aufrechterhalten wird.
Die vier getesteten Konfigurationen von Duschsieben und Abstandshaltern waren wie folgt:
Bei dem verwendeten IMS CI 200 IM-Sieb handelte es sich um das Standardsieb, das im Lieferumfang der Decent Espressomaschine enthalten ist. Da es ohne Abstandhalter getestet wurde, diente es als Referenzwert. Bei den letzten drei Konfigurationen wurde das Duschsieb schrittweise näher an den Puck herangerückt, wobei die Konfiguration CI 35 WM mit Abstandhalter den geringsten verfügbaren Freiraum ergab.
In allen Konfigurationen wurde Kaffee gebrüht, und der resultierende Espresso, die Oberfläche von Brühsieb und Puck, das Duschsieb sowie der ausgeklopfte Puck wurden dokumentiert.
Erster Druckvergleich: ähnlicher Maximaldruck
In der ersten Versuchsreihe wurden die Dosierung, die Extraktionsparameter und der Arbeitsablauf konstant bei 15 g gehalten. Bei Verwendung des IMS CI 200 IM-Duschsiebs mit dem Abstandhalter wurde die Mühle leicht nach oben eingestellt, von EK1,3 auf EK1,25, damit ein ähnlicher maximaler Extraktionsdruck erreicht werden konnte.
Die primäre Messgröße war der prozentuale Druckabfall nach dem maximalen Druckspitzenwert.
Zweiter Druckvergleich: identische Mahlgradeinstellung
In der zweiten Versuchsreihe wurde die Mühle auf EK1,4 eingestellt, wobei die gleichen Extraktionsparameter und der gleiche Arbeitsablauf beibehalten wurden.
Die Ausnahme bildete das Duschsieb IMS CI 35 WM in Kombination mit dem Abstandhalter. Da bei dieser Anordnung das Duschsieb besonders nah am Espressopuck lag, musste die Dosierung von 15,0 g auf 14,5 g reduziert werden, um einen direkten Kontakt zwischen Puck und Duschsieb zu verhindern.
Vergleich des Druckniveaus
Für jede der Konfigurationen wurden Kaffees gebrüht und bei folgenden Druckwerten verglichen:
Anschließend wurden folgende sensorische und visuelle Vergleiche durchgeführt:
Die erste Versuchsreihe ergab, dass der Druckabfall nach Erreichen des Spitzendrucks sowohl bei Verwendung des Abstandhalters als auch bei Einsatz des IMS SI 200 IM-Duschsiebs sanfter verlief.
Der erste Vergleich, bei dem der Maximaldruck in etwa angeglichen wurde, ergab folgende Ergebnisse:
Die Standardkonfiguration CI 200 IM wies daher den steilsten Druckabfall auf und verlor etwa die Hälfte ihres Spitzendrucks. Durch Hinzufügen des Abstandhalters wurde dieser Abfall um etwa sechs Prozentpunkte verringert.
Das IMS SI 200 IM ohne Abstandhalter verhielt sich ähnlich wie das CI 200 IM mit Abstandhalter, was die Annahme stützt, dass die Siebposition und der Freiraum – und nicht lediglich das Vorhandensein eines Messingbauteils – für einen Großteil der Veränderung verantwortlich waren.
Die extremste Geometrie, CI 35 WM mit Abstandhalter, wies mit etwa −30 % den mit Abstand geringsten Druckabfall auf, obwohl ihre Extraktionsausbeute in diesem Test mit 18,5 % ebenfalls am niedrigsten war.
Bei einer identischen Mahlgradeinstellung von EK1,4 zeigte sich das gleiche Muster:
Erneut wies der Standard-CI 200 IM den größten Druckabfall auf. Sowohl die Version mit Abstandhalter aus Messing als auch das hervorstehende IMS SI 200 IM-Duschsieb milderten den Druckabfall erheblich, während der CI 35 WM in Kombination mit einem Abstandhalter erneut den geringsten Abfall verzeichnete.
Ribes stellte somit erneut fest, dass ein geringerer Freiraum – sei es durch einen Abstandhalter oder ein Duschsieb – zu einem sanfteren Druckabfall führt.
Extraktionsausbeute bei 6–7 und 9–10 bar
Das kombinierte Diagramm zur Extraktionsausbeute liefert folgende Werte:
Die Ergebnisse zeigen daher keinen allgemeinen Anstieg der Extraktionsausbeute durch den Einbau des Abstandhalters. Die herkömmliche CI 200 IM-Anordnung erzielte unter Hochdruckbedingungen sogar die höchste gemessene Extraktionsausbeute von etwa 19,5 %.
