Rodas de aço – Barista Hustle

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Os prós e contras do aço inoxidável, cobre e latão quando se trata de caldeiras, porta-filtros e blocos.

Me chame de nerd, mas lembro-me claramente da primeira vez que usei uma máquina feita com todo o aço inoxidável. O café tinha um sabor vibrante e limpo, e o vendedor me mostrou como era fácil limpar o resíduo do interior do porta-filtro – não basta mais esfregar com um Scotch-Brite no final de cada dia. O aço era um grande ponto de venda: fácil de limpar, mais ecológico, sem chumbo, resistente ao calcário. Parece um acéfalo e, de fato, continuamos a comprar a máquina.

Desde então, o número de máquinas fabricadas com caldeiras, grupos ou porta-filtros de aço parece ter aumentado – mas a maioria ainda é feita da maneira tradicional, com caldeiras e tubos de cobre e acessórios, grupos e porta-filtros de latão.

O latão e o cobre têm sido associados à contaminação por chumbo na água potável, levando a uma legislação cada vez mais rigorosa sobre como eles são usados. Com a crescente pressão dos fabricantes para reduzir o uso desses materiais, deve haver algumas razões bastante fortes para continuar usando-os em vez de aço.

Neste post, veremos por que o cobre e o latão são tão úteis nas máquinas de café expresso, onde o aço tem a vantagem, e se há algum motivo para se preocupar com a quantidade de chumbo em nosso café.

Propriedades térmicas

Uma das principais razões pelas quais o cobre tem sido usado historicamente em caldeiras e utensílios de cozinha é que é um bom condutor de calor. Cobre tem uma condutividade térmica de mais de 400 W / mK, comparado ao aço inoxidável a cerca de 14 W / mK.

A condutividade do latão varia, dependendo da quantidade de cobre que ele contém, mas normalmente fica em torno de 100 14 W / mK, mas tem a vantagem sobre o cobre de ser muito mais duro e mais forte.

Isso significa que uma caldeira ou panela de cobre é muito mais eficaz na transmissão de calor da chama por baixo, para a água dentro dela, do que a de aço.

Dentro de uma máquina de café expresso, essas propriedades podem ser importantes de maneiras inesperadas. Mesmo dentro de uma caldeira, onde você acha que as propriedades isolantes do aço seriam uma vantagem, isso pode criar problemas. Michael Teahan, diretor de Café Analógico, diz que quando ele estava trabalhando em máquinas superautomáticas na Brasília, eles descobriram que a caldeira a vapor de aço era tão ineficiente na condução de calor até o topo da caldeira, que o vapor se condensava nas superfícies superiores, criando vapor úmido. Para resolver esse problema, eles tiveram que reaquecer o vapor a caminho da válvula de vapor. “Caldeiras de aço inoxidável em máquinas tradicionais geralmente têm diâmetro menor para minimizar o problema da transferência de calor, mas ainda usam cobre para transferir vapor para as válvulas”, diz ele. “O problema do aço é que é uma porcaria ao mover o calor.”

A água em si é um mau condutor de calor e o vapor ainda mais; Portanto, para transferir calor da caldeira para o grupo, você precisa usar um material mais condutor, como cobre ou latão, ou confiar no movimento da água para transportar o calor.

Em uma máquina de trocador de calor que usa um termossifão para transferir calor para o grupo, é o movimento da água que transporta o calor da caldeira para o grupo. Mas mesmo aqui, cobre e latão têm uma vantagem: o movimento da água no termossifão depende do resfriamento da água no grupo. Isso faz com que a água mais fria afunde e retorne ao trocador de calor, criando um fluxo constante de água pela cabeça do grupo. “Para que o calor migre, o chefe do grupo – incluindo o porta-filtro – precisa irradiar calor”, explica Teahan. Isso é muito mais eficaz com um material condutor como o latão.

