https://www.kaffeewiki.de/api.php?action=feedcontributions&user=Infusione&feedformat=atomKaffeeWiki - die Wissensdatenbank rund um Espresso, Espressomaschinen und Kaffee - Benutzerbeiträge [de]2024-03-19T06:01:02ZBenutzerbeiträgeMediaWiki 1.35.4https://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28745Wasser2024-03-04T09:49:11Z<p>Infusione: /* Entcarbonisierung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
In gängigen Systemen für die Wasseraufbereitung in der Gastronomie wird das Verfahren Wasserstoff-Entcarbonisierung <ref>Wikipedia Wasserstoff-Entcarbonisierung, https://de.wikipedia.org/wiki/Entcarbonisierung#Wasserstoff-Entcarbonisierung </ref> verwendet. Dabei wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen, es fällt CO2 aus und das Wasser wird sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren aus geschmacklichen Gründen sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Allerdings können bei diesem Verfahren pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller zur Entcarbonisierung insbesondere in der Gastronomie heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* Eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose wählen, die genügend Durchsatz zum Betrieb einer ans Festwasser angeschlossenen Maschine hat. <br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
*[https://www.trinkwasserspezi.de/KKSGgw.htm Trinkwasserspezi: Kalk-Kohlensäure Gleichgewicht]<br />
*[https://www.kaffeemacher.ch/blog/kaffeewasser/ Kaffeemacher]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28744Wasser2024-03-04T09:44:07Z<p>Infusione: /* Entcarbonisierung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
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= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
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=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
In gängigen Systemen für die Wasseraufbereitung in der Gastronomie wird das Verfahren Wasserstoff-Entcarbonisierung <ref>Wikipedia Wasserstoff-Entcarbonisierung, https://de.wikipedia.org/wiki/Entcarbonisierung#Wasserstoff-Entcarbonisierung </ref> verwendet. Dabei wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Dabei fällt CO2 aus, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* Eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose wählen, die genügend Durchsatz zum Betrieb einer ans Festwasser angeschlossenen Maschine hat. <br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
*[https://www.trinkwasserspezi.de/KKSGgw.htm Trinkwasserspezi: Kalk-Kohlensäure Gleichgewicht]<br />
*[https://www.kaffeemacher.ch/blog/kaffeewasser/ Kaffeemacher]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28743Wasser2024-03-04T09:41:17Z<p>Infusione: /* Entcarbonisierung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoff-Entcarbonisierung <ref>Wikipedia Wasserstoff-Entcarbonisierung, https://de.wikipedia.org/wiki/Entcarbonisierung#Wasserstoff-Entcarbonisierung </ref> wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* Eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose wählen, die genügend Durchsatz zum Betrieb einer ans Festwasser angeschlossenen Maschine hat. <br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
*[https://www.trinkwasserspezi.de/KKSGgw.htm Trinkwasserspezi: Kalk-Kohlensäure Gleichgewicht]<br />
*[https://www.kaffeemacher.ch/blog/kaffeewasser/ Kaffeemacher]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28742Wasser2024-03-04T09:33:45Z<p>Infusione: /* Weblinks */ Kalk-Kohlensäure Gleichgewicht</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* Eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose wählen, die genügend Durchsatz zum Betrieb einer ans Festwasser angeschlossenen Maschine hat. <br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
*[https://www.trinkwasserspezi.de/KKSGgw.htm Trinkwasserspezi: Kalk-Kohlensäure Gleichgewicht]<br />
*[https://www.kaffeemacher.ch/blog/kaffeewasser/ Kaffeemacher]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28594Wasser2023-04-09T09:00:35Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* Eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose wählen, die genügend Durchsatz zum Betrieb einer ans Festwasser angeschlossenen Maschine hat. <br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
*[https://www.kaffeemacher.ch/blog/kaffeewasser/ Kaffeemacher]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28593Wasser2023-04-09T08:42:37Z<p>Infusione: /* Weblinks */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
*[https://www.kaffeemacher.ch/blog/kaffeewasser/ Kaffeemacher]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28592Wasser2023-03-26T21:38:53Z<p>Infusione: /* Säurekapazität [KS43] */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureverbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28591Wasser2023-03-18T15:10:27Z<p>Infusione: /* Säurekapazität [KS43] */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureerbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dH, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8.<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28590Wasser2023-03-18T11:01:16Z<p>Infusione: /* Einheiten für Härte und Alkalinität */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Säurekapazität [KS43] ===<br />
<br />
In Wässern mit einem pH-Wert < 8 lässt sich die Konzentration an Hydrogencarbonat HCO3- durch Zugabe von Salzsäure bestimmen. Es wird soviel Salzsäure zugegeben, bis der pH-Wert 4,3 erreicht.<br />
Aus dem Säureerbrauch ergibt sich der Wert der Säurekapazität KS43. Man erhält bei diesem Verfahren die Konzentration von Hydrogencarbonat HCO3- in mmol/l. <br />
<br />
Die Umrechnung in °dH erfolgt entsprechend 2 mmol Alkalinität entspricht 5,6°dh, der Umrechnungsfaktor ist hier also 2,8. <br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28571Wasser2023-01-23T19:40:35Z<p>Infusione: /* Entcarbonisierung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei CO2 ausfällt, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28558Wasser2022-12-22T10:56:34Z<p>Infusione: /* Umkehrosmose (RO) */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und/oder Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Fragenkatalog_f%C3%BCr_Kaufberatung_im_Forum_-_Maschinen&diff=28549Fragenkatalog für Kaufberatung im Forum - Maschinen2022-11-20T10:14:48Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div><br />
<br />
{|cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
! Fragenkatalog zur Kaufberatung im [http://kaffee-netz.de Kaffee-Netz.de]: <br>Zur Kaufberatung bitte nicht diese Seite im Wiki ändern, sondern mit Copy & Paste in deine Kaufberatung im Forum einfügen und dort ausfüllen. <br>Wenn Du bei Fragen nicht weißt, was gemeint ist, kannst Du dort auch ein Fragezeichen eintragen, dann erklären wir das, sofern gewünscht. <br />
|-<br />
|}<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
'''Welche Getränke''' sollen es werden:<br><br />
[ ] Espresso / Cappuccino wie beim guten (!) Italiener<br><br />
[ ] Americano / Cafe Creme aus der Siebträgermaschine (erhöhter Wasserbedarf)<br><br />
[ ] Schümli / Cafe Crème wie aus dem KVA, in verschiedenen Stärken<br><br />
[ ] TassKaff wie bei Oma, guter Brühkaffee<br><br />
[ ] Moka wie aus der Bialetti<br><br />
[ ] sonstiges: _____________<br><br />
<br />
<br />
'''Budget''' für die Espressomaschine : _________<br> <br />
''[Nur die Maschine - denke daran: Du brauchst möglicherweise noch eine geeignete Mühle und Zubehör. Aber das ist ein eigenes Thema, welches hier [[Kaufberatung_M%C3%BChle]] zu finden ist.<br><br><br />
<br />
Ist ein '''Gebrauchtkauf''' eine Option? <br><br />
[ ] Ja, kann durchaus auch ein gebrauchtes Gerät sein. <br><br />
[ ] Ja, Rückläufermaschinen wären eine Option. <br><br />
[ ] Nein, nur neue Maschinen vom Händler mit Gewährleistung/Garantie.<br><br />
<br />
'''Welchen Bedarf''' hast Du im Schnitt, wofür soll die Maschine ausgelegt sein?<br><br />
____ Getränke am Stück (Parallelbedarf)<br><br />
<br><br />
____ Getränke am Tag insgesamt<br><br><br />
<br />
'''Anteil Milchgetränke''' in %: _____<br><br />
Kann / soll Milchschaum extern erzeugt werden? (Aerolatte, Frenchpress, Nanofoamer...) Ja / Nein<br><br />
Kannst Du mit spürbaren Wartezeiten zwischen Wasser- und Dampfbezug leben? Ja / Nein / Ungern <br><br />
<br />
<br />
'''Charakter:''' Bist Du eher der experimentierfreudige Typ (neugierig auf verschiedenste Bohnen) oder eher konservativ (einmal eine passende Bohne gefunden und dieser treu bleiben)? Was wäre Dir sonst wichtig?<br><br><br />
Falls bekannt: Röstungspräferenzen? (3rd Wave, rustikal, ...) __________<br><br><br />
<br />
'''Nutzungsprofil:''' Wer oder wie viele Personen bedienen die Maschine?<br><br />
Nutzung im Büro oder privat / beides?<br><br><br />
<br />
'''Sonstiges:'''<br><br />
Ist vor Ort eine Servicewerkstatt vorhanden?<br><br />
Ist das für Dich relevant? <br><br><br />
Kannst Du Aufheizzeiten von bis zu 30 min mit Deiner Spontanität vereinbaren?<br><br />
Ist die Verwendung einer Zeitschaltuhr / WLAN-Steckdose denkbar, um Vorheizzeiten von bis zu 30 min zu überbrücken? (Die Nichtnutzung einer solchen Vorrichtung, vor allem, wenn Aufheizzeiten unter 20 Minuten gewünscht sind, schränkt die Maschinenauswahl extrem stark ein.) <br><br />
<br />
<br><br />
'''Was soll die Maschine sonst noch können'''?<br>Da sind jetzt schon einige Fortgeschrittenen-Fragen dabei, fülle nur aus, was für Dich relevant ist bzw. was Du beantworten kannst. <br />
<br><br />
X => will ich <br><br />
O => gerne, aber kein muss<br><br />
<br><br />
[ ] Genau regelbare Temperatur (PID)<br><br />
[ ] Energieeffizient / stromsparend<br><br />
[ ] Preinfusion (automatisch, manuell, variabel)<br><br />
[ ] Gleichzeitig Wasser / Dampfbezug ohne längere Wartezeiten dazwischen<br><br />
[ ] Aufheizzeiten relevant? <br><br />
''bis zu 30 min, je nach System. Aufheizzeiten unter 5 min. sind nur Werbeversprechen, weil das ganze System auf Temperatur kommen muss, nicht nur das Kesselchen.<br>''<br />
falls ja: 8 - 10min [ ] . kleiner 20min [ ] . deutlich kleiner als (E61-typische) 30min [ ]<br> <br />
[ ] Mengenautomatik (Volumenmessung)<br><br />
[ ] Wasserbezug für Tee / Americano<br><br />
[ ] Platzsparend; Maximaler Raumbedarf (auch: Oberschränke als Begrenzung) ________<br><br />
[ ] Wassertankentnahme wichtig? (oben, seitlich)_____________<br><br />
[ ] Kippventile <br><br />
[ ] Drehventile<br><br />
[ ] Flow- / Pressure-Profiling<br><br />
[ ] Wartungsarm<br><br />
[ ] DIY-freundlich<br><br />
[ ] Festwasser (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Mehrgruppig (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Temperatursurfen<br><br />
[ ] Farbig oder polierter / satinierter Stahlwürfel / Design<br><br />
[ ] Sonstiges, was Dir wichtig ist: <br><br><br><br />
<br />
Was darf keinesfalls sein? (Ausschlusskriterien) <br><br><br><br><br><br />
*<br />
*<br />
*<br />
*<br />
<br />
_______________________________________<br><br />
Zuletzt noch ein paar Kenntnisfragen:<br><br />
<br />
Ich habe eine Grundkenntnis der verschiedenen Geräteklassen, wie z.B. Einkreiser, Zweikreiser, Dualboiler, Thermoblock, Dual Thermoblock und weiß, was die Begriffe bedeuten:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
<br><br />
Ich habe Erfahrung mit Espressozubereitung:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
Falls ja: Welche? Womit? <br> <br><br />
<br />
____________<br />
<br />
'''Zur Information ->''' <br><br />
Es wird weiteres Zubehör benötigt:<br><br />
<br />
Espressomühle (ab ca. 180.- aufwärts), Totraum beachten (je nach Einsatz)<br><br />
Tamper (ab 15.-)<br><br />
Abschlagskasten (kann man auch improvisieren)<br><br />
Ggf. Pinsel<br><br />
Ggf. Blindsieb<br><br />
Ggf. Milchkännchen<br><br />
Ggf. Thermometer<br><br />
Ggf. Feinwaage<br><br><br />
Ggf. Tassen, Gläser<br></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Fragenkatalog_f%C3%BCr_Kaufberatung_im_Forum_-_Maschinen&diff=28548Fragenkatalog für Kaufberatung im Forum - Maschinen2022-11-20T10:06:20Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>Um bestmöglich helfen zu können, fülle bitte - soweit möglich und / oder relevant - die folgenden Fragen aus. Wenn Du bei Fragen nicht weißt, was gemeint ist, kannst Du dort auch ein Fragezeichen eintragen, dann erklären wir das, sofern gewünscht.<br> <br />
<br />
{|cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
! Hinweis:<br> Bitte diese Seite zur Kaufberatung nicht ausfüllen, sondern mit Copy & Paste in Deine Anfrage im [http://kaffee-netz.de Forum ] einfügen.<br />
|- <br />
|}<br />
<br />
<br />
'''Welche Getränke''' sollen es werden:<br><br />
[ ] Espresso / Cappuccino wie beim guten (!) Italiener<br><br />
[ ] Americano / Cafe Creme aus der Siebträgermaschine (erhöhter Wasserbedarf)<br><br />
[ ] Schümli / Cafe Crème wie aus dem KVA, in verschiedenen Stärken<br><br />
[ ] TassKaff wie bei Oma, guter Brühkaffee<br><br />
[ ] Moka wie aus der Bialetti<br><br />
[ ] sonstiges: _____________<br><br />
<br />
<br />
'''Budget''' für die Espressomaschine : _________<br> <br />