Der deutlichste Vorteil des Abstandhalters lag stattdessen im Druckverhalten und in den visuellen Extraktionseigenschaften.
Besonders aufschlussreich ist die Konfiguration CI 35 WM plus Abstandhalter: Obwohl sie den sanftesten Druckabfall aufwies, stieg ihre Extraktionsausbeute nicht an, sondern sank sogar auf etwa 18,5 % bei 9–10 bar.
Optische Extraktionsgleichmäßigkeit
Ribes unterteilt die optische Gleichmäßigkeit in Beobachtungen am bodenlosen Siebträger und am verbrauchten Kaffeepuck. Hier sind die Diagramme, die seine Bewertungen veranschaulichen:
Und so sahen die verbrauchten Pucks aus:
Die Standardkonfiguration der IMS CI 200 IM zeigte eine angemessene visuelle Gleichmäßigkeit beim bodenlosen Siebträger – insbesondere bei 6–7 bar –, jedoch eine sehr schlechte visuelle Gleichmäßigkeit der Pucks bei beiden Druckstufen.
Das Hinzufügen des Distanzstücks zur CI 200 IM änderte dies deutlich.
Sowohl die Bewertung mit dem bodenlosen Siebträger als auch die Bewertung der Espressopucks bewegten sich in Richtung des Endes der grafischen Skalen, das für hohe Gleichmäßigkeit steht, und die Ergebnisse bei 6–7 sowie 9–10 bar lagen relativ nahe beieinander.
Auch die IMS SI 200 IM-Konfiguration wies eine vergleichsweise hohe Gleichmäßigkeit der Espressopucks auf, obwohl die Gleichmäßigkeit beim bodenlosen Siebträger bei 6–7 bar besser war als bei 9–10 bar.
Der CI 35 WM plus Abstandshalter verhielt sich ähnlich: Die Gleichmäßigkeit des Espressopucks schien bei beiden Drücken gut zu sein, während die Bewertung des bodenlosen Siebträgers bei 6–7 bar besser ausfiel als bei 9–10 bar.
Insgesamt stützen diese visuellen Bewertungen die Hypothese, dass die Verringerung des Abstands zwischen Duschsieb und Espressopuck die sichtbare Gleichmäßigkeit und den strukturellen Zustand des Espressopucks verbessern kann, selbst wenn die Extraktionsausbeute selbst nicht steigt.
Geschmacksbewertung und Geschmackspunktzahl
Anschließend bewertete Ribes die mit den jeweiligen Konfigurationen von Duschsieben und Abstandhaltern zubereiteten Kaffees hinsichtlich Körper, Säure, Süße, Aroma, Bitterkeit und Adstringenz und vergab zudem eine Gesamtgeschmackspunktzahl.
Hier sind die Ergebnisse:
Sensorische Ergebnisse: Standard IMS CI 200 IM
Bei Verwendung des Duschsiebs ohne Abstandhalter zeigt das sensorische Diagramm deutliche druckabhängige Unterschiede.
Bei etwa 6–7 bar behielt der Kaffee mehr Säure und Aroma bei und wies etwas weniger Bitterkeit auf.
Bei 9–10 bar zeigte das Profil:
Die Gesamtgeschmacksbewertung scheint nur bei etwa 2–3/10 zu liegen, wobei der Kaffee mit niedrigerem Druck etwas besser abschnitt als der Kaffee mit höherem Druck.
Somit schnitt die Basis-Duschsiebkonfiguration in diesem Test sensorisch relativ schlecht ab.
Sensorische Ergebnisse: IMS CI 200 IM plus Abstandhalter
Durch Hinzufügen des Messing-Abstandhalters ergab sich ein deutlich ausgewogeneres sensorisches Profil.
Die Unterschiede zwischen den Kaffees bei 6–7 und 9–10 bar fielen vergleichsweise gering aus:
Die Gesamtgeschmackswerte stiegen auf etwa 4–4,5/10 und lagen damit deutlich über denen der unveränderten CI 200 IM-Konfiguration.
Dies deutet darauf hin, dass sich die Ausgewogenheit der Tasse verbesserte, obwohl die Extraktionsausbeute leicht zurückging.
Sensorische Ergebnisse: IMS SI 200 IM
Das hervorstehende Duschsieb des IMS SI 200 IM führte zu einem der stärksten sensorischen Ergebnisse im Experiment.
Die Tassenwertungen zeigten:
Die Gesamtgeschmacksbewertung liegt bei etwa 5–5,5/10 und ist damit deutlich höher als bei der Standardkonfiguration CI 200 IM sowie geringfügig höher als bei der CI 200 IM mit Abstandhalter.
Dies untermauert die Annahme, dass die beobachteten Verbesserungen mit der Siebgeometrie und dem reduzierten Freiraum zusammenhingen und nicht ausschließlich auf den Messing-Abstandhalter selbst zurückzuführen waren.
Sensorische Ergebnisse: IMS CI 35 WM plus Abstandhalter
Das CI 35 WM plus Abstandhalter führte zur größten Verringerung des Abstands zwischen Puck und Sieb und erzielte zudem die höchste grafisch dargestellte Gesamtgeschmacksbewertung.
Bei 6–7 bar weist die Tasse in etwa folgende Eigenschaften auf:
Die Geschmacksbewertung liegt bei etwa 6/10, dem höchsten auf dieser Seite dargestellten Einzelergebnis.
Bei 9–10 bar sinken jedoch Säuregehalt und Süße, während die Gesamtgeschmacksnote auf etwa 4–4,5/10 fällt.
Die Konfiguration scheint daher im unteren Druckbereich von 6–7 bar besonders gut zu funktionieren, anstatt von einem höheren Spitzen-Extraktionsdruck zu profitieren.
Die Ergebnisse zeigen mehrere wichtige Unterschiede:
Das Experiment trennt somit zwei Konzepte, die oft als gleichwertig behandelt werden: Eine höhere Extraktionsausbeute und eine bessere Extraktionsqualität waren hier nicht dasselbe.
Das Standard-Duschsieb ohne Abstandhalter (Ausgangswert) erzeugte die höchste gemessene Extraktionsausbeute, wies jedoch den steilsten Druckabfall nach dem Spitzenwert, die geringste Gleichmäßigkeit des Pucks sowie die schlechtesten Geschmacksergebnisse auf.
Umgekehrt führten Konfigurationen, die den Freiraum reduzierten, zu einem gleichmäßigeren Druckverlauf und allgemein besseren sensorischen Bewertungen, selbst wenn ihre Extraktionsausbeuten etwas geringer waren.
Insgesamt deuten die Experimente von Ribes darauf hin, dass eine Verringerung des Freiraums das hydraulische und sensorische Verhalten einer Extraktion mit der Decent Espressomaschine wesentlich verändern kann, wobei sich die Vorteile jedoch deutlicher in der Druckstabilität, der Gleichmäßigkeit des Espressopucks und der Tassenqualität als allein in der Extraktionsausbeute zeigen.
Auf der Grundlage der Ergebnisse können wir nun die in Kapitel 2 aufgeworfenen Fragen wie folgt beantworten:
1: Verändert der Einbau des Messingabstandshalters (3,8 mm) – oder die Verwendung eines Duschsiebs, das den Freiraum in ähnlicher Weise verringert – den Druckabfall nach dem maximalen Extraktionsdruck-Spitzenwert?
2: Verbessert die Verringerung des Freiraums die Gleichmäßigkeit der Extraktion, gemessen anhand der visuellen Beurteilung der Extraktion aus dem bodenlosen Siebträger und des Kaffeesatzes?
3: Wie wirkt sich der Abstandhalter oder die veränderte Geometrie des Duschsiebs auf die Extraktionsausbeute aus?
4: Wie wirken sich die verschiedenen Konfigurationen von Abstandhalter und Duschsieb auf die sensorischen Eigenschaften und die Gesamtgeschmacksbewertung bei Extraktionsdrücken von etwa 6–7 bar und 9–10 bar aus?
5: Welche der vier getesteten Konfigurationen scheint den besten Gesamtkompromiss zwischen hydraulischem Verhalten, Gleichmäßigkeit der Extraktion, Extraktionsausbeute und Geschmack zu bieten?
Die zentrale Erkenntnis aus den Experimenten lautet daher, dass die Geometrie des Duschsiebs und der Freiraum die Espresso-Verhalten erheblich beeinflussen können, selbst wenn sich herkömmliche Messwerte der Extraktionsausbeute nur geringfügig ändern. Die Experimente legen nahe, dass eine Verringerung des Freiraums über dem Puck die Extraktion nach dem Druckmaximum stabilisieren und potenziell zu einem gleichmäßigeren und geschmacklich besseren Espresso führen kann; eine zu starke Verringerung des Freiraums bringt jedoch praktische Einschränkungen mit sich, wie beispielsweise den Kontakt zwischen Puck und Duschsieb sowie die Notwendigkeit, die Dosierung zu verringern.
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