Máquinas baseadas em aço geralmente precisam usar métodos diferentes para transferir calor. Por exemplo, La Marzocco, que começaram a usar caldeiras de aço inoxidável em 1971, usam o design do ‘grupo saturado’, em que uma câmara do grupo é cheia de água e continua com a caldeira. Esse design usa a circulação da água em todo o sistema para transferir calor para o grupo, explica Enrico Wurm, gerente de melhoria de produtos da La Marzocco. “É verdade que o aço retém menos calor que o latão, no entanto, compensamos esse problema construindo grupos pesados ​​e espessos para obter mais inércia térmica e [insulating] nossas caldeiras. ”

Outros projetos modernos de máquinas de café expresso contornam esse problema aquecendo o grupo de maneiras diferentes: por exemplo, aquecendo o material do grupo diretamente, como em Nuova SimonelliAurelia II T3, ou mesmo colocando a caldeira de fermentação diretamente acima do cabeçote, como em SanremoÉ o Opera. Isso significa que essas máquinas confiam menos no material para conduzir calor, tornando o aço uma possibilidade mais prática.

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Esquerda: San Remo Opera, direita: Nuova Simonelli Aurelia II T3.

Propriedades mecânicas

O cobre é relativamente macio, o que facilita o trabalho e a extração em tubos. Os tubos menores nas máquinas de café expresso podem até ser dobrados manualmente, o que, juntamente com sua condutividade, significa que ainda é usado para tubulações em muitas máquinas de aço.

Em alguns lugares, especialmente em máquinas domésticas e superautomáticas, o cobre é substituído pela tubulação de PTFE (Teflon), que é flexível e barata. No entanto, ele só pode ser usado em situações em que a condutividade e a rigidez do cobre não são necessárias.

Como o latão contém cobre, ele retém algumas dessas propriedades. Possui baixo ponto de fusão, o que facilita a moldagem e é relativamente macio e possui baixo atrito, o que facilita a usinagem. Isso o torna ideal para peças rosqueadas ou componentes mais intrincados, especialmente onde peças móveis estão envolvidas – portanto, máquinas com caldeiras e grupos de aço ainda podem usar latão para válvulas de segurança ou porcas de compressão para conectar tubulações.

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O aço é muito mais forte, mas mais difícil de trabalhar que o latão ou o cobre, e mais quebradiço. Esse é outro motivo pelo qual o aço tende a ser usado para caldeiras menores, com menor risco de rachaduras. Os fabricantes que optam por trabalhar com aço precisam mudar para diferentes técnicas de fabricação, explica Wurm. “316L [steel] é uma liga muito dura, difícil de usinar com equipamentos de ferramentas normais e também muito difícil de soldar ”, diz ele. “Esse material nos forçou a dominar técnicas como soldagem TIG e plasma. Hoje nossos grupos são feitos através do fundição por cera perdida técnica, o que significa que eles são feitos de aço 100% sólido, sem junção ou soldagem. ”

Como o latão é mais fácil de usinar e moldar, acaba sendo mais barato trabalhar com, apesar do custo mais alto das matérias-primas. No entanto, essas propriedades do latão dependem da liga que contém uma porcentagem de chumbo (N Gane, 1981) Sem chumbo, essa vantagem desaparece – o aço inoxidável pode ser mais fácil de usinar do que o latão sem chumbo, segundo Teahan, e o latão sem chumbo pode quebrar os moldes usados ​​nos métodos tradicionais de fundição. No entanto, trabalhar com aço é ainda mais caro no geral, afirma Wurm, devido às habilidades e mão-de-obra necessárias para construir essas máquinas.

Conduzir

O conteúdo de chumbo que confere ao latão suas propriedades úteis também se tornou um dos principais fatores para o uso em máquinas de café expresso. O chumbo na água potável tem sido associado a inúmeros problemas de saúde, especialmente em crianças, onde até pequenas quantidades podem resultar em problemas de desenvolvimento ou problemas de comportamento e aprendizado. Como resultado, não é considerado um nível seguro de chumbo na água potável (EPA dos EUA)

Essa é uma das razões pelas quais a La Marzocco passou a usar aço em groupheads e caldeiras. “A qualidade da água em todo o mundo piorou nos últimos 10 anos”, diz Wurm. “Portanto, fizemos a transição para materiais que pudessem suportar melhor [corrosion] e, portanto, não libera metais pesados. ”

A legislação em torno do uso de chumbo também se tornou cada vez mais rigorosa. As partes de uma máquina em contato com a água nos EUA agora devem conter no máximo 0,25% de chumbo, em peso total. Na Europa, aplica-se um padrão semelhante, com 0,3% de chumbo permitido.