''[Nur die Maschine - denke daran: Du brauchst möglicherweise noch eine geeignete Mühle und Zubehör. Aber das ist ein eigenes Thema, welches hier [[Kaufberatung_M%C3%BChle]] zu finden ist.<br><br><br />
<br />
Ist ein '''Gebrauchtkauf''' eine Option? <br><br />
[ ] Ja, kann durchaus auch ein gebrauchtes Gerät sein. <br><br />
[ ] Ja, Rückläufermaschinen wären eine Option. <br><br />
[ ] Nein, nur neue Maschinen vom Händler mit Gewährleistung/Garantie.<br><br />
<br />
'''Welchen Bedarf''' hast Du im Schnitt, wofür soll die Maschine ausgelegt sein?<br><br />
____ Getränke am Stück (Parallelbedarf)<br><br />
<br><br />
____ Getränke am Tag insgesamt<br><br><br />
<br />
'''Anteil Milchgetränke''' in %: _____<br><br />
Kann / soll Milchschaum extern erzeugt werden? (Aerolatte, Frenchpress, Nanofoamer...) Ja / Nein<br><br />
Kannst Du mit spürbaren Wartezeiten zwischen Wasser- und Dampfbezug leben? Ja / Nein / Ungern <br><br />
<br />
<br />
'''Charakter:''' Bist Du eher der experimentierfreudige Typ (neugierig auf verschiedenste Bohnen) oder eher konservativ (einmal eine passende Bohne gefunden und dieser treu bleiben)? Was wäre Dir sonst wichtig?<br><br><br />
Falls bekannt: Röstungspräferenzen? (3rd Wave, rustikal, ...) __________<br><br><br />
<br />
'''Nutzungsprofil:''' Wer oder wie viele Personen bedienen die Maschine?<br><br />
Nutzung im Büro oder privat / beides?<br><br><br />
<br />
'''Sonstiges:'''<br><br />
Ist vor Ort eine Servicewerkstatt vorhanden?<br><br />
Ist das für Dich relevant? <br><br><br />
Kannst Du Aufheizzeiten von bis zu 30 min mit Deiner Spontanität vereinbaren?<br><br />
Ist die Verwendung einer Zeitschaltuhr / WLAN-Steckdose denkbar, um Vorheizzeiten von bis zu 30 min zu überbrücken? (Die Nichtnutzung einer solchen Vorrichtung, vor allem, wenn Aufheizzeiten unter 20 Minuten gewünscht sind, schränkt die Maschinenauswahl extrem stark ein.) <br><br />
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'''Was soll die Maschine sonst noch können'''?<br>Da sind jetzt schon einige Fortgeschrittenen-Fragen dabei, fülle nur aus, was für Dich relevant ist bzw. was Du beantworten kannst. <br />
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X => will ich <br><br />
O => gerne, aber kein muss<br><br />
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[ ] Genau regelbare Temperatur (PID)<br><br />
[ ] Energieeffizient / stromsparend<br><br />
[ ] Preinfusion (automatisch, manuell, variabel)<br><br />
[ ] Gleichzeitig Wasser / Dampfbezug ohne längere Wartezeiten dazwischen<br><br />
[ ] Aufheizzeiten relevant? <br><br />
''bis zu 30 min, je nach System. Aufheizzeiten unter 5 min. sind nur Werbeversprechen, weil das ganze System auf Temperatur kommen muss, nicht nur das Kesselchen.<br>''<br />
falls ja: 8 - 10min [ ] . kleiner 20min [ ] . deutlich kleiner als (E61-typische) 30min [ ]<br> <br />
[ ] Mengenautomatik (Volumenmessung)<br><br />
[ ] Wasserbezug für Tee / Americano<br><br />
[ ] Platzsparend; Maximaler Raumbedarf (auch: Oberschränke als Begrenzung) ________<br><br />
[ ] Wassertankentnahme wichtig? (oben, seitlich)_____________<br><br />
[ ] Kippventile <br><br />
[ ] Drehventile<br><br />
[ ] Flow- / Pressure-Profiling<br><br />
[ ] Wartungsarm<br><br />
[ ] DIY-freundlich<br><br />
[ ] Festwasser (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Mehrgruppig (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Temperatursurfen<br><br />
[ ] Farbig oder polierter / satinierter Stahlwürfel / Design<br><br />
[ ] Sonstiges, was Dir wichtig ist: <br><br><br><br />
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Was darf keinesfalls sein? (Ausschlusskriterien) <br><br><br><br><br><br />
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Zuletzt noch ein paar Kenntnisfragen:<br><br />
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Ich habe eine Grundkenntnis der verschiedenen Geräteklassen, wie z.B. Einkreiser, Zweikreiser, Dualboiler, Thermoblock, Dual Thermoblock und weiß, was die Begriffe bedeuten:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
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Ich habe Erfahrung mit Espressozubereitung:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
Falls ja: Welche? Womit? <br> <br><br />
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'''Zur Information ->''' <br><br />
Es wird weiteres Zubehör benötigt:<br><br />
<br />
Espressomühle (ab ca. 180.- aufwärts), Totraum beachten (je nach Einsatz)<br><br />
Tamper (ab 15.-)<br><br />
Abschlagskasten (kann man auch improvisieren)<br><br />
Ggf. Pinsel<br><br />
Ggf. Blindsieb<br><br />
Ggf. Milchkännchen<br><br />
Ggf. Thermometer<br><br />
Ggf. Feinwaage<br><br><br />
Ggf. Tassen, Gläser<br></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Fragenkatalog_f%C3%BCr_Kaufberatung_im_Forum_-_Maschinen&diff=28547Fragenkatalog für Kaufberatung im Forum - Maschinen2022-11-20T10:01:51Z<p>Infusione: </p>
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<div>Um bestmöglich helfen zu können, fülle bitte - soweit möglich und / oder relevant - die folgenden Fragen aus. Wenn Du bei Fragen nicht weißt, was gemeint ist, kannst Du dort auch ein Fragezeichen eintragen, dann erklären wir das, sofern gewünscht.<br> <br />
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{|cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
! Hinweis<br> Bitte diese Seite zur Kaufberatung nicht ausfüllen, sondern mit Copy & Paste in Deine Anfrage im Forum kaffee-netz.de einfügen)<br />
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'''Welche Getränke''' sollen es werden:<br><br />
[ ] Espresso / Cappuccino wie beim guten (!) Italiener<br><br />
[ ] Americano / Cafe Creme aus der Siebträgermaschine (erhöhter Wasserbedarf)<br><br />
[ ] Schümli / Cafe Crème wie aus dem KVA, in verschiedenen Stärken<br><br />
[ ] TassKaff wie bei Oma, guter Brühkaffee<br><br />
[ ] Moka wie aus der Bialetti<br><br />
[ ] sonstiges: _____________<br><br />
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'''Budget''' für die Espressomaschine : _________<br> <br />
''[Nur die Maschine - denke daran: Du brauchst möglicherweise noch eine geeignete Mühle und Zubehör. Aber das ist ein eigenes Thema, welches hier [[Kaufberatung_M%C3%BChle]] zu finden ist.<br><br><br />
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Ist ein '''Gebrauchtkauf''' eine Option? <br><br />
[ ] Ja, kann durchaus auch ein gebrauchtes Gerät sein. <br><br />
[ ] Ja, Rückläufermaschinen wären eine Option. <br><br />
[ ] Nein, nur neue Maschinen vom Händler mit Gewährleistung/Garantie.<br><br />
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'''Welchen Bedarf''' hast Du im Schnitt, wofür soll die Maschine ausgelegt sein?<br><br />
____ Getränke am Stück (Parallelbedarf)<br><br />
<br><br />
____ Getränke am Tag insgesamt<br><br><br />
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'''Anteil Milchgetränke''' in %: _____<br><br />
Kann / soll Milchschaum extern erzeugt werden? (Aerolatte, Frenchpress, Nanofoamer...) Ja / Nein<br><br />
Kannst Du mit spürbaren Wartezeiten zwischen Wasser- und Dampfbezug leben? Ja / Nein / Ungern <br><br />
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'''Charakter:''' Bist Du eher der experimentierfreudige Typ (neugierig auf verschiedenste Bohnen) oder eher konservativ (einmal eine passende Bohne gefunden und dieser treu bleiben)? Was wäre Dir sonst wichtig?<br><br><br />
Falls bekannt: Röstungspräferenzen? (3rd Wave, rustikal, ...) __________<br><br><br />
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'''Nutzungsprofil:''' Wer oder wie viele Personen bedienen die Maschine?<br><br />
Nutzung im Büro oder privat / beides?<br><br><br />
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'''Sonstiges:'''<br><br />
Ist vor Ort eine Servicewerkstatt vorhanden?<br><br />
Ist das für Dich relevant? <br><br><br />
Kannst Du Aufheizzeiten von bis zu 30 min mit Deiner Spontanität vereinbaren?<br><br />
Ist die Verwendung einer Zeitschaltuhr / WLAN-Steckdose denkbar, um Vorheizzeiten von bis zu 30 min zu überbrücken? (Die Nichtnutzung einer solchen Vorrichtung, vor allem, wenn Aufheizzeiten unter 20 Minuten gewünscht sind, schränkt die Maschinenauswahl extrem stark ein.) <br><br />
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'''Was soll die Maschine sonst noch können'''?<br>Da sind jetzt schon einige Fortgeschrittenen-Fragen dabei, fülle nur aus, was für Dich relevant ist bzw. was Du beantworten kannst. <br />
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X => will ich <br><br />
O => gerne, aber kein muss<br><br />
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[ ] Genau regelbare Temperatur (PID)<br><br />
[ ] Energieeffizient / stromsparend<br><br />
[ ] Preinfusion (automatisch, manuell, variabel)<br><br />
[ ] Gleichzeitig Wasser / Dampfbezug ohne längere Wartezeiten dazwischen<br><br />
[ ] Aufheizzeiten relevant? <br><br />
''bis zu 30 min, je nach System. Aufheizzeiten unter 5 min. sind nur Werbeversprechen, weil das ganze System auf Temperatur kommen muss, nicht nur das Kesselchen.<br>''<br />
falls ja: 8 - 10min [ ] . kleiner 20min [ ] . deutlich kleiner als (E61-typische) 30min [ ]<br> <br />
[ ] Mengenautomatik (Volumenmessung)<br><br />
[ ] Wasserbezug für Tee / Americano<br><br />
[ ] Platzsparend; Maximaler Raumbedarf (auch: Oberschränke als Begrenzung) ________<br><br />
[ ] Wassertankentnahme wichtig? (oben, seitlich)_____________<br><br />
[ ] Kippventile <br><br />
[ ] Drehventile<br><br />
[ ] Flow- / Pressure-Profiling<br><br />
[ ] Wartungsarm<br><br />
[ ] DIY-freundlich<br><br />
[ ] Festwasser (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Mehrgruppig (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Temperatursurfen<br><br />
[ ] Farbig oder polierter / satinierter Stahlwürfel / Design<br><br />
[ ] Sonstiges, was Dir wichtig ist: <br><br><br><br />
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Was darf keinesfalls sein? (Ausschlusskriterien) <br><br><br><br><br><br />
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Zuletzt noch ein paar Kenntnisfragen:<br><br />
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Ich habe eine Grundkenntnis der verschiedenen Geräteklassen, wie z.B. Einkreiser, Zweikreiser, Dualboiler, Thermoblock, Dual Thermoblock und weiß, was die Begriffe bedeuten:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
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Ich habe Erfahrung mit Espressozubereitung:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
Falls ja: Welche? Womit? <br> <br><br />
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'''Zur Information ->''' <br><br />
Es wird weiteres Zubehör benötigt:<br><br />
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Espressomühle (ab ca. 180.- aufwärts), Totraum beachten (je nach Einsatz)<br><br />
Tamper (ab 15.-)<br><br />
Abschlagskasten (kann man auch improvisieren)<br><br />
Ggf. Pinsel<br><br />
Ggf. Blindsieb<br><br />
Ggf. Milchkännchen<br><br />
Ggf. Thermometer<br><br />
Ggf. Feinwaage<br><br><br />
Ggf. Tassen, Gläser<br></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Fragenkatalog_f%C3%BCr_Kaufberatung_im_Forum_-_Maschinen&diff=28546Fragenkatalog für Kaufberatung im Forum - Maschinen2022-11-20T09:57:31Z<p>Infusione: Änderung 28542 von Mara maemnd (Diskussion) rückgängig gemacht.</p>
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<div>Um bestmöglich helfen zu können, fülle bitte - soweit möglich und / oder relevant - die folgenden Fragen aus. Wenn Du bei Fragen nicht weißt, was gemeint ist, kannst Du dort auch ein Fragezeichen eintragen, dann erklären wir das, sofern gewünscht.<br> <br />
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(mit Copy&paste in Deine Anfrage einfügen)<br><br><br />
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'''Welche Getränke''' sollen es werden:<br><br />
[ ] Espresso / Cappuccino wie beim guten (!) Italiener<br><br />
[ ] Americano / Cafe Creme aus der Siebträgermaschine (erhöhter Wasserbedarf)<br><br />
[ ] Schümli / Cafe Crème wie aus dem KVA, in verschiedenen Stärken<br><br />
[ ] TassKaff wie bei Oma, guter Brühkaffee<br><br />
[ ] Moka wie aus der Bialetti<br><br />
[ ] sonstiges: _____________<br><br />
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'''Budget''' für die Espressomaschine : _________<br> <br />
''[Nur die Maschine - denke daran: Du brauchst möglicherweise noch eine geeignete Mühle und Zubehör. Aber das ist ein eigenes Thema, welches hier [[Kaufberatung_M%C3%BChle]] zu finden ist.<br><br><br />
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Ist ein '''Gebrauchtkauf''' eine Option? <br><br />
[ ] Ja, kann durchaus auch ein gebrauchtes Gerät sein. <br><br />
[ ] Ja, Rückläufermaschinen wären eine Option. <br><br />
[ ] Nein, nur neue Maschinen vom Händler mit Gewährleistung/Garantie.<br><br />
<br />
'''Welchen Bedarf''' hast Du im Schnitt, wofür soll die Maschine ausgelegt sein?<br><br />
____ Getränke am Stück (Parallelbedarf)<br><br />
<br><br />
____ Getränke am Tag insgesamt<br><br><br />
<br />
'''Anteil Milchgetränke''' in %: _____<br><br />
Kann / soll Milchschaum extern erzeugt werden? (Aerolatte, Frenchpress, Nanofoamer...) Ja / Nein<br><br />
Kannst Du mit spürbaren Wartezeiten zwischen Wasser- und Dampfbezug leben? Ja / Nein / Ungern <br><br />
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'''Charakter:''' Bist Du eher der experimentierfreudige Typ (neugierig auf verschiedenste Bohnen) oder eher konservativ (einmal eine passende Bohne gefunden und dieser treu bleiben)? Was wäre Dir sonst wichtig?<br><br><br />
Falls bekannt: Röstungspräferenzen? (3rd Wave, rustikal, ...) __________<br><br><br />
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'''Nutzungsprofil:''' Wer oder wie viele Personen bedienen die Maschine?<br><br />
Nutzung im Büro oder privat / beides?<br><br><br />
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'''Sonstiges:'''<br><br />
Ist vor Ort eine Servicewerkstatt vorhanden?<br><br />
Ist das für Dich relevant? <br><br><br />
Kannst Du Aufheizzeiten von bis zu 30 min mit Deiner Spontanität vereinbaren?<br><br />
Ist die Verwendung einer Zeitschaltuhr / WLAN-Steckdose denkbar, um Vorheizzeiten von bis zu 30 min zu überbrücken? (Die Nichtnutzung einer solchen Vorrichtung, vor allem, wenn Aufheizzeiten unter 20 Minuten gewünscht sind, schränkt die Maschinenauswahl extrem stark ein.) <br><br />
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'''Was soll die Maschine sonst noch können'''?<br>Da sind jetzt schon einige Fortgeschrittenen-Fragen dabei, fülle nur aus, was für Dich relevant ist bzw. was Du beantworten kannst. <br />
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X => will ich <br><br />
O => gerne, aber kein muss<br><br />
<br><br />
[ ] Genau regelbare Temperatur (PID)<br><br />
[ ] Energieeffizient / stromsparend<br><br />
[ ] Preinfusion (automatisch, manuell, variabel)<br><br />
[ ] Gleichzeitig Wasser / Dampfbezug ohne längere Wartezeiten dazwischen<br><br />
[ ] Aufheizzeiten relevant? <br><br />
''bis zu 30 min, je nach System. Aufheizzeiten unter 5 min. sind nur Werbeversprechen, weil das ganze System auf Temperatur kommen muss, nicht nur das Kesselchen.<br>''<br />
falls ja: 8 - 10min [ ] . kleiner 20min [ ] . deutlich kleiner als (E61-typische) 30min [ ]<br> <br />
[ ] Mengenautomatik (Volumenmessung)<br><br />
[ ] Wasserbezug für Tee / Americano<br><br />
[ ] Platzsparend; Maximaler Raumbedarf (auch: Oberschränke als Begrenzung) ________<br><br />
[ ] Wassertankentnahme wichtig? (oben, seitlich)_____________<br><br />
[ ] Kippventile <br><br />
[ ] Drehventile<br><br />
[ ] Flow- / Pressure-Profiling<br><br />
[ ] Wartungsarm<br><br />
[ ] DIY-freundlich<br><br />
[ ] Festwasser (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Mehrgruppig (z.B. Gastroanforderung)<br><br />
[ ] Temperatursurfen<br><br />
[ ] Farbig oder polierter / satinierter Stahlwürfel / Design<br><br />
[ ] Sonstiges, was Dir wichtig ist: <br><br><br><br />
<br />
Was darf keinesfalls sein? (Ausschlusskriterien) <br><br><br><br><br><br />
*<br />
*<br />
*<br />
*<br />
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_______________________________________<br><br />
Zuletzt noch ein paar Kenntnisfragen:<br><br />
<br />
Ich habe eine Grundkenntnis der verschiedenen Geräteklassen, wie z.B. Einkreiser, Zweikreiser, Dualboiler, Thermoblock, Dual Thermoblock und weiß, was die Begriffe bedeuten:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
<br><br />
Ich habe Erfahrung mit Espressozubereitung:<br><br />
Ja / Nein<br><br />
Falls ja: Welche? Womit? <br> <br><br />
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____________<br />
<br />
'''Zur Information ->''' <br><br />
Es wird weiteres Zubehör benötigt:<br><br />
<br />
Espressomühle (ab ca. 180.- aufwärts), Totraum beachten (je nach Einsatz)<br><br />
Tamper (ab 15.-)<br><br />
Abschlagskasten (kann man auch improvisieren)<br><br />
Ggf. Pinsel<br><br />
Ggf. Blindsieb<br><br />
Ggf. Milchkännchen<br><br />
Ggf. Thermometer<br><br />
Ggf. Feinwaage<br><br><br />
Ggf. Tassen, Gläser<br></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28545Diskussion:Wasser2022-11-20T09:54:15Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>Wurde inzwischen auf der Hauptseite veröffentlich: [[Wasser]]<br />
<br />
[[Benutzer:Infusione|Infusione]] ([[Benutzer Diskussion:Infusione|Diskussion]]) 10:53, 20. Nov. 2022 (CET)</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28544Diskussion:Wasser2022-11-20T09:53:37Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>Wurde inzwischen veröffentlich:<br><br />
[[Wasser]]<br />
<br />
[[Benutzer:Infusione|Infusione]] ([[Benutzer Diskussion:Infusione|Diskussion]]) 10:53, 20. Nov. 2022 (CET)</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28543Diskussion:Wasser2022-11-20T09:52:26Z<p>Infusione: Entfernte den Schutz von „Diskussion:Wasser“: Diese Seite muss nicht besser geschützt werden als andere Seiten</p>
<hr />
<div></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28534Wasser2022-11-09T07:33:18Z<p>Infusione: /* Entcarbonisierung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 durchs Vakuumventil oder mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28512Wasser2022-09-27T19:27:47Z<p>Infusione: /* Enthärtung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam), auch Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28511Wasser2022-09-27T19:22:36Z<p>Infusione: /* Enthärtung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam) und Brita Purity Finest<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28510Faema E612022-09-27T10:35:13Z<p>Infusione: /* Geschichte und technische Besonderheiten */</p>
<hr />
<div>[[Bild:Faema_E61_front.jpg|thumb|{{PAGENAME}}]]<br />
[[Bild:Faema_E61_back2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Vorderseite]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben1.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
<br />
<br />
=Geschichte und technische Besonderheiten=<br />
<br />
"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
<br />
Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Handhebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie durch zirkulierendes Heißwasser aus dem Wärmetauscher über ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) beheizt wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für die Druckentlastung nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
<br />
Für die Preinfusion gibt es unterhalb des Bedienexcenters eine 20 ml fassende Vorbrühkammer, die durch ein Federventil ab ca. 4 bar Druck geöffnet wird. Zu Beginn eines Bezugs bleibt dadurch der Druck solange bei 4 bar, bis die Kammer gefüllt ist. Der Fluss des einströmenden Wassers ist durch ein Gicleur (Düse) begrenzt. Dadurch braucht es etwa 3 s bis die Vorbrühkammer gefüllt ist und der Druck weiter ansteigen kann. In dieser Zeit kann der Kaffeepuck bei niedrigem Druck quellen, was ihn anschließend resistenter für die Durchströmung mit 9 bar Pumpendruck macht. <br />
Das Vorbrühen sorgt so für eine gleichmäßige Extraktion. <br />
<br />
Wird der Bedienhebel wieder zurückgestellt wird der Druck aus der Brühkammer abgelassen und die Vorbrühkammer geleert. Sozusagen ein mechanisches [[Magnetventil#Dreiwegeventil|Dreiwegeventil]]. Der Siebträgerhalter kann dadurch nach dem Bezug druckfrei entnommen werden. Bei den Handhebelmaschinen musste der Barista warten, bis sich der Druck durch den Puck abgebaut hatte. Er brauchte daher mehr Brühgruppen, um den gleichen Durchsatz zu schaffen. <br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch die Automatisierung des Brühprozesses und dem anschließend druckfreien Siebträger. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
<br />
Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schließlich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten. Mussten bei der E61 sowohl die Kesselfüllung als auch die Dosierung des Bezugs noch manuell gemacht werden, wurden in der E66 erstmals bei Faema Magnetventile eingebaut. Mit denen konnte über Füllstandssonden der Kessel automatisch gefüllt werden und optional die aufwendige hydraulische Zweikammerdosierung angesteuert werden.<br />
<br />
Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
<br />
Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
<br />
= Modellvarianten=<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
<br />
<br />
=Restauration=<br />
<br />
Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
<br />
In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
<br />
<br />
=Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt=<br />
<br />
Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern lässt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Der Betrieb einer historischen E61 im Privatbereich hat aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe und des großen Kessels<br />
* Keine automatische Kesselfüllung<br />
* Keine automatische Dosierung<br />
<br />
=Anschaffungskosten=<br />
<br />
Alle Preise Stand 2010. <br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
<br />
=Technische Ausstattung=<br />
<br />
Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
<br />
<br />
=Einige technische Daten=<br />
<br />
* Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
* Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
* Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
<br />
<br />
=Literaturhinweise / Links=<br />
<br />
Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
<br />
[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Datei:Faema_E61_Innenleben1.jpg&diff=28509Datei:Faema E61 Innenleben1.jpg2022-09-27T10:33:59Z<p>Infusione: Infusione lud eine neue Version von Datei:Faema E61 Innenleben1.jpg hoch</p>
<hr />
<div>== Beschreibung ==<br />
Faema E61 Innenleben<br />
== Copyright-Status: ==<br />
<br />
== Quelle: ==<br />
[http://www.kaffee-netz.de/webseiten-mit-informationen-zum-thema/29377-kaffeewiki-bilder-gesucht-zeigt-her-eure-maschinen-13.html#post494887 Andros1]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Datei:Faema_E61_Innenleben2.jpg&diff=28508Datei:Faema E61 Innenleben2.jpg2022-09-27T10:33:10Z<p>Infusione: Infusione lud eine neue Version von Datei:Faema E61 Innenleben2.jpg hoch</p>
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<div>== Beschreibung ==<br />
Faema E61 Innenleben<br />
== Copyright-Status: ==<br />
<br />
== Quelle: ==<br />
[http://www.kaffee-netz.de/webseiten-mit-informationen-zum-thema/29377-kaffeewiki-bilder-gesucht-zeigt-her-eure-maschinen-13.html#post494887 Andros1]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28507Faema E612022-09-27T10:26:51Z<p>Infusione: /* Anschaffungskosten */</p>
<hr />
<div>[[Bild:Faema_E61_front.jpg|thumb|{{PAGENAME}}]]<br />
[[Bild:Faema_E61_back2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Vorderseite]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben1.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
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<br />
=Geschichte und technische Besonderheiten=<br />
<br />
"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
<br />
Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Handhebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie durch zirkulierendes Heißwasser aus dem Wärmetauscher über ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) beheizt wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für die Druckentlastung nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
<br />
Für die Preinfusion gibt es unterhalb des Bedienexcenters eine 20 ml fassende Vorbrühkammer, die durch ein Federventil ab ca. 4 bar Druck geöffnet wird. Zu Beginn eines Bezugs bleibt dadurch der Druck solange bei 4 bar, bis die Kammer gefüllt ist. Der Fluss des einströmenden Wassers ist durch ein Gicleur (Düse) begrenzt. Dadurch braucht es etwa 3 s bis die Vorbrühkammer gefüllt ist und der Druck weiter ansteigen kann. In dieser Zeit kann der Kaffeepuck bei niedrigem Druck quellen, was in anschließend resistenter für die Durchströmung mit 9 bar Pumpendruck macht. <br />
Das Vorbrühen sorgt so für eine gleichmäßige Extraktion. <br />
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Wird der Bedienhebel wieder zurückgestellt wird der Druck aus der Brühkammer abgelassen und die Vorbrühkammer geleert. Sozusagen ein mechanisches [[Magnetventil#Dreiwegeventil|Dreiwegeventil]]. Der Siebträgerhalter kann dadurch nach dem Bezug druckfrei entnommen werden. Bei den Handhebelmaschinen musste der Barista warten, bis sich der Druck durch den Puck abgebaut hatte. Er brauchte daher mehr Brühgruppen, um den gleichen Durchsatz zu schaffen. <br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch die Automatisierung des Brühprozesses und dem anschließend druckfreien Siebträger. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
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Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schließlich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten. Mussten bei der E61 sowohl die Kesselfüllung als auch die Dosierung des Bezugs noch manuell gemacht werden, wurden in der E66 erstmals bei Faema Magnetventile eingebaut. Mit denen konnte über Füllstandssonden der Kessel automatisch gefüllt werden und optional die aufwendige hydraulische Zweikammerdosierung angesteuert werden.<br />
