Wie funktioniert eine Kaffeemaschine ?

FĂŒr die meisten Menschen ist die Tasse Kaffee wesentlicher Bestandteil eines perfekten Morgen. Die Filterkaffeemaschine ist dabei laut Statista Umfragen die beliebteste Art der Kaffeezubereitung. Den Zahlen zufolge, bevorzugten im Jahr 2020 etwa 35,5 % der Deutschen die Filterkaffeemaschine vor anderen Methoden des Kaffee Kochens. 

Die Bedienung ist ja auch denkbar einfach: Kaffee und Wasser einfĂŒllen, Filter einlegen und einschalten. Aber hast du dich jemals gefragt, was im Inneren der Kaffeemaschine eigentlich passiert? Wie gelangt das Wasser vom VorratsbehĂ€lter zum Kaffeesatz im Filter? Wie erwĂ€rmt sich alles so schnell und was um alles in der Welt löst dieses gurgelnde GerĂ€usch aus. 

Wir haben in diesem Artikel eine typische Filterkaffeemaschine fĂŒr dich einmal genauer unter die Lupe genommen, um diese und weitere Fragen zu beantworten.

Kaffeemaschine

 

Inhalte 

  • Wie genau funktioniert eine Kaffeemaschine?
  • Welche Bestandteile hat eine Kaffeemaschine?
  • Welche Besonderheiten gibt es bei der Funktionsweise von Kaffeemaschinen?

Wie funktioniert eine Kaffeemaschine?

Eine moderne Filterkaffeemaschine ist ein ĂŒberraschend einfach gestricktes GerĂ€t. WĂ€hrend die Hersteller im Laufe von mehr als 30 Jahren das Design der Maschinen immer wieder anpassten und verbesserten, blieb das Innenleben der Filterkaffeemaschine mehr oder weniger gleich.

Jede Kaffeemaschine verfĂŒgt ĂŒber einen WasserbehĂ€lter, ein Heizelement, einen Filtereinsatz, eine passenden Kanne, sowie einer WĂ€rmeplatte und einem Schalter. 

Die Kaffeemaschine extrahiert Aromastoffe und Öle aus dem Kaffeepulver und filtert daraus den Kaffee. Dabei basiert die Funktion auf dem Prinzip der Heißextraktion. Die Blasenpumpe ist das besondere HerzstĂŒck der Kaffeemaschine, da sie nach und nach das kalte Wasser erhitzt und durch ein Luftdruckventil an den Filter weitergibt.

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Die Bestandteile einer Kaffeemaschine

Wenn man das Oberteil der Kaffeemaschine demontiert, werden die folgenden Bestandteile sichtbar. 


  • Der WasserbehĂ€lter

  • Es gibt einen WasserbehĂ€lter, in den du beim Zubereiten des Kaffees das Wasser gießt. Am Boden des BehĂ€lters befindet sich ein kleines Loch, das in einen Schlauch mĂŒndet. 


  • Der Wasserschlauch

  • Dieser Schlauch fĂŒhrt das heiße Wasser vom Boden des WasserbehĂ€lters nach oben zum Tropfbereich.


  • Der Heißwasserkopf

  • Das Wasser aus dem Schlauch wird mit einem Aufsatz ĂŒber den Kaffeesatz gesprĂŒht. Bei einigen Kaffeemaschinen tritt das Wasser aus dem Schlauch auf eine perforierte Kunststoffscheibe, die als Tropfbereich bezeichnet wird, und tropft einfach durch die Löcher in den Kaffeesatz.

    Wenn du dir den Boden der Kaffeemaschine anschaust, werden dir folgende Bestandteile auffallen. 


  • Die Heißwasserrohr

  • Die Heißwasserröhre nimmt das kalte Wasser auf, das aus dem Loch im BehĂ€lter kommt und gibt es an den Wasserschlauch weiter. 


  • Das Heizelement

  • Das Heizelement besteht aus einer zweiteiligen Aluminiumextrusion: einem Widerstandsheizelement und einem Rohr, durch das Wasser fließen kann. Das Widerstandsheizelement und das Aluminiumrohr erwĂ€rmen das Wasser. 


    Das Widerstandsheizelement ist einfach ein gewickelter Draht, der dem GlĂŒhfaden einer GlĂŒhbirne oder dem Element in einem elektrischen Toaster sehr Ă€hnlich ist. Er wird in dem Moment heiß, indem Strom durch ihn fließt. Das Heizelement drĂŒckt direkt gegen die Unterseite der WĂ€rmeplatte, wobei spezielles wĂ€rmeleitendes Fett fĂŒr eine effiziente WĂ€rmeĂŒbertragung sorgt. 


    Das Heizelement erwÀrmt zum einen das Wasser und zum anderen hÀlt es den fertig gekochten Kaffee warm. 


  • Die Sicherungen und Sensoren

  • Der Schalter der Kaffeemaschine schaltet das Heizelement ein und aus. Um eine Überhitzung des Heizelements zu vermeiden, gibt es Sensoren und Sicherungen. In Kaffeemaschinen erkennen Sensoren, ob die Spule zu heiß wird und unterbrechen dann die Stromzufuhr. Wenn sie wieder abgekĂŒhlt ist, schalten sie den Strom automatisch wieder ein. 

    Sicherungen unterbrechen die Stromversorgung augenblicklich, wenn sie eine zu hohe Temperatur feststellen. Sie sind aus SicherheitsgrĂŒnden vorhanden, falls der Hauptsensor ausfĂ€llt.


    Die verschiedenen Sensoren und Sicherungen der Kaffeemaschine liegen meistens innerhalb einer Ummantelung, die das Heizelement umschließt.