Para cumprir a legislação, alguns fabricantes optaram por revestir superfícies de latão para impedir o contato com a água, por exemplo, usando um processo chamado Liga ecológica ternária (CHÁ.). Outros passaram para o chamado latão “sem chumbo”, com menos de 0,25% de conteúdo de chumbo. No latão “sem chumbo”, outros aditivos como o bismuto ou o silício podem ser usados ​​para substituir o chumbo, para facilitar a usinagem do latão (J Choucri et al 2019)

No entanto, como o latão ‘sem chumbo’ ainda pode conter até 0,25% de chumbo, um pouco de chumbo ainda pode ser liberado na água. Se a água estiver estagnada, a quantidade de chumbo liberado pode se tornar suficiente para violar as diretrizes de água potável segura (D-Q Ng e Y-P Lin, 2016)

Então, os consumidores devem se preocupar em serem expostos ao chumbo nas máquinas de café expresso?

“Honestamente, não”, diz Teahan. “Os principais problemas com o chumbo estão no desenvolvimento infantil”, ressalta. “Quando você chega à idade de tomar café, está quase pronto.”

Embora tenha havido histórias de susto sobre o chumbo encontrado no café de cafés, pesquisas mais sistemáticas mostraram que a exposição ao chumbo do café é bastante baixa (APE dinamarquês, 2015) O chumbo existente no café parece vir do próprio café, e não do equipamento, de acordo com o estudo. “Independentemente do método de fermentação utilizado, todo o chumbo presente nos grãos de café foi extraído [into the] café fabricado … Não havia indicação de que o chumbo foi extraído do equipamento de fabricação de cerveja em casa. ”

Os pesquisadores não testaram especificamente as máquinas de café expresso, mas descobriram que os cafés dos cafés na Dinamarca tinham conteúdo semelhante ao chumbo dos cafés das cervejarias domésticas. “A ingestão de chumbo do café é baixa em comparação com a ingestão de outras fontes alimentares, e não constitui uma parte importante da ingestão total total de chumbo”, concluem.

É provável que outras fontes de chumbo sejam mais importantes, e a principal fonte de exposição ao chumbo para crianças nos EUA é o pó da casa (CDC dos EUA, 2017) De fato, mesmo a escolha da xícara da qual você bebe seu café pode ser suficiente para fazer com que a exposição ao chumbo exceda o Nível máximo permitido de dose da Califórnia (GL Anderson e colaboradores, 2017)

No entanto, os baristas domésticos precisam ter um pouco mais de cuidado. Um projeto de pesquisa do governo na Alemanha descobriu que altos níveis de chumbo foram liberados das máquinas de café expresso em casa, principalmente após a descalcificação (BfR, 2013) Como as máquinas domésticas são usadas com menos frequência, a água também fica em contato com peças que contêm chumbo por muito mais tempo, o que pode aumentar a quantidade de chumbo lixiviado na água. Para limitar a exposição, os pesquisadores recomendam lavar as máquinas antes do uso e enxaguar bem as máquinas após qualquer processo de descalcificação.

E o alumínio?

O alumínio é bastante barato, leve, forte e um bom condutor térmico – de várias maneiras, o material ideal para caldeiras. No entanto, é tóxico se liberado na água (C Exley, 2016), portanto, onde é usado, geralmente é revestido ou forrado com aço. Normalmente, o alumínio é usado apenas para pequenas caldeiras em máquinas domésticas ou para termoblocos em máquinas superautomáticas, onde a condutividade é especialmente útil. No entanto, não pode ser usado em qualquer lugar em que entre em contato com café ácido, o que poderia causar a liberação de íons de alumínio.

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