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Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
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Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
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= Modellvarianten=<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
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=Restauration=<br />
<br />
Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
<br />
In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
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=Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt=<br />
<br />
Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern lässt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Der Betrieb einer historischen E61 im Privatbereich hat aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe und des großen Kessels<br />
* Keine automatische Kesselfüllung<br />
* Keine automatische Dosierung<br />
<br />
=Anschaffungskosten=<br />
<br />
Alle Preise Stand 2010. <br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
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=Technische Ausstattung=<br />
<br />
Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
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<br />
=Einige technische Daten=<br />
<br />
* Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
* Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
* Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
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=Literaturhinweise / Links=<br />
<br />
Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
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[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28506Faema E612022-09-27T10:25:22Z<p>Infusione: /* Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt */</p>
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<div>[[Bild:Faema_E61_front.jpg|thumb|{{PAGENAME}}]]<br />
[[Bild:Faema_E61_back2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Vorderseite]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben1.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
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=Geschichte und technische Besonderheiten=<br />
<br />
"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
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Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Handhebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie durch zirkulierendes Heißwasser aus dem Wärmetauscher über ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) beheizt wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für die Druckentlastung nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
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Für die Preinfusion gibt es unterhalb des Bedienexcenters eine 20 ml fassende Vorbrühkammer, die durch ein Federventil ab ca. 4 bar Druck geöffnet wird. Zu Beginn eines Bezugs bleibt dadurch der Druck solange bei 4 bar, bis die Kammer gefüllt ist. Der Fluss des einströmenden Wassers ist durch ein Gicleur (Düse) begrenzt. Dadurch braucht es etwa 3 s bis die Vorbrühkammer gefüllt ist und der Druck weiter ansteigen kann. In dieser Zeit kann der Kaffeepuck bei niedrigem Druck quellen, was in anschließend resistenter für die Durchströmung mit 9 bar Pumpendruck macht. <br />
Das Vorbrühen sorgt so für eine gleichmäßige Extraktion. <br />
<br />
Wird der Bedienhebel wieder zurückgestellt wird der Druck aus der Brühkammer abgelassen und die Vorbrühkammer geleert. Sozusagen ein mechanisches [[Magnetventil#Dreiwegeventil|Dreiwegeventil]]. Der Siebträgerhalter kann dadurch nach dem Bezug druckfrei entnommen werden. Bei den Handhebelmaschinen musste der Barista warten, bis sich der Druck durch den Puck abgebaut hatte. Er brauchte daher mehr Brühgruppen, um den gleichen Durchsatz zu schaffen. <br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch die Automatisierung des Brühprozesses und dem anschließend druckfreien Siebträger. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
<br />
Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schließlich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten. Mussten bei der E61 sowohl die Kesselfüllung als auch die Dosierung des Bezugs noch manuell gemacht werden, wurden in der E66 erstmals bei Faema Magnetventile eingebaut. Mit denen konnte über Füllstandssonden der Kessel automatisch gefüllt werden und optional die aufwendige hydraulische Zweikammerdosierung angesteuert werden.<br />
<br />
Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
<br />
Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
<br />
= Modellvarianten=<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
<br />
<br />
=Restauration=<br />
<br />
Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
<br />
In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
<br />
<br />
=Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt=<br />
<br />
Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern lässt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Der Betrieb einer historischen E61 im Privatbereich hat aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe und des großen Kessels<br />
* Keine automatische Kesselfüllung<br />
* Keine automatische Dosierung<br />
<br />
=Anschaffungskosten=<br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
<br />
<br />
=Technische Ausstattung=<br />
<br />
Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
<br />
<br />
=Einige technische Daten=<br />
<br />
* Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
* Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
* Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
<br />
<br />
=Literaturhinweise / Links=<br />
<br />
Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
<br />
[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28505Faema E612022-09-27T10:22:18Z<p>Infusione: /* Geschichte und technische Besonderheiten */</p>
<hr />
<div>[[Bild:Faema_E61_front.jpg|thumb|{{PAGENAME}}]]<br />
[[Bild:Faema_E61_back2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Vorderseite]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben1.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
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<br />
=Geschichte und technische Besonderheiten=<br />
<br />
"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
<br />
Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Handhebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie durch zirkulierendes Heißwasser aus dem Wärmetauscher über ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) beheizt wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für die Druckentlastung nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
<br />
Für die Preinfusion gibt es unterhalb des Bedienexcenters eine 20 ml fassende Vorbrühkammer, die durch ein Federventil ab ca. 4 bar Druck geöffnet wird. Zu Beginn eines Bezugs bleibt dadurch der Druck solange bei 4 bar, bis die Kammer gefüllt ist. Der Fluss des einströmenden Wassers ist durch ein Gicleur (Düse) begrenzt. Dadurch braucht es etwa 3 s bis die Vorbrühkammer gefüllt ist und der Druck weiter ansteigen kann. In dieser Zeit kann der Kaffeepuck bei niedrigem Druck quellen, was in anschließend resistenter für die Durchströmung mit 9 bar Pumpendruck macht. <br />
Das Vorbrühen sorgt so für eine gleichmäßige Extraktion. <br />
<br />
Wird der Bedienhebel wieder zurückgestellt wird der Druck aus der Brühkammer abgelassen und die Vorbrühkammer geleert. Sozusagen ein mechanisches [[Magnetventil#Dreiwegeventil|Dreiwegeventil]]. Der Siebträgerhalter kann dadurch nach dem Bezug druckfrei entnommen werden. Bei den Handhebelmaschinen musste der Barista warten, bis sich der Druck durch den Puck abgebaut hatte. Er brauchte daher mehr Brühgruppen, um den gleichen Durchsatz zu schaffen. <br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch die Automatisierung des Brühprozesses und dem anschließend druckfreien Siebträger. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
<br />
Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schließlich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten. Mussten bei der E61 sowohl die Kesselfüllung als auch die Dosierung des Bezugs noch manuell gemacht werden, wurden in der E66 erstmals bei Faema Magnetventile eingebaut. Mit denen konnte über Füllstandssonden der Kessel automatisch gefüllt werden und optional die aufwendige hydraulische Zweikammerdosierung angesteuert werden.<br />
<br />
Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
<br />
Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
<br />
= Modellvarianten=<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
<br />
<br />
=Restauration=<br />
<br />
Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
<br />
In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
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=Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt=<br />
<br />
Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern läßt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Sowohl im Privatbereich als auch in der Gastronomie gibt es aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe<br />
* Keine automatische Dosierung <br />
<br />
<br />
=Anschaffungskosten=<br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
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=Technische Ausstattung=<br />
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Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
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<br />
=Einige technische Daten=<br />
<br />
* Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
* Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
* Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
<br />
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=Literaturhinweise / Links=<br />
<br />
Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
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[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28504Faema E612022-09-27T10:06:41Z<p>Infusione: /* Geschichte */</p>
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[[Bild:Faema_E61_back2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Vorderseite]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben1.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
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=Geschichte und technische Besonderheiten=<br />
<br />
"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
<br />
Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Handhebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie durch zirkulierendes Heißwasser aus dem Wärmetauscher über ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) beheizt wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für die Druckentlastung nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
<br />
Für die Preinfusion gibt es unterhalb des Bedienexcenters eine 20 ml fassende Vorbrühkammer, die durch ein Federventil ab ca. 4 bar Druck geöffnet wird. Zu Beginn eines Bezugs bleibt dadurch der Druck solange bei 4 bar, bis die Kammer gefüllt ist. Der Fluss des einströmenden Wassers ist durch ein Gicleur (Düse) begrenzt. Dadurch braucht es etwa 3 s bis die Vorbrühkammer gefüllt ist und der Druck weiter ansteigen kann. In dieser Zeit kann der Kaffeepuck bei niedrigem Druck quellen, was in anschließend resistenter für die Durchströmung mit 9 bar Pumpendruck macht. <br />
Das Vorbrühen sorgt so für eine gleichmäßige Extraktion. <br />
<br />
Wird der Bedienhebel wieder zurückgestellt wird der Druck aus der Brühkammer abgelassen und die Vorbrühkammer geleert. Sozusagen ein mechanisches [[Magnetventil#Dreiwegeventil|Dreiwegeventil]]. Der Siebträgerhalter kann dadurch nach dem Bezug druckfrei entnommen werden. Bei den Handhebelmaschinen musste der Barista warten, bis sich der Druck abgebaut hatte. Er brauchte daher mehr Brühgruppen, um den gleichen Durchsatz zu schaffen. <br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch die Automatisierung des Brühprozesses mit dem anschließend druckfreien Siebträger. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
<br />
Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schließlich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten und neben einer veränderten Brühgruppe eine vergrößerte obere und untere Tassenablage und einen zeitgesteuerten und damit vollautomatischen Espressobezug auf Knopfdruck besaßen.<br />
<br />
Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
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Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
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= Modellvarianten=<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
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=Restauration=<br />
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Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
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In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
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=Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt=<br />
