Druck der Espressomaschine: 60 Shots fanden die Grenze bei 5 bar

Mehr drücken, mehr herausholen: dieses Versprechen steckt in jedem Manometer einer Espressomaschine. Eine Physikgruppe in Warschau hat es über 60 Shots geprüft und stattdessen eine Grenze gefunden. Oberhalb von etwa 5 bar ließ der Espressopuck kein zusätzliches Wasser mehr durch, so kräftig die Pumpe auch drückte, und am oberen Ende des Bereichs wurde der Shot durch mehr Druck sogar langsamer. Das Kaffeebett ist kein stilles Filter, sondern ein nasser elastischer Festkörper, der sich unter Druck selbst zudrückt.

Wo der Druck der Espressomaschine keinen Durchfluss mehr kauft

Der Aufbau: eine zweigruppige Sanremo Zoe Competition, eine Wägezelle unter der Tasse, ein Drucksensor am Pumpenausgang, beide mit 10 Hz aufzeichnend. Sechzig Kaffees liefen bei 11 Siebdruckwerten zwischen 1 bar und 12 bar hindurch. Jeder Shot lief mindestens 120 Sekunden, damit sich das Bett setzen konnte, und die festgehaltene Durchflussrate des Espressos ist der Mittelwert der letzten 10 Sekunden.

Unterhalb von 5 bar verhielt sich das Bett so, wie es ein starres poröses Medium tun sollte: mehr Druck, proportional mehr Durchfluss, eine gerade Darcy-Linie. Oberhalb von 5 bar bog sie ab und flachte ab. Die Tasse füllte sich am schnellsten bei etwa 5 bar, danach kehrte sich der Trend vollständig um: mehr Druck, weniger Durchfluss. Es ist ein Preprint auf arXiv, Version 2, datiert auf den 9. Mai 2026, noch nicht begutachtet.

Der Espressopuck ist elastisch, kein starres Filter

Nasser Kaffee quillt. Ein ausgeworfener Puck kommt in einem Stück aus dem Sieb, ganz anders als das lose Mahlgut, das hineinging. Sobald das Bett gesättigt ist, teilen sich der Wasserdruck und die Spannung im Mahlgut eine feste Summe: jedes zusätzliche bar der Pumpe drückt das Bett teilweise zusammen, statt hindurchzuströmen. Die gefittete Gleichgewichtsporosität lag bei 0,122, bei einem Kalibrierfluss von 1,90 g/s, beides effektive Werte aus einem Modellfit, keine Instrumentenmesswerte, worauf die Arbeit hinweist.

Bemerkenswert ist, was niemand variiert hat. Ein automatischer Tamper hielt bei jedem einzelnen Shot 20 kg, damit das Tampern das Ergebnis nicht verfälschen konnte. Diese Entscheidung hat Rückhalt: eine Studie von 2017 im Journal of Food Engineering verfolgte Koffein und Trigonellin aus einer professionellen Maschine über eine Spanne von Partikelgrößen und Anpressdrücken hinweg und fand, dass die Partikelgröße die Extraktion treibt, während der Anpressdruck keinen nachweisbaren Effekt hat. Nicht der Arm am Tamper verdichtet das Bett. Die Pumpe tut es, und der Standard von 9 bar liegt weit über diesem Punkt.

Poren von etwa 6 Mikrometern, nicht 200

Die übliche Schüttbett-Formel liefert ein absurdes Ergebnis. Man nehme Partikel von 200 Mikrometern, setze sie in die Carman-Kozeny-Abschätzung ein, zu der Ingenieure greifen, und der vorhergesagte Durchsatz landet bei rund 2000 g/s. Ein echter Shot liefert etwa 1 g/s. Die Durchflussrate des Espressos aus der Korngröße zu berechnen, liegt um den Faktor tausend daneben.

Diese Lücke schließt sich, wenn die wirksamen Poren etwa 30 mal enger sind, als das Mahlgut vermuten lässt, also bei rund 6 Mikrometern. Quellen und Einschluss bewirken es: die Partikel saugen sich voll, dehnen sich gegen ein Sieb aus, das nicht nachgibt, und die Zwischenräume brechen zusammen. Stärker drücken, und der zusätzliche Druck wird vom Widerstand aufgehoben, den er erzeugt. Es endet an derselben Stelle wie der Mahlgrad, bei dem feiner die Extraktionsausbeute nicht mehr steigerte, nur von der anderen Seