Inbetriebnahme 2019
Inbetriebnahme und Vorbereitung zur Erprobung der kalten Brühgruppe für eine labortechnische Espressomaschine
Verfasser
Fabian Deiser
Felix Müller
Stefan Sellmaier
Johannes Amann
Einleitung
Aufgabe dieser Projektarbeit ist es, das in [1] entwickelte Konzept einer kalten Brühgruppe (BG) an der vorhandenen labortechnischen Espressomaschine, zu realisieren. Das Ziel des gesamten Entwicklungsprozesses der Espressomaschine ist es, in Zusammenarbeit mit der Kaffeewerkstatt München (siehe Abs. 7.1) eine neue innovative Siebträgermaschine zu entwickeln. Die Besonderheit des Konzept soll sein, jede Siebträgermaschine anderer Hersteller simulieren zu können, indem sie eine hohe Flexibilität der Druck- und Temperatureinstellungen aufweist.
Der Begriff Brühgruppe bezeichnet den Teil der Maschine, in der das kalte, aus der Leitung kommende Wasser im Boiler erhitzt und auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, bevor es über die Dusche im Brühkopf über ein Sieb auf das im Siebträger befindliche Kaffeepulver gegossen wird. Dieser Prozess geschieht unter hohen Temperaturen bis 110 C und Drücken von bis zu 16 bar, was besondere Anforderungen an die Dichtheit der verbauten Komponenten mit sich bringt. Die Aufgabenstellung der Projektarbeit beinhaltet die Fertigung noch fehlender Teile sowie die Bestellung von Kaufteilen, den Einbau der Temperatursensoren mitsamt Brühkopfgehäuse, die Montage und Erprobung aller Bauteile an der LEM sowie die Erstellung von Montagezeichnungen, Explosionsdarstellungen und Montagevorschriften. Zudem ist in diesem Bericht eine Beschreibung aller Änderungen der Hydraulik, Elektrik und Sensorik des aus [1] hervorgehenden Konzepts enthalten. In Abbildung 2 ist eine Übersicht der labortechnischen Espressomaschine dargestellt. An der Rückseite der Maschine sind die Solid State Relais (7) angebracht (siehe Abschnitt 3.3). Rechts an der Maschine ist die Elektrik (Abschnitt 3) untergebracht. Die Steuerung der Maschine erfolgt durch den Raspberry Pi (4). Der Brühkopf der kalten Brühgruppe besteht aus Messing (1), soll aber in Zukunft an das Aussehen des E61 Brühkopfes angepasst werden. Der Not-Aus Schalter (5) ist oben auf dem Gerüst gut sichtbar und erreichbar verschraubt. Die Temperaturmessplatine (3) ist in der obersten Etage der Elektrik rechts neben der Maschine untegrebracht. Zur Befestigung der Dosierventile (6) wurde ein neues Aluminiumprofil verbaut.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Hydraulik
2.1 Magnetventile
2.2 Schläuche
2.3 ELSA-Steckverbindungen
2.4 Dosierventile
2.5 Boiler
3 Elektrik
3.1 Raspberry Pi
3.2 Temperaturplatine
3.3 Solid State Relais
3.4 24V Spannungswandler
3.5 Verkabelung
3.6 Not-Aus
4 Temperatursensoren
4.1 Messpunkte
4.2 Anforderungen an den Temperatursensor
4.3 Auswahl des temperaturveränderlichen Widerstands
4.4 Reaktionszeit des Sensors
4.5 Auswahl des Sensorgehäuses/Sensoraufbau
4.5.1 Fertigungsmöglichkeiten der Temperatursensoren
4.6 Auslegung des Vorwiderstands der Spannungsteilerschaltung
4.7 Kalibrierung der Sensoren
5 Brühgruppe
5.1 Dusche
5.2 Siebträgerdichtung
5.3 Gehäuse
5.4 Buchse
6 Mischer
7 Teilebeschaffung
7.1 Kaffeewerkstatt München
7.2 Verbaute Kaufteile von AVS Römer
7.3 Verbaute Kaufteile von LF SpA (lfersatzteile724.de)
7.4 Verworfene Dichtung der Fa. Grünberg
8 Erprobung
9 Zusammenfassung und Ausblick
9.1 Probleme und Verbesserungen