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Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern läßt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Sowohl im Privatbereich als auch in der Gastronomie gibt es aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe<br />
* Keine automatische Dosierung <br />
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=Anschaffungskosten=<br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
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=Technische Ausstattung=<br />
<br />
Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
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=Einige technische Daten=<br />
<br />
* Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
* Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
* Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
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=Literaturhinweise / Links=<br />
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Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
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[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28503Faema E612022-09-27T09:37:18Z<p>Infusione: </p>
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[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
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=Geschichte=<br />
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"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
<br />
Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Hebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie ständig mit zirkulierendem Heißwasser beheizt wurde - welches nun nicht mehr aus dem Kessel, sondern über einen Wärmetauscher und ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) gespeist wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für eine sofortige Druckentlastung der Brühgruppe nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
<br />
Vorbrühung bedeutet, dass nicht sofort Heißwasser unter Hochdruck auf den gepressten Kaffee geleitet wird und somit die Pressung zerstört, sondern über die Preinfusionsmechanik mit erheblich niedrigerem Druck am Kaffee ankommt, ihn durchtränkt und so Zeit zum Aufquellen gibt. Der nach einigen Sekunden einsetzende Hochdruck (9bar) trifft nun auf einen durch die Vorquellung stabileren "Kaffeepuck", der besser extrahiert werden kann. Auch die alten [[Handhebelmaschinen|Handhebelmaschinen]] arbeiteten mit Vorbrühung, aber aus anderem Grund.<br />
Der E61 Brühkopf sollte diese Vorbrühung ebenfalls haben, die Vorbrühzeit war hier aber als automatische Zeitdauer von 4-6 Sekunden fest eingestellt und konnte bei Bedarf durch eine mittlere Hebelstellung verlängert werden.<br />
<br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die starke Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit, hervorgerufen durch die Automatisierung des Brühprozesses. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
<br />
Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schliesslich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten und neben einer veränderten Brühgruppe eine vergrößerte obere und untere Tassenablage und einen zeitgesteuerten und damit vollautomatischen Espressobezug auf Knopfdruck besaßen.<br />
<br />
Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
<br />
Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
<br />
<br />
= Modellvarianten=<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
<br />
<br />
=Restauration=<br />
<br />
Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
<br />
In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
<br />
<br />
=Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt=<br />
<br />
Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern läßt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Sowohl im Privatbereich als auch in der Gastronomie gibt es aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe<br />
* Keine automatische Dosierung <br />
<br />
<br />
=Anschaffungskosten=<br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
<br />
<br />
=Technische Ausstattung=<br />
<br />
Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
<br />
<br />
=Einige technische Daten=<br />
<br />
* Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
* Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
* Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
<br />
<br />
=Literaturhinweise / Links=<br />
<br />
Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
<br />
[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Faema_E61&diff=28502Faema E612022-09-27T09:19:12Z<p>Infusione: Nachteile genannt</p>
<hr />
<div>[[Bild:Faema_E61_front.jpg|thumb|{{PAGENAME}}]]<br />
[[Bild:Faema_E61_back2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Vorderseite]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben1.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Bild:Faema_E61_Innenleben2.jpg|thumb|{{PAGENAME}} - Innenleben]]<br />
[[Datei:Katalog1.jpg|200px|thumb|Katalog 1968 Deckblatt]]<br />
[[Datei:Katalog2.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog3.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog4.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog5.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog6.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog7.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog8.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog9.jpg|200px|thumb]]<br />
[[Datei:Katalog10.jpg|200px|thumb]]<br />
<br />
<br />
'''Geschichte:'''<br />
<br />
"E61" ist der Modellname einer Espressomaschine der italienischen Firma FAEMA. <br />
Sie wurde 1961 (E61 - Eclisse 1961 nach der im gleichen Jahr stattfindenden Sonnenfinsternis) im modifizierten Gehäuse des älteren Modells "President" und im heute nicht mehr so bekannten deutlich "eckigeren" Gehäuse "Diplomatic" auf den Markt gebracht.<br />
<br />
Faema führte mit dem Modell E61 als erster halbautomatischer Espressomaschine mehrere bahnbrechende Neuerungen in die Espressomaschinentechnik ein, die im Gastronomiebereich bis heute verwendet werden und in ihrer Tragweite wohl nur vergleichbar sind mit der Einführung der Handhebelpumpe durch Achille Gaggia. <br />
<br />
Die E61 war z.B. die erste [[Zweikreismaschinen|Zweikreismaschine]] mit [[Wärmeaustauscher]]. Für die Kaffeeerzeugung wurde statt Kesselwasser Frischwasser verwendet, das über einen vorgeschalteten regenerierbaren Entkalker (Depuratore) entkalkt worden war. Der Druck wurde mit einer elektrischen Pumpe der Firma Procon statt des sonst üblichen Hebels erzeugt. Als Nebeneffekt konnte die Maschine auch ohne Anschluss an die Wasserleitung aus einem Tank betrieben werden.<br />
<br />
Das äußerlich hervorstechendste Merkmal war die ca. 6 Kilo schwere, aus massivem Messing gefertigte und verchromte, außen liegende Brühgruppe. Intern war sie so konstruiert, dass sie ständig mit zirkulierendem Heißwasser beheizt wurde - welches nun nicht mehr aus dem Kessel, sondern über einen Wärmetauscher und ein [[Thermosiphon|Thermosyphonsystem]] (ähnlich einer Warmwasserheizung) gespeist wurde. Bei der Espressobereitung sorgte eine Mechanik aus Federn, Exzentern und Expansionshohlräumen für eine sofortige Druckentlastung der Brühgruppe nach Bezugsende und eine sogenannte [[Vorbrühen|Vorbrühung]] (Preinfusion). <br />
<br />
Vorbrühung bedeutet, dass nicht sofort Heißwasser unter Hochdruck auf den gepressten Kaffee geleitet wird und somit die Pressung zerstört, sondern über die Preinfusionsmechanik mit erheblich niedrigerem Druck am Kaffee ankommt, ihn durchtränkt und so Zeit zum Aufquellen gibt. Der nach einigen Sekunden einsetzende Hochdruck (9bar) trifft nun auf einen durch die Vorquellung stabileren "Kaffeepuck", der besser extrahiert werden kann. Auch die alten [[Handhebelmaschinen|Handhebelmaschinen]] arbeiteten mit Vorbrühung, aber aus anderem Grund.<br />
Der E61 Brühkopf sollte diese Vorbrühung ebenfalls haben, die Vorbrühzeit war hier aber als automatische Zeitdauer von 4-6 Sekunden fest eingestellt und konnte bei Bedarf durch eine mittlere Hebelstellung verlängert werden.<br />
<br />
<br />
Der Erfolg der E61 erklärt sich aber in erster Linie durch das Ersetzen des kräftezehrenden und teilweise unfallträchtigen Handhebels und durch die starke Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit, hervorgerufen durch die Automatisierung des Brühprozesses. <br />
Die Maschine löste damit die bis dahin vorherrschenden großen Handhebelmaschinen ab und dominierte die Espressobars in den 60er Jahren und führte weltweit zu einer starken Verbreitung der Espressomaschinen insgesamt. <br />
<br />
Die E61 wurde bis 1966 in einer Auflage von vielen tausend Stück hergestellt und schliesslich durch die Modelle E64 und E66 Diplomatic abgelöst, die äußerlich deutlich stärker die kubischen Gestaltungsformen der späten 60er Jahre zeigten und neben einer veränderten Brühgruppe eine vergrößerte obere und untere Tassenablage und einen zeitgesteuerten und damit vollautomatischen Espressobezug auf Knopfdruck besaßen.<br />
<br />
Als Ende der 90er Jahre das Patent auslief, erlebte die Brühgruppe in leicht modifizierter Form eine Renaissance bei Gastronomiemaschinen und Haushaltsmaschinen aus dem semiprofessionellen Bereich. <br />
Daher auch die häufig anzutreffende begriffliche Gleichsetzung des Namens "E61" ausschließlich mit der nachgebauten Brühgruppe.<br />
<br />
Zur Feier des 40jährigen Firmenjubiläums brachte Faema 2001 selbst unter den Namen "E61 Jubile" und "E61 Legend" eine Zweikreismaschine heraus, die äußerlich weitgehend die gleiche Gehäuseform wie die historische Faema E61 zeigt. Bis auf die Brühgruppe wurde die Technik allerdings modifiziert und u.a. ein kleinerer Kessel und ein einstellbares thermisches Gleichgewicht eingebaut.<br />
<br />
<br />
'''Modellvarianten:'''<br />
<br />
Die Faema E61 wurde je nach Einsatzbereich in Bars und Bistros als 1- bis 6-gruppige Maschine hergestellt. Während die früheren Modelle eine verchromte Front tragen, ist diese ab ca. 1965 aus Edelstahlblech hergestellt. <br />
Etwa ab diesem Zeitpunkt werden auch Edelstahlkessel statt der früheren Kupferkessel verwendet.<br />
<br />
<br />
'''Restauration:'''<br />
<br />
Die historischen Zweikreismaschinen E61 unterscheiden sich nur unwesentlich von zeitgenössischen halbautomatischen Zweikreismaschinen aus dem Gastronomiebereich. Das ist neben dem attraktiven Äußeren wohl auch ein Grund dafür, dass weltweit noch viele historische E61 im täglichen Einsatz sind, teilweise durchgehend seit fast 50 Jahren. <br />
<br />
In den letzen Jahren sind aber auch viele neue Gastronomiebetriebe dazu gekommen, die revisionierte historische Faemas im täglichen Betrieb einsetzen.<br />
Oft werden dann bei der Revisionierung ein Entlüftungsventil und eine einfach nachzurüstende automatische Kesselfüllung ergänzt, um dem Barista den gelegentlichen Blick auf die Wasserstandsanzeige des Kessels zu ersparen und der Quecksilberdruckschalter durch einen Pressostaten ersetzt.<br />
<br />
Vereinfacht werden Restauration und Betrieb der historischen E61 allgemein im Gegensatz zu manch anderer historischer Espressomaschine dadurch, daß sich alle wesentlichen technischen Ersatzteile wie Kessel, Heizung, Dichtungen, Dampfausgabe, etc. gut beschaffen lassen und sich auch verloren gegangene Bestandteile des Gehäuses durch die oft baugleichen oder aber optisch verträglich zu integrierenden Ersatzteile der aktuell hergestellten Modelle "E61-Legend/Jubile" ersetzen lassen.<br />
<br />
<br />
'''Einsatzmöglichkeit im Privathaushalt:'''<br />
<br />
Für den Einsatz im Privathaushalt oder Büro empfiehlt sich besonders das eingruppige Modell, das sich mit einer Heizleistung von 1500 Watt bei 230 Volt einfach am heimischen Stromnetz betreiben lässt. Auch ein Tankbetrieb ohne Festwasseranschluss ist möglich.<br />
Durch eine vollständige Isolierung des Kessels und sämtlicher Rohrleitungen und durchgehenden Betrieb mit einem Mindestwasserstand im Kessel von ca. 3 Litern läßt sich hier sogar ein Betriebsmodus finden, der kostenmäßig nur wenig über dem einer großen semiprofessionellen Haushaltmaschine mit E61-Brühgruppe, wie bspw. einer ECM Technika, liegt. <br />
<br />
Insgesamt zeigt die Maschine im täglichen Einsatz ein eher gutmütiges thermisches Verhalten und unterscheidet sich im Betrieb nicht wesentlich von anderen größeren Zweikreismaschinen, bei denen stets der bekannte kurze Leerbezug zur Temperaturkontrolle vor dem Kaffeebezug notwendig ist. Durch Einbau von Reduzierdüsen läßt sich der Umlauf des Thermosiphons bei Bedarf zusätzlich beeinflussen. Das Dampfvolumen zum Aufschäumen von Milch ist hingegen auch bei einem Mindestwasserstand von 3 Litern und Kesseldruck von 0,8-9 Bar mehr als ausreichend.<br />
<br />
Sowohl im Privatbereich als auch in der Gastronomie gibt es aber auch Nachteile: <br />
* Hoher Stromverbrauch durch ständiges Beheizen der großen, freistehenden Brühgruppe<br />
* Keine automatische Dosierung <br />
<br />
<br />
'''Anschaffungskosten:'''<br />
<br />
