커피 토픽

열교환 방식 vs 더블 보일러 방식(Heat Exchanger vs. Double Boiler)

 더블 보일러를 채용한 에스프레소 머신만이 스티밍과 에스프레소 추출을 동시에 할 수 있다는 것처럼 알려진 경우가 있는데, 이것은 잘못된 이야기입니다. 아래에 나열된 종류의 머신들은 추출과 스티밍을 모두 동시에 할 수가 있습니다. 


  • 열교환 방식의 에스프레소 머신
  • 두개의 보일러를 가진 에스프레소 머신(스팀용 1개, 추출용 1개)
  • 두개의 써모블록 방식의 가열기를 가진 에스프레소 머신(스팀용 1개, 추출용 1개)


두개의 일반적인 이미지를 가지고 설명해보겠습니다. 하나는 열교환 방식에 관한것, 또 하나는 더블 보일러 방식의 에스프레소 머신에 관한 내용이 되겠네요. 아래에 있는 것은 써모사이펀 그룹헤드를 장착한 열교환 머신의 개념입니다. 커다란 보일러 안에 열의 교환이 이루어지는 큰 튜브가 있기 때문에 열 교환장치라 불립니다.

다음 그림 에서 싱글 보일러 안의 역 V자로 표시된 커다란 튜브가 바로 열교환장치입니다. 열교환기 안의 물은 에스프레소를 위해서 순식간에 데워집니다. 추출이 시작되면 찬물과 열교환기의 더운 물이 섞이기 시작합니다.  

에스프레소가 추출되지 않을때에는 이 내부 순환체계에 의해 머신 속 열 교환장치에 의해 뜨거워진 물은 그룹헤드 쪽으로 이동하고, 차가워진 물은 보일러로 순환하여 다시 데워지게 됩니다.

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이때 추출 압력 게이지가 있는 머신의 경우에는 눈금 바늘이 요동치는 요인이 됩니다. 이 때문에 머신을 사용하지 않는 유휴상태에서는 추출압 게이지를 읽을 필요는 없으며, 게이지 눈금이 변동하는 것을 고민할 필요도 없습니다. 어떤 경우에는 보일러는 수평으로 그리고 열교환장치는 수직으로 설치합니다. 또 어떤 경우에는 내부의 수평 보일러가 수평의 열교환기와 얽혀있습니다. 대부분의 직립식 보일러의 경우 가열장치가 보일러 바닥에 있으나, 상단에 있는 경우도 있기도 하지만 이런 경우 가열장치가 바닥까지 확장되어 있습니다. 직립보일러의 경우 가열장치가 측면에 있는 경우는 거의 없습니다. 수평 보일러에서는 보통 측면에 가열장치가 있습니다. 

그룹헤드에 써모싸이펀이 없는 머신의 경우 그룹헤드에 튜브가 닿아있습니다. 이런 경우에는 열을 직접전달하기 위해 가열장치가 보일러에 용접 등의 방법으로 직접 붙어 있습니다.


아래의 그림은 써모싸이펀 그룹헤드가 붙어 있는 더블 보일러의 개념도입니다.


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한잔의 에스프레소 추출에 있어서 더블보일러 머신의 경우 보일러 내부의 물온도 조정이 열교환식 머신보다 뛰어납니다. 온도조절에서 우위에 있기 때문에 커피블렌딩에 따라 물온도를 조절하는데 이점이 있습니다. 우수한 온도조절의 이점은 한잔의 에스프레소 추출을 하는데 있어 장점으로 작용합니다. 이런 이유로 오직 에스프레소 추출을 위한 머신으로는 PID 장치가 있는 더블 보일러 머신이 더 적합한 선택이라고 말할수 있습니다.

더블보일러의 보일러 사이즈가 에스프레소 품질에 영향을 미친다는 주장이 있었습니다. 예를 들자면, 어떤 사람은 더 작은 보일러가 물의 순환을 빠르게 하고  그로 인해 더 신선한 물이 질 좋은 에스프레소 추출을 가능하게 한다고 주장합니다. 비록 우리가 더블 보일러 머신을 가져오기 전에는 우리도 이 주장에 나름의 신빙성을 가지고 잇었지만, 더 이상 그 이론을 믿지는 않습니다. 만약 그 이론이 사실이었다면, 더 작은 용량의 열교환식 머신이 더블 보일러 머신 보다 질 좋은 에스프레소를 추출할 수 있었겠죠.  