  • Das RĂŒckschlagventil

  • Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Kaffeemaschine ist das RĂŒckschlagventil. Dieses Ventil befindet sich normalerweise entweder am Loch des WasserbehĂ€lters oder im Aluminiumheizrohr. Wenn es kein RĂŒckschlagventil gĂ€be, wĂŒrde das kochende Wasser nicht zum Heißwasserrohr fließen können. Durch das RĂŒckschlagventil bleibt kaltes Wasser in dem Aluminiumrohr, kochende Wasserblasen werden jedoch zum Heißwasserkopf weitergeleitet.

    Auf diese Weise kann das kalte Wasser nach und nach erwĂ€rmt werden und portionsweise ĂŒber den Kaffeesatz gegeben werden. Das RĂŒckschlagventil verschließt sich, sobald der Druck, der durch das kochende Wasser entsteht, ansteigt. Ist sĂ€mtliches, kochendes Wasser in den Filter weitergeleitet worden, sinkt der Druck wieder ab, das Ventil öffnet sich und neues kaltes Wasser kann nachfließen. 

    Dabei, sowie durch das Verdampfen des Restwassers entsteht das typische Gurgeln, das viele instinktiv mit frisch gebrĂŒhtem Kaffee verbinden.

    Kaffeemaschine

    Die Funktionsweise der Kaffeemaschine

    Nun weißt du ĂŒber die Grundbauteile der Kaffeemaschine Bescheid-kommen wir also zur Funktionsweise.


    • Wenn du kaltes Wasser in den WasserbehĂ€lter fĂŒllst, fließt es durch das Loch in den Wasserschlauch.

    • Als nĂ€chstes fließt das Wasser durch das RĂŒckschlagventil in das Aluminiumrohr im Heizelement und dann nach und nach durch den Heißwasserschlauch nach oben. 

    • Wenn du den Schalter einschaltest, erwĂ€rmt das Widerstandsheizelement das Aluminiumrohr und schließlich kocht das Wasser im Rohr.

    • Wenn das Wasser kocht, steigen die Blasen in der Heißwasseröhre auf. Was als nĂ€chstes passiert, ist genau das, was in einem typischen Aquarienfilter passiert: Die Röhre ist klein und die Blasen sind groß genug, sodass eine WassersĂ€ule ĂŒber den Blasen nach oben steigen kann.

    • Das Wasser fließt durch die Röhre und wird mit dem Heißwasserkopf so verteilt, dass es gleichmĂ€ĂŸig auf den Kaffeesatz tropft.

    • Das heiße Wasser fließt durch die gemahlenen Kaffeebohnen und nimmt auf dem Weg in die Kaffeekanne ihre Aromen und Öle auf.

    • Es fließt solange kaltes Wasser nach, bis der Wassertank aufgebraucht ist. Dann ist der Kaffee fertig.

    Besonderheiten bei der Funktion von Kaffeemaschinen

    Steuerelektronik

    Moderne Kaffeemaschinen verfĂŒgen ĂŒber eine eingebaute Steuerelektronik, die es z.B. ermöglicht, den Start der Kaffeezubereitung auf eine bestimmte Uhrzeit zu terminieren.

    Auch das automatische Abschalten nach einer gewissen Zeit wird dadurch möglich.


    Thermoskanne

    Einige Kaffeemaschinen verfĂŒgen ĂŒber eine Thermoskanne. Diese hat den Vorteil, das gleich eine grĂ¶ĂŸere Menge Kaffee gekocht werden kann und dieser stundenlang heiß bleibt, ohne dass die ganze Zeit die Heizplatte laufen muss.


    Integriertes Mahlwerk

    Wer seinen Kaffee gerne frisch gemahlen trinkt, kann sich eine Kaffeemaschine mit eingebautem Mahlwerk zulegen. Die elektrische KaffeemĂŒhle mahlt die Kaffeebohnen beim Einschalten und gibt das Kaffeepulver direkt in den Filter weiter.


    Wasserfilter

    Manche Maschinen haben einen eingebauten Aktivkohlefilter, mit dem das Wasser vor dem Kochvorgang gefiltert wird. Dadurch wird der Geschmack des Kaffees noch feiner und das Aroma kommt besser zur Geltung.


    Tropf-Stopp-Ventil

    Das Tropf-Stopp-Ventil ermöglicht es, die Kaffeekanne aus der Maschine herauszunehmen, bevor der BrĂŒhvorgang abgeschlossen ist. Ein bestimmtes Ventil an der Maschine verschließt sich automatisch in dem Moment, in dem die Kanne entfernt wird und stoppt das Austreten von weiteren Kaffeetropfen.

    Wie funktioniert eine Kaffeemaschine?

     

    Fazit - einfache Technik, großartiger Geschmack

    Wie du siehst, ist die Funktion einer Filterkaffeemaschine kein Hexenwerk. Ein paar einfache Mechanismen sorgen dafĂŒr, dass du auf Knopfdruck jeden Morgen frisch gebrĂŒhten Kaffee bekommst.

    FĂŒr besondere WĂŒnsche, wie zum Beispiel morgens vom gurgelnden GerĂ€usch der Kaffeemaschine und dem herrlichen Duft geweckt zu werden, gibt es Kaffeemaschinen mit erweiterten Funktionen.



    Über den Autor

    Jonas Zeppenfeld

    Jonas Zeppenfeld / Marketing @Thiru

    Kaffeeliebhaber. Genießt das HeißgetrĂ€nk vorzugsweise aus der French Press. 

                      

     

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