Unrestaurierte eingruppige Modelle werden ca. von 600,- bis 1.400,- € gehandelt, restaurierte Modelle können 1.500,- € bis 3.500,- € oder sogar mehr kosten, je nach Qualität der Restaurierung und Vollständigkeit der Originalsubstanz. Zwei- und mehrgruppige Modelle sind oft etwas preiswerter, da sie für den Einsatz in Privathaushalten weniger geeignet und wohl auch in größerer Stückzahl hergestellt wurden.<br />
<br />
<br />
'''Technische Ausstattung''':<br />
<br />
Zweikreismaschine mit Wärmetauscher (einer pro Gruppe, je. ca. 200ml Inhalt), Thermosiphon und halbautomatischer Brühgruppe, elekrische volumetrischer Faema-Procon-Pumpe, einstellbares Expansionsventil, Rückschlagventil, Pumpenmanometer, Kesselmanometer, Scaldatazze (Tassenvorwärmung über Dampf), Rigenerazioneventil für einfache Regenerierung des Kunstharzentkalkers, elektrische Heizung und Gasheizung, zweifacher Druckschalter auf Quecksilberbasis (Pressosstat), Sicherheitsventil, beleuchtete Glastafel an der Vorderseite (zur Theke hin).<br />
<br />
<br />
'''Einige technische Daten:'''<br />
<br />
Mi01: 1-gruppig - 550x540x565mm - 42 KG - 1800 W (davon Heizung: 1500W)- 8 Liter Boilerinhalt (Mindestwasserinhalt 3 Liter)<br />
<br />
Mi02: 2-gruppig - 710x540x565mm - 57 KG - 2600 W - 13,4 Liter <br />
<br />
Mi03: 3-gruppig - 880x540x565mm - 72 KG - 3700 W - 18,85 Liter<br />
<br />
<br />
'''Literaturhinweise / Links:'''<br />
<br />
Enrico Maltoni: Faema Espresso 1945-2010, Collezione Enrico Maltoni, Faenza 2009<br />
* http://www.espressomadeinitaly.com<br />
* http://www.home-barista.com/forums/viewtopic.php?t=397<br />
* http://www.wholelattelove.com/articles.cfm?articleID=89<br />
<br />
Zur Neuauflage "E61 Jubile" und "E61 Legend":<br />
* http://www.mack-eistechnik.de/P_G_Service_espressomaschinen_faema.html<br />
<br />
[[Kategorie:Technik]] [[Kategorie:Faema]] [[Kategorie:Zweikreismaschinen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Tabelle_Totraum_bekannter_M%C3%BChlen&diff=28501Tabelle Totraum bekannter Mühlen2022-09-27T09:04:21Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>Der Totraum wird nach folgendem Verfahren ermittelt. <br />
Ziel ist es, die ganzen, unbeschädigten Bohnen rauszunehmen und nur den Bruch zu wiegen. <br />
Also der Kaffeeanteil, der bei normalen Hopperbetrieb zerkleinert in der Mühle zurückbleibt. <br />
<br />
* Netzstecker ziehen<br />
* Bohnenbehälter abnehmen<br />
* Überschüssige ganze Bohnen aus der Mühle entnehmen<br />
* Oberen Mahlkranz abnehmen<br />
* Wieder die restlichen ganzen Bohnen rausnehmen<br />
* Jetzt hat man Mehl mit mehr oder weniger großen Bohnenstücken<br />
* Den ganzen Kram auffangen, in ein normales Nudelsieb kippen und so die größeren Bohnenreste auffangen, wiegen<br />
* Den ausgesiebten Anteil Mehl mit einer Feinwaage wiegen<br />
<br />
<br />
<br />
{|class="wikitable sortable" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Totraum bekannter Mühlen<br />
! Name !!data-sort-type="number"| Masse Mehl [g] !!data-sort-type="number"| Masse Brocken [g] !!data-sort-type="number"| Gesamt [g] <br />
|- <br />
| Anfim Best || 5,9 || 0,5 || 6,4<br />
|- <br />
| Anfim House || 6,1 || 3,0 || 9,1<br />
|- <br />
| Bezzera BB05 || 3,2 || 1,7 || 4,9 (ralf d.)<br />
|- <br />
| Bezzera BB05 || 6,2 || 2,0 || 8,2<br />
|- <br />
| Casadio Enea || 6,4 || 1,6 || 8,0<br />
|- <br />
| Casadio Istantaneo || 7,5 || 0,4 || 7,9<br />
|- <br />
| Ceado E7 || 3,9 || - || ??<br />
|- <br />
| Ceado E37s || - || - || 8,8<br />
|- <br />
| Compak K3 || 7,7 || 0,8 || 8,5<br />
|- <br />
| Compak K6 || 9,6 || 2,2 || 11,8<br />
|- <br />
| Demoka 203 || 3,6 || 2,5 || 6,1<br />
|- <br />
| ECM Casa (baugleich Anfim House) || 7,4 || 0,5 || 7,9<br />
|- <br />
| ECM S-Manuale 64 || 13,4 || - || 13,4<br />
|- <br />
| Elektra Nino (Gunnars Mod)|| 5,1 || 1 || 6,1<br />
|- <br />
| Eureka Mythos || 6,9 || 3,3 || 10,2<br />
|- <br />
| Eureka MCI || 3,5 || 2,4 || 5,9+<br />
|- <br />
| Eureka Zenith 65 E HS || 12,0 || 3,7 || 15,7<br />
|- <br />
| Fiorenzato T80 || 4,7 || 0,6 || 5,3<br />
|- <br />
| Fiorenzato T64 evo || 8,7 || 1,3 || 10,0<br />
|- <br />
| Gastroback Advanced Pro || 3,6 || 1,8 || 5,4<br />
|- <br />
| Graef CM800 || 4,7 || 3,1 || 7,8<br />
|- <br />
| Graef CM80 || 7,6 || 1,9 || 9,5<br />
|- <br />
| Graef CM70 || 7,7 || 1,8 || 9,5<br />
|- <br />
| Ibertal Cahllenge || 7,3 || 0,6 || 7,9<br />
|- <br />
| Isomac Maccinicaffe || 6,3 || 1,2 || 7,5<br />
|- <br />
| Isomac Maccinicaffe (Gunnars Mod) || 5,8 || 1,2 || 7,0<br />
|- <br />
| Macap M2M || 6,0 || 0,6 || 6,6<br />
|- <br />
| Macap M4D || 5,6 || 2,4 || 8,0<br />
|- <br />
| Macap M7D || 4,0 || 4,6 || 8,6<br />
|- <br />
| Mahlkönig Vario || 3,8 || 1,0 || 4,8 (bestätigt: Messung crake)<br />
|- <br />
| Mazzer Kony (Mittelwert aus [[Benutzer:Chris_weinert]]s Messungen) || 8,0 || 2,6 || 10,0<br />
|- <br />
| Mazzer Mini || 6,0 || 4,6 || 10,6 (Messung Stefan_W)<br />
|- <br />
| Mazzer Mini || - || - || 5,5 (Messung kleinischer)<br />
|- <br />
| Mazzer Super Jolly || 3,0 || 3,5 || 6,5 <br />
|- <br />
| Mazzer Stark (Gunnars Mod) || 9,0 || 1,2 || 10,2<br />
|- <br />
| Nemox Lux || 5,2 || 1,8 || 7,0<br />
|- <br />
| Obel DSQ || 6,5 || 7,1 || 13,6<br />
|-<br />
| Quamar M80 || 11,5 || 2,5 || 14,0<br />
|- <br />
| San Marco SM/MK || 10,9 || 4,3 || 15,2<br />
|- <br />
| San Marco SM90 || 9,6 || 3,1 || 12,7<br />
|- <br />
| San Marco SM90 || 8,3 || 3,4 || 11,7 (Messung Moriat)<br />
|}<br />
<br />
<br />
Hinweis:<br />
Die Zahlen beruhen auf einer Messmethodik, die [https://www.kaffee-netz.de/threads/sammelthread-totraum-muehlen.75809/ im Kaffeenetz entwickelt wurde]. <br />
Die Methode und die damit gewonnenen Erkenntnisse sind nicht unumstritten. Die Ergebnisse variieren stark, abhängig von Bohnensorte, Größe, Alter, Mahlgrad und Luftfeuchte. <br />
Die Werte können deshalb nur ein grober Anhaltspunkt sein, sie sind nicht valide und nur teilweise untereinander vergleichbar. <br />
<br />
Eine interessante Diskussion aus dem K-Netz von 2010 im K gibt es [http://www.kaffee-netz.de/threads/von-toten-raeumen-oder-wann-wirkt-sich-eine-mahlgradverstellung-aus.44716/#post-522010 hier].<br />
<br />
[[Kategorie:Totraum]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Datei:Dalla_Corte_Mina.jpg&diff=28500Datei:Dalla Corte Mina.jpg2022-09-27T09:00:04Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>=={{int:filedesc}}==<br />
{{Information<br />
|description={{de|1=Dalla Corte Mina}}<br />
|date=2021-08-04 16:39:11<br />
|source={{own}}<br />
|author=[[User:Infusione|Infusione]]<br />
|permission=<br />
|other versions=<br />
}}<br />
<br />
=={{int:license-header}}==<br />
{{self|cc-by-sa-4.0}}<br />
<br />
[[Kategorie:Espressomaschinen]]<br />
[[Kategorie:Dualboilermaschinen (Bilder)]]<br />
[[Kategorie:Dalla_Corte_Mina]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Decent_DE1&diff=28499Decent DE12022-09-27T08:57:54Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>{{Ma essentials template<br />
|Hersteller=DECENT Espresso<br />
|Name=DE1<br />
|Bild=Decent_DE1_Pro.jpg<br />
|Bildunterschrift=Decent DE 1 Pro<br />
|Preis=4593€<br />
|Baujahr=2018<br />
|ist_neu_verfuegbar=Ja<br />
|ma_spannung=230<br />
|Leistung=1500<br />
|Breite=232<br />
|Tiefe=369<br />
|Hoehe=420<br />
|Gewicht=14<br />
|Beschreibung=Neuartiges Konzept - bei dem alle Parameter des Espressobezuges auf dem Android Tablet angezeigt und auch manipuliert werden können.<br />
}}<br />
{{ST work template<br />
|st_maschinentyp=Dualboiler<br />
|bs_druckaufbau=Vibrationspumpe<br />
|bs_preinfusion=Pumpenunterbrechung bei Tankmaschinen<br />
|hat_automatische_dosierung=Ja<br />
|hat_festwasser=Nein<br />
|hat_abwasser=Nein<br />
|bg_anzahl=1<br />
|bg_heizung=elektrisch<br />
|bg_typ=generisch (vom Maschinenhersteller)<br />
|bg_siebdurchmesser=58<br />
|bg_druckbegrenzung=Expansionsventil<br />
|hat_pumpenmanometer=Ja<br />
|hat_kesselmanometer=Nein<br />
|bg_druckabbau=mechanisch<br />
|ds_unterdruckventil=Nein<br />
|ds_heisswasser=mitte<br />
|ds_dampflanze=rechts, noburn<br />
|bs_aufbau=Thermoblock<br />
|ds_aufbau=Thermoblock<br />
|bs_leistung=1500<br />
|ds_leistung=1500<br />
|bs_temperaturregelung=PID<br />
|ds_temperaturregelung=PID<br />
|bs_befüllung=druckfrei<br />
}}<br />
== Weitere Bilder und Erfahrungsberichte ==<br />
'''[[:Kategorie:{{PAGENAME}} (Bilder)| Weitere Bilder zur {{PAGENAME}}]]'''<br><br />
[[Datei:Visualizer Coffee Decent Turbo Shot Parameters.png|thumb|Visualizer Coffee Decent Turbo Shot Parameters]]<br />
<br>[[Datei:Visualizer Coffee Decent Turbo Shot - Temperature Sensor.png|thumb|Visualizer Coffee Decent Turbo Shot - Temperature Sensor]]<br />
<br />
== Vor- und Nachteile ==<br />
*'''Vorteile:'''<br />
** Gehört zu den am schnellsten startbereiten [[Espressomaschinen]]. Von 21°C Zimmertemperatur bis 93°C (gemessene Brühkopftemperatur) vergehen <6 Minuten. <br />
** Unbegrenzte Möglichkeiten der Simulation - [[Handhebelmaschinen]] können simuliert werden wie jede andere [[Espressomaschine]]<br />
** 30 verschiedene Profile werden mitgeliefert, monatlich kommen durch die Decent Community neue hinzu bzw. werden optimiert.<br />
** 101°C bis 170°C Dampftemperatur. Kann in 1°C Schritten verändert werden. Dampfthermoblock kann auch bei Nichtnutzung über die Software deaktiviert werden.<br />
** Bluetooth Schnittstelle für alle gängigen Espressowaagen, damit ist ein grammgenaues Beenden des Espressobezuges durch die Maschine möglich.<br />
** Flow- Pressure- und Temperatureprofiling ist möglich und können auch kombiniert werden.<br />
** Die Maschine speichert das zuletzt genutzte Profil. Das Tablet kann auch woanders montiert werden, eine Verbindung zur Maschine wird über Bluetooth aufgebaut. Die USB Verbindung ist nur zu Ladezwecken des Tablets vorhanden. <br />
** Gänzliche Demontage des Tablets möglich, alle sicherheits-relevanten Parameter werden von der Maschine gesteuert. <br />
** Software Updates sind für DE1 Besitzer kostenfrei und werden OTA durchgeführt. 3 Benutzergruppen verfügbar: Stable, Beta, Alpha<br />
** Offline (Bluetooth muss aktiv sein) Betrieb des Tablets möglich.<br />
** SIM Karten Einschub könnte ebenfalls benutzt werden. <br />
** Nutzung von Drittanbieter Tablets möglich, auch vom Display größere Tablets werden unterstützt.<br />
** Über die offene API ist die Einbindung in viele Haus-Automationen möglich, auch eine Steuerung und Manipulation der Parameter ist implementiert.<br />
** Wasserschale und Abwasserschale aus Keramik, diese können problemlos in der Spülmaschine gewaschen werden. <br />
** Weltweite Community verfügbar (Owners only group) - direkter Austausch mit dem Hersteller, anderen Besitzern, Unterstützung bei der Fehlersuche durch die Community (aber auch extrem schnelle Antwortzeiten des Supports, teilweise auch von deutschsprachigen Mitarbeitern)<br />
** Direktvertrieb, keine lokalen Zwischenhändler - man kauft direkt beim Hersteller. <br />
** DDP (Inco-Terms, Delivery, Duty payed) Verfahren für den Import aus Hong-Kong ist implementiert, keine Bezahlung der Importgebühren bei Auslieferung. Man bezahlt die Maschine, den Transport, die Einfuhrumsatzsteuer und die Zollgebühren direkt beim Kauf. <br />
<br />
*'''Nachteile:'''<br />
** Direktvertrieb, keine lokalen Zwischenhändler, man muss direkt beim Hersteller in Hong-Kong kaufen. <br />
** Keine Möglichkeit Espressobezug und Dampfbezug gleichzeitig zu starten, funktioniert aber ohne Umschaltzeit, direkt hintereinander. (techn. Hintergrund: Es werden beide Pumpen für den Espressobezug benötigt, daher ist kein paralleler Dampfbezug möglich)<br />
** Ersatzteile werden zugeschickt. Durch den o.a. Direktvertrieb gibt es Ersatzteile nur beim Hersteller selbst. <br />
** Reparaturen können mit Video-Unterstützung (Termine mit Zoom zur Fehlersuche bzw. für Einbauunterstützung ebenfalls) vom Hersteller selbst durchgeführt werden, dafür ist aber zumindest ein Funke technisches Verständnis notwendig. Fehlt dieser, bleibt nur das Einsenden nach Hong-Kong. <br />
** Ein lokales Reparaturcenter im Süden Deutschlands ist erst im Aufbau. <br />
** Abwasserschale relativ klein. <br />
** Durch die Phasenanschnittsteuerung der [[Vibrationspumpe]]n gibt die Maschine ein atypisches (klackerndes) Geräusch beim Bezug von sich. Für jemanden, der von der [[Rotationspumpe]] oder von [[Handhebelmaschinen]] kommt, ist hier sicher eine Umgewöhnung notwendig. Abhilfe kann der Pulsor von [[QuickMill]] schaffen. Der Hersteller empfiehlt es aber ohne den Pulsor zu nutzen, da dieser oftmals leck schlägt. https://www.kaffee-netz.de/threads/decent-espresso-maschinenbesprechung.109753/page-121#post-2062547<br />
**<br />
**<br />
<br />
*'''Sonstiges:'''<br />
** Anders als im Datenblatt oben angegeben, kann optional ein [[Festwasseranschluss]], Abwasserkit und Cateringkit bestellt werden. Die Einträge oben akzeptieren leider nur boolesches 0/1. <br />
** Transparente Gehäuseabdeckung für die Pro optional erhältlich.<br />
** Für XL und XXL gibt es optionale Umbaukits von schwarz auf weiß und von weiß auf schwarz. <br />
** Umbaukit Pro auf XL ist ebenfalls verfügbar.<br />
** Tee-Siebträger optional erhältlich, ebenso werden einige Tee-Profile mitgeliefert.<br />
** Apple iPad Unterstützung in Vorbereitung.<br />
** Alle Bezüge werden in einer SQLite Datenbank abgespeichert.<br />
** Plugin zum Upload aller Bezüge auf https://visualizer.coffee verfügbar.<br />
** Parallel zu Basecamp gibt es die Decent Community auch auf Discord. Ein klassisches "Forum" ist im Aufbau.<br />
** https://pypi.org/project/pyDE1/0.4.0/ pyDE1 in Vorbereitung.<br />
<br />
== Reparatur und Wartungsanleitungen ==<br />
Link zur Bedienungs- und Wartungsanleitung: https://decentespresso.com/manual<br />
<br />
== Unterschiede in den Produktionsserien (Modelljahre)==<br />
<br>05.11.2016 | v1.0 Vertikaler USB Port, kein Standby Knopf, Version ohne Brühkopf Steuerung<br />
<br>29.03.2019 | v1.1 - v1.2x: Vertikaler USB Port, kein Standby Knopf<br />
<br>25.05.2020 | v1.3 - v1.42: Horizontaler USB Port Standby Knopf<br />
<br>18.07.2021 | v1.43 Vertikaler USB Port, Standby Knopf und horizontaler Aussschnitt um die Tablet-Halterung zu realisieren, keine Schraubenbefestigung mehr wie in v1.42<br />
<br>15.10.2022 | v1.44 <br />
<br>Änderungen werden sein: Griffe nicht mehr aus Holz, sondern aus Resin (Harz).<br />
<br>Wegfall der Schrauben an der Front. <br />
<br>Neuer Wasserfilter, mit dem die "Restwassermenge" im Reservoir effizienter genutzt werden kann.<br />
<br> Veränderte Standby Taste.<br />
<br> Neue Duschsiebhalterung aus Teflon statt Messing. <br />
<br> Bei der Dichtung im Brühkopf wird auf Silikon statt NBR gewechselt. <br />
<br>https://decentespresso.com/new-in-v144.html sowie: https://www.kaffee-netz.de/threads/decent-espresso-maschinenbesprechung.109753/page-127#post-2092877<br />
<br />
<br>Generell:<br />
Es gibt drei Modelle DE1 Pro, DE1 XL und DE1 XXL - diese unterscheiden sich in Leistung und den Abmessungen.<br />
<br>Pro ist für den Hausgebrauch, XL und XXL für den Einsatz im Café. <br />
<br>XL und XXL gibt es auch in weiß. die XXL Variante kann mittels Adapter im Tisch versenkt werden.<br />
<br>Optional ist für alle Decent Maschinen ein Festwasser als auch Abwasseranschluss möglich (beides mit extra Kosten verbunden).<br />
<br> Bis v1.41 war auch das Modell DE1+ (03.2021) erhältlich. Unterschiede waren in der Dampflanze, Duschsieb und Gewährleistung an Durchsatz. <br />
<br>Diese wurde zugunsten der Fertigung der Pro aufgegeben. (Wiederverfügbarkeit unbekannt)<br />
<br> Stand 19.09.2022 wurden 6.968 Decent DE1 Maschinen weltweit ausgeliefert.<br />
<br />
== Tipps und Modifikationen ==<br />
<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
<br>https://www.kaffee-netz.de/threads/decent-espresso-maschinenbesprechung.109753/<br />
<br>https://www.kaffee-netz.de/threads/decent-de1-erfahrungsaustausch.135274/</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Datei:Decent_DE1_Pro.jpg&diff=28498Datei:Decent DE1 Pro.jpg2022-09-27T08:52:17Z<p>Infusione: Uploaded a work by Kaffee-Netz Benutzer Ululonoh from https://www.kaffee-netz.de/threads/decent-espresso-de1-pro-1-42.144604/ with UploadWizard</p>
<hr />
<div>=={{int:filedesc}}==<br />
{{Information<br />
|description={{de|1=Decent DE1 Pro}}<br />
|date=2020-02-26<br />
|source=https://www.kaffee-netz.de/threads/decent-espresso-de1-pro-1-42.144604/<br />
|author=Kaffee-Netz Benutzer Ululonoh<br />
|permission=<br />
|other versions=<br />
}}<br />
<br />
=={{int:license-header}}==<br />
{{cc-by-sa-4.0}}<br />
<br />
[[Kategorie:Bilder]]<br />
[[Kategorie:Decent]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28497Diskussion:Wasser2022-09-26T10:52:42Z<p>Infusione: Die Seite wurde geleert.</p>
<hr />
<div></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Wasser&diff=28496Wasser2022-09-26T10:51:38Z<p>Infusione: </p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /><br />
<br />
<br />
[[Kategorie:Grundlagen]]</div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28495Diskussion:Wasser2022-09-26T10:50:58Z<p>Infusione: /* Weblinks */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Wikilinks = <br />
*[[Wasserhärte]]<br><br />
*[[Verschneiden]]<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28494Diskussion:Wasser2022-09-26T10:47:19Z<p>Infusione: /* Beispiel Privatbereich */ Bilder in gallery</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery widths="250" heights="250" perrow="4" caption="Kessel und Boiler mit leichtem Kalkausfall"><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28493Diskussion:Wasser2022-09-26T08:39:48Z<p>Infusione: /* Beispiel Privatbereich */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery mode=packed><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|400px|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|400px|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|400px|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|400px|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28492Diskussion:Wasser2022-09-26T08:37:21Z<p>Infusione: /* Beispiel Privatbereich */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
<br />
<gallery><br />
Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|400px|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|400px|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen<br />
Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|400px|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|400px|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.<br />
</gallery><br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28491Diskussion:Wasser2022-09-26T07:31:08Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|200px|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|200px|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|200px|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|200px|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28490Diskussion:Wasser2022-09-25T19:53:06Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref><ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28489Diskussion:Wasser2022-09-25T19:50:08Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonanthan Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28488Diskussion:Wasser2022-09-25T19:49:33Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonantha Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/</ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28487Diskussion:Wasser2022-09-25T19:48:55Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte<ref>Jonantha Gagné, Blog, https://coffeeadastra.com/2018/12/16/water-for-coffee-extraction/<ref>, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28486Diskussion:Wasser2022-09-25T19:39:45Z<p>Infusione: /* Enthärtung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28485Diskussion:Wasser2022-09-25T19:39:04Z<p>Infusione: /* Enthärtung */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
In enthärtetem Wasser mit Verschnitt fällt die Resthärte in Dampferzeugern praktisch vollständig aus. Deshalb sollte solches Wasser nicht für Dampferzeugung, z.B. in Espressomaschinen, verwendet werden. In der Gastronomie werden deshalb Enthärteanlagen ohne Verschnitt für Espressomaschinen verwendet. <br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser aber nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28484Diskussion:Wasser2022-09-25T19:33:23Z<p>Infusione: /* Grad deutscher Härte [°dH] */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <ref>Wikipedia Wasserhärte Einheiten, https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserh%C3%A4rte#Einheiten_und_Umrechnung </ref><br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
Aus der Tabelle oben ergibt sich, dass mit einer Alkalinität von 3,5 °dH bereits ab einer Härte von 1 °dH Carbonat im Dampfkessel ausfällt. In der Gastronomie wird deshalb Enthärtung ohne Verschnitt für Espressomaschinen, Dampferzeuger usw. verwendet.<br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28481Diskussion:Wasser2022-09-25T19:21:09Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
<br />
= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
<br />
<br />
== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
<br />
In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
<br />
=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
<br />
=== [ppm as CaCO3] ===<br />
<br />
In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
<br />
Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
<br />
=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
Aus der Tabelle oben ergibt sich, dass mit einer Alkalinität von 3,5 °dH bereits ab einer Härte von 1 °dH Carbonat im Dampfkessel ausfällt. In der Gastronomie wird deshalb Enthärtung ohne Verschnitt für Espressomaschinen, Dampferzeuger usw. verwendet.<br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
<br />
== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
<br />
<br />
= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
<br />
In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut Jim Schulmanns "Insanely Long Water FAQ" <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
<br />
Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
<br />
== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusionehttps://www.kaffeewiki.de/index.php?title=Diskussion:Wasser&diff=28480Diskussion:Wasser2022-09-25T19:11:00Z<p>Infusione: /* Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger */</p>
<hr />
<div>= Einfluss des Wassers auf das Kaffeegetränk =<br />
<br />
Der Geschmack des fertigen Kaffees wird durch das verwendete Wasser beeinflusst. Die wesentlichen Faktoren sind: <br />
* Lösungsverhalten: Welche Stoffe und wieviel werden aus dem Kaffee gelöst<br />
* Puffer: Die Alkalinität des Wassers dämpft die Wahrnehmung von Säure<br />
* Eigenschmack: Das Wasser sollte neutral schmecken und keine eigenen Aromen in das Getränk einbringen<br />
<br />
== Lösungsverhalten ==<br />
<br />
Wasser ist bipolar, also sucht die negative Seite des Wassermoleküls (O-) die positive Seite der Nachbarmoleküle (H+). Die Wassermoleküle richten sich aneinander aus, die sogenannte Wasserstoffbrückenbindung. <br />
<br />
Gibt man nun ein polares Molekül ins Wasser, z.B. NaCl (Kochsalz), so gruppieren sich die Wassermoleküle mit ihrer negativen Seite um die positive Seite des Fremdmoleküls und umgekehrt mit der positiven Seite und die negative Seite des Fremdmoleküls. Dies kann dazu führen, dass die Bindung des NaCl aufgebrochen wird. <br />
<br />
Unterstützt von der positiven Seite der umgebenden Wassermoleküle kann das Cl ein weiteres Elektron des Na beim Aufbrechen der Bindung mitreißen. Es wird zum Anion Cl-, im Gegenzug bleibt Natrium als Kation Na+ zurück.<br />
<br />
== Härte und Alkalinität ==<br />
Kaltes Wasser hat eine gute Löslichkeit für CO2 aus der Luft. Wenn solches Wasser durch Gestein fließt, kann Calciumcarbonat (CaCO3) gelöst werden. <br />
<br />
CaCO3 + H2O + CO2 <--> Ca++ + 2 HCO3− <br />
<br />
Dadurch entsteht jeweils ein Calcium-Ion (Ca++) und zwei Hydrogencarbonat Ionen (HCO3-). Die Ca++ Ionen gehen in die Härte ein, die Hydrogencarbonationen bilden die Alkalinität.<br />
<br />
Neben Calcium ist Magnesium der andere wichtige Härtebildner im Wasser. Calcium und Magnesium kommen aber nicht ausschließlich über Calciumcarbonat (CaCO3) und Magnesiumcarbonat (MgCO3) ins Wasser, weshalb meist mehr Härte als Alkalinität im Trinkwasser vorkommt.<br />
<br />
Die Alkalinität bestimmt das Säurebindungsvermögen, also wieviel Säure zugegeben werden kann, bis sich der pH-Wert des Wassers ändert.<br />
<br />
== Gesamthärte GH und Carbonathärte KH ==<br />
<br />
Die Summe aller Härtebildner, im wesentlichen Ca++ und Mg++ Ionen, wird als Gesamthärte (GH) bezeichnet. <br />
<br />
Oben wurde beschrieben, wie Calcium- und Hydrogencarbonationen ins Wasser gelangen. <br />
Wenn sich die Löslichkeit dieser Ionen im Wasser verringert, z.B. bei höherer Temperatur, können sie wieder als Calciumcarbonat (CaCO3) ausfallen. Weil dazu beide Reaktionspartner benötigt werden, können sie immer nur gemeinsam ausfallen. <br />
<br />
Ca++ + 2 HCO3 - <--> CaCO3 + CO2 + H2O<br />
<br />
Gleiches gilt für Magnesium-Ionen und Magnesiumcarbonat.<br />
<br />
Carbonat kann also nur ausfallen, solange noch beide Partner zur Verfügung stehen. Daher wird der geringere Wert von Gesamthärte (GH) und Alkalinität als <b>Carbonathärte (KH)</b> bezeichnet.<br />
<br />
In Europa kann man davon ausgehen, dass Trinkwasser immer mehr Härte (GH) als Alkalinität enthält und dass daher die Carbonathärte KH = Alkalinität ist. In diesem Fall wird GH-KH auch als <b>permanente Härte</b> bezeichnet.<br />
<br />
== Auswirkung von Härte und Alkalinität auf den Kaffeegeschmack == <br />
<br />
Beim Kaffeegeschmack sind die Säuren eine wesentliche Komponente. Enthält das Brühwasser zuviel Alkalinität, werden diese Säuren "weggepuffert", der Kaffee erscheint langweilig und flach. Dies ist unerwünscht, besonders wenn man helle Kaffees verwendet, deren Geschmack wesentlich von den Säuren bestimmt wird. <br />
<br />
Der Effekt der Härte, also der Ca++ und Mg++ Ionen ist weniger klar. Nach Experimenten am Gaschromatograph (Colonna-Dashwood and Hendon, 2015) <ref>Jonathan Gagné, The Physics of Filter Coffee, Seite 23-24</ref> gibt es die Hypothese, dass diese Ionen die Diffusionsrate bestimmter Chemikalien erhöhen und damit wieviel von welchem Stoff in den Kaffee gelangt. Dies müsste aber noch bewiesen werden.<br />