 


스티밍 능력 비교

우리의 관찰에 따르면, 열교환식 머신의 경우는 더블 보일러 머신보다 더 강한 스티밍 능력을 가지고 있습니다. 만약 우유를 베이스로 한 커피 음료를 만들 경우에 밀크 스티밍을 한다면, 더블 보일러 머신보다는 강한 스티밍 파워와 능력을 가지고 있는 열교환식 머신이 더 우세합니다. 
그 이유는 열교환식 머신의 더 높은 스티밍 능력을 통해 카푸치노나 라떼 등의 빠른 준비가 가능하고, 우유가 에스프레소를 희석하기 때문에 에스프레소의 "질"이 그렇게 중요하지 않다는 거죠.


예열 시간 비교 

Vibiemme 의 열교환식 머신(아마도 도모바 슈퍼)은 웜업에 20~30분이 소요되고, 더블 보일러 모델 버전은 두개의 보일러는 데우는데 30~45분이 걸립니다. 물론 Vibiemme 에스프레소 머신은 타이머 장착이 가능하긴 하지만, 항상 타이머를가 콘센트에 연결해있어야 하며 서지 서프레서에 연결되어 있어야 합니다. La spaziale의 더블보일러 머신 중 버전 2만이 이런 식의 특수한 타이머를 설치할 수 있습니다. 버전 1은 연결이 불가합니다.


에너지 절약  비교
 
더블 보일러 머신은 사용자가 독립적으로 커피 보일러와 스팀보일러를 각각 끄고 켤 수 있게 합니다. 일반적으로 추출 보일러만 사용한다면 600와트 정도의 전력밖에 소모하지 않습니다만, 열교환식 머신은 전체를 한번에 끄고 켜야합니다.


보일러 내부의 물 온도와 그룹헤드의 물 온도간의 차이

평균적으로 PID 제어 프로그램에 세팅된 온도와 그룹헤드에서 추출된 커피와의 온도는 화씨 20도 정도 차이를 보입니다. 여러 환경에서 PID 더블 보일러 머신으로 많은 실험을 실시했고, 이제는 확신있게 다음과 같이 말할 수 있습니다. 


a) 어느 환경하에라 설정된 옵셋치가 있다면, 다른 환경에서는 또 다른 결과값이 나타날 것입니다.. 

b) 옵셋 설정값은 같은 환경, 같은 머신에서도 차이가 발생 할 수 있습니다.
    여기서 환경은 온도나 통풍, 머신의 전압량같은 실질적인 모든 것들을 포함합니다.
    통풍의 유무에 따라서 지하실에서 PID 머신으로 실험하기도 했습니다. 조건은 같이 통제 했으나,   
    화씨 5도 정도 달랐습니다. 우리는 화씨 76도인 따뜻한 방과 화씨 66도인 방에서도 PID머신으로 실
    험했습니다. 그러면 또, 다른 변화들이 발생합니다.

 
c) 또 적절한 설정치는 PID 센서에 발생한 스케일 때문에 변할 수도 있습니다. 보일러의 PID센서 부근에 발생한 라임스케일 때문에 그룹헤드의 물온도와 실제 프로그래밍 온도 사이에서 5도의 차이가 발생하는 것을 확인했습니다.(PID 더블 보일러 머신에서는 스케일 발생 확률이 매우 높습니다)

제조자들이 보일러속 물온도와 그룹헤드의 물온도간의 차이를 컨트롤 할 수 있는 기능을 판매전략으로  내세우기도 하지만, 오히려 제대로 작동되지 않을 경우에는 유저들을 더 골치아프게 할 수 있습니다.

결론으로, 초기 머신 세팅에서 평균적으로 11도의 차이를 설정하는 것이 최적이라 생각되며, 최적의 맛을 결정하기 위한 가장 좋은 방법으로는 에스프레소 추출 과정의 모든 변수를 통일한 상태로 프로그램된 온도를 바꾸는 것이라 생각합니다. 그라인딩 시 많은 요소를 통제하는 것과 마찬가지로 말이죠. 이것이야 말로 커피 원두와 블렌딩이 적합하게 추출되는데 필요한 최적의 온도를 얻기 위한 방법입니다.

원문 : http://www.1st-line.com/cofffact/hx-vs-db.htm

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