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= Wasseraufbereitung =<br />
<br />
Wasser hat nicht nur Einfluss auf den Geschmack des Kaffees, Espressomaschinen oder allgemein Dampferzeuger dürfen nicht mit Wasser betrieben werden, bei dem durch Erhitzen Kalk ausfallen kann. Dadurch würden Kessel und Heizelemente verkrusten und feine Düsen verstopfen. <br />
<br />
Deshalb ist bei Espressomaschinen, Dampf- und Heißwassererzeugern in vielen Fällen eine Wasseraufbereitung notwendig. <br />
<br />
Die Eigenschaften des Wasser werden in verschiedenen, nicht immer einfach zugänglichen Einheiten angegeben. <br />
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== Einheiten für Härte und Alkalinität ==<br />
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In Mineralwässern wird der Analysenauszug in mg/l angegeben. Für die chemische Betrachtung wird aber die Anzahl der Reaktionspartner und ihr Verhältnis benötigt. Deshalb verwendet man zur Betrachtung von Härte und Alkalinität Einheiten, die das Molgewicht der Stoffe berücksichtigen. <br />
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=== [mmol/l] ===<br />
<br />
Um mg/l in mmol/l umzurechnen benötigt man das Molgewicht. <br />
Für Calcium ist dies 40. Somit entsprechen 40mg/l Ca++ einer Konzentration von 1mmol/l.<br />
<br />
=== Grad deutscher Härte [°dH] === <br />
<br />
1 °dH ist als 10mg CaO in 1 l Wasser definiert. <br />
* Molgewicht Ca: 40,078<br />
* Molgewicht O: 15,999<br />
Somit addiert sich das Molgewicht von CaO zu 56,077. <br />
<br />
*10 mg CaO entsprechen somit 0,178 mmol/l oder 1 °dH. <br />
<br />
Im Abschnitt "Härte und Alkalinität" wurde für das Ausfallen von Calciumcarbonat (Kalk, CaCO3) gezeigt, dass 1* Ca++ + 2 * HCO3- benötigt werden. Kommen Ca++ und HCO3- Ionen im passenden Verhältnis vor, möchte man sie auch mit dem gleichen Härtegrad bezeichnen. <br />
Daher gilt für Alkalinität: <br />
*2*0,178 mmol/l Alkalinität entsprechen 1 °dH (Carbonathärte)<br />
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=== [ppm as CaCO3] ===<br />
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In der amerikanischen Literatur wird für Härte und Alkalinität die Einheit [ppm as CaCO3] verwendet. <br />
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Sie errechnet sich aus 100*mmol/l für Härte bzw. 50*mmol/l für Alkalinität. <br />
<br />
Der Gedanke dahinter ist folgender: <br />
ppm (Parts per Million) entspricht dem deutschen mg/kg oder häufiger mg/l. <br />
CaCO3 hat die Molgewicht 100. <br />
Man rechnet die Konzentration in mmol/l aus und verwendet aber die Molgewicht von CaCO3 (100) um damit eine normierte Konzentration in ppm zu erhalten. <br />
<br />
Im älteren Publikationen der SCAA (heute SCA) <ref> Water for Brewing Standards, http://www.scaa.org/?d=water-standards&page=resources</ref> wird statt [ppm as CaCO3] auch mg/L verwendet. Gemeint ist aber das mg/l Aquivalent für CaCO3 und damit exakt wieder [ppm as CaCO3]. <br />
<br />
Beispiel oben 10mg CaO = 0,178 mmol/l<br />
*0,178 mmol/l CaO bei einer Molgewicht von 100 entspricht 17,8 [ppm as CaCO3].<br />
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=== Umrechnung der Einheiten ===<br />
<br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Umrechnung der Einheiten für Härte und Alkalinität<br />
! !! 1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität!! °dH !! ppm as CaCO3 <br />
|- <br />
| <b>1 mmol/l Härte<br>2 mmol/l Alkalinität</b> ||- || 5,6 || 100<br />
|- <br />
| <b>1 °dH </b>|| 0,178 Härte<br> 0,356 Alkalinität || - || 17,8 <br />
|- <br />
| <b>1 ppm as CaCO3 </b> || 0,01 Härte <br> 0,02 Alkalinität || 0,056 || -<br />
|}<br />
<br />
<br />
== Enthärtung ==<br />
<br />
Das am häufigsten verwendete Verfahren der Wasseraufbereitung ist Enthärtung. Hier werden die Härtebildner Ca++ und Mg++ durch (die doppelte Menge) an Na+ Ionen ersetzt. Die Alkalinität bleibt dabei unverändert. <br />
<br />
Dieses Verfahren wird auch für Hausenthärtungsanlagen verwendet. Damit die Anlagen funktionsfähig bleiben, müssen sie regelmäßig regeneriert werden, z.B. mit Salz. Unter anderem um Salz zu sparen, wird meist mit Verschnitt gearbeitet. Dem enthärteten Wasser wird wieder unbehandeltes Wasser beigemischt, dass man auf eine Härte von z.B. 5°dH kommt. <br />
<br />
Aus der Tabelle oben ergibt sich, dass mit einer Alkalinität von 3,5 °dH bereits ab einer Härte von 1 °dH Carbonat im Dampfkessel ausfällt. In der Gastronomie wird deshalb Enthärtung ohne Verschnitt für Espressomaschinen, Dampferzeuger usw. verwendet.<br />
<br />
Für die Kaffeebereitung ist enthärtetes Wasser nicht gut geeignet. Da durch die vollständig erhaltene Alkalinität die Säuren im Kaffee weggepuffert werden, ist dies nur für den Ausschank von dunklen Kaffees ohne Säure ein tragfähiger Kompromiss. Bei Filterkaffee verlängern sich die Durchlaufzeiten erheblich <ref>Kaffee-Netz.de: Durchlaufzeiten von Filterkaffee, https://www.kaffee-netz.de/threads/umzug-und-jetzt-troepfelt-das-wasser-nur-noch-durch-den-filter.124314/ </ref>, was unerwünscht ist.<br />
<br />
Von den großen Herstellern verwenden diese Systeme Enthärtung:<br />
* BWT Bestprotect <br />
* Brita Purity (ohne Angabe Quell oder Steam)<br />
<br />
== Entcarbonisierung == <br />
Bei der Wasserstoffentcarbonisierung wird dem Wasser Härte und Alkalinität in gleichem Verhältnis entzogen. Da hierbei auch CO2 entsteht, wird das Wasser sauer. <br />
<br />
Da Härte und Alkalinität gleichermaßen entzogen wird, ist dieses Verfahren sehr gut zur Aufbereitung für Kaffeewasser geeignet. <br />
<br />
Bei diesem Verfahren können pH-Werte von 5 erreicht werden. Nach der Trinkwasserverordnung dürfen bei so saurem Wasser keine Kupferleitungen verwendet werden, da dabei Kupferionen ins Trinkwasser gelangen können. Die meisten Espressomaschinen enthalten Bauteile aus Kupfer. Wenn Bedenken bestehen, kann man Wasser aus der Espressomaschine ins Labor zur Abklärung des Kupfergehalts einschicken. Insbesondere sollte man keine Babynahrung mit Heißwasser aus der Espressomaschine bereiten. Auf der anderen Seite sinkt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit der Temperatur, der pH-Wert normalisiert sich wieder beim Erhitzen. Im Dampfkessel entweicht CO2 mit dem nächsten Dampfstoß. <br />
<br />
Entcarbonisierung wird in der Gastronomie häufig eingesetzt. <br />
<br />
Die Systeme der großen Hersteller heißen <br />
* Brita Purity Quell oder Steam <br />
* Brita Tischfilter<br />
* BWT Bestmax (Premium)<br />
<br />
== Umkehrosmose (RO) ==<br />
Bei der Umkehrosmose wird dem Wasser durch eine feine Membran der gesamte Gehalt an Ionen entzogen. <br />
Bei diesem Verfahren entsteht eine deutlich größere Menge Abwasser als aufbereitetes Wasser erzeugt wird. <br />
<br />
Dieses Verfahren erzeugt relativ geringe Mengen. Für fest angeschlossene Geräte muss man deshalb mit Pumpe und Vorratstank oder entsprechend großen und leistungsfähigen Anlagen arbeiten.<br />
<br />
Die für Kaffee gewünschte Zusammensetzung wird durch anschließende Aufmineralisierung und Verschnitt erreicht. <br />
<br />
In der Gastronomie werden wegen des Aufwands und der Baugröße solche Systeme vor allem in Caffes der Specialty Coffee Szene verwendet. Hier werden besondere und teure Kaffees sorgfältig zubereitet und deshalb besonders hohe Anforderungen an das Wasser gestellt um den einzigartigen Geschmack der Getränke hervorzuheben.<br />
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== Messen von Härte und Alkalinität == <br />
Mit einem sogenannten Tropfentest können Härte (GH) und Alkalinität (im Test meist als KH bezeichnet) bestimmt werden. <br />
Wie gesagt enthält Rohwasser in Europa mehr Gesamthärte GH als Alkalinität, so dass Carbonathärte KH und Alkalinität übereinstimmen.<br />
<br />
Eine Besonderheit sind Proben hinter einer Enthärtungsanlage. Da hier der Großteil der Härte entfernt wurde, die Alkalinität aber unverändert ist, spiegelt sich dies auch im Tropfentest wider: GH ist sehr klein, die vermeintliche KH unverändert groß.<br />
Was natürlich nicht sein kein. Man muss hier berücksichtigen, dass de facto die Alkalinität und nicht die Carboanthärte gemessen wird.<br />
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= Wasser für Espressomaschinen und Dampferzeuger =<br />
<br />
Wie soll eine passende Enthärtung für eine Espressomaschine gewählt werden?<br />
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In Fachkreisen (SCA, Barista Hustle, Scott Rao, Jonathan Gagné) herrscht Einigkeit, dass Wasser zur Kaffeezubereitung aus Geschmacksgründen eine Alkalinität von 40 ppm as CaCO3 haben sollte, das entspricht einer Carbonathärte KH von 2,24° dH. Lediglich bei sehr dunklen Kaffees ohne Säure spielt die Alkalinität beim Geschmack keine wesentliche Rolle. <br />
<br />
Laut <ref>Jim Schulmann: Insanely long Water FAQ, http://users.rcn.com/erics/Water%20Quality/Water%20FAQ.pdf</ref> ergibt sich der Zustand, ab dem Carbonat ausfallen kann, aus dem Langelier Index LI. Als Ergebnis wird dort eine Tabelle vorgestellt, aus der man abhängig von Alkalinität und Temperatur ablesen kann, welche maximale Härte das Wasser enthalten kann, ohne dass Carbonat ausfällt. <br />
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Um mit den im deutschen Sprachraum gängigen Einheiten arbeiten zu können, wurde die Tabelle in [°dH] umgerechnet. <br />
Die <span style="background:#B9FFC5;">grün hervorgehobene Spalte</span> entspricht der Empfehlung der SCA für Alkalinität.<br />
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{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="1"<br />
|+Maximale nicht ausfallende Gesamthärte GH in [°dH]<br />
!rowspan="2"|°C!!rowspan="2"|bar!!colspan="12"|Alkalinität bzw. Carbonathärte [°dH] <br> Gehalt HCO3- [mg/l]<br />
|-<br />
! 1,85<br>40,26!!2,07<br>45,14!! style="background:#B9FFC5;"|2,24<br>48,8!!2,41<br>52,46!!2,63<br>57,34!!2,8<br>61!!2,97<br>64,66!!3,19<br>69,54!!3,36<br>73,2!!3,53<br>76,86!!3,75<br>81,74!!3,92<br>85,4<br />
|-<br />
|90||--||19,15||14||style="background:#B9FFC5;"|11,31||9,3||7,28||6,16||5,21||4,31||3,75||3,30||2,86||2,58<br />
|-<br />
|95||--||15,68||11,48||style="background:#B9FFC5;"|9,3||7,62||5,94||5,04||4,31||3,53||3,08||2,74||2,35||2,13<br />
|-<br />
|115||0.67||7,28||5,32||style="background:#B9FFC5;"|4,31||3,53||2,74||2,35||2,07||1,74||1,51||1,34||1,18||1,06<br />
|-<br />
|120||1.00||6,05||4,42||style="background:#B9FFC5;"|3,53||2,91||2,3||2,02||1,74||1,46||1,29||1,18||1,01||0,9<br />
|-<br />
|125||1.33||4,98||3,64||style="background:#B9FFC5;"|2,97||2,41||1,96||1,68||1,46||1,23||1,12||1,01||0,84||0,78<br />
|-<br />
|130||1.67||4,2||3,08||style="background:#B9FFC5;"|2,46||2,07||1,68||1,46||1,23||1,06||0,95||0,84||0,73||0,67<br />
|}<br />
<br />
Für Espressomaschinen und Dampferzeuger sollte die Wasseraufbereitung so gewählt werden, dass die in der Tabelle genannten Maximalwerte für Gesamthärte GH nicht überschritten werden. Je nach Zusammensetzung des Trinkwassers ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. <br />
<br />
Gängige Kompromisse sind: <br />
* Mit Entkalkung ohne Verschnitt zu arbeiten und wegen der unverändert hohen Alkalinität Abstriche beim Kaffeegeschmack hinnehmen.<br />
* Eine leichte Verkalkung zu tolerieren, bei der zumindest der Abschreibungszeitraum (5 Jahre) der Espressomaschine sicher erreicht werden kann. <br />
* In eine relativ teure und große Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose investieren.<br />
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== Beispiel Privatbereich ==<br />
Im Privatbereich hat man wesentlich weniger Durchsatz als in der Gastronomie. Eine leichte Verkalkung kann daher viel einfacher toleriert werden. <br />
<br />
Hier ein Beispiel einer Maschine, die nach 6,5 Jahren und ca. 10.000 Bezügen revidiert wurde und immer mit Wasser oberhalb der Kalkausfallgrenze betrieben wurde. Im Detail:<br />
* 1,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Kirkel mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=4,9°dH, KH=4,4°dH<br />
* 0,5 Jahre Verschnitt Lidl Saskia Jessen mit Karlsruher Leitungswasser 3:1 ergibt GH=9,7°dH, KH=10,4°dH<br />
* 2,0 Jahre Purania Quelle Veseli nad Luznici, GH=3,2°dH, KH=2,0°dH<br />
* 2,0 Jahre Volvic, GH=3,5°dH, KH=3,4°dH<br />
Man sieht an den Bildern, dass im Privatbereich leichter Kalkausfall toleriert werden kann. <br />
{|class="wikitable center" cellspacing="0" cellpadding="10" border="0"<br />
|-<br />
|[[Datei:DC Boiler Unterteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Boiler Oberteil.jpg|thumb|Boiler Oberteil DC Mini nach 10000 Bezügen]]||[[Datei:DC Mini Kessel.jpg|thumb|Kessel DC Mini nach 10000 Bezügen.]]||[[Datei:DC Mini Heizelement.jpg|thumb|Heizelement DC Mini nach 10000 Bezügen.]]<br />
|}<br />
<br />
= Weblinks =<br />
*[http://www.haiko.de/kaffee/wasser/mineralwasser_haerte.php Wasserdatenbank mit Übersicht verschiedener handelsüblicher Mineralwasser mit Härteangaben]<br />
*[http://wasserdb.oliverguenther.de Erweiterte Wasserdatenbank mit Härte- und Verschnittrechner]<br />
<br />
= Einzelnachweise =<br />
<references responsive /></div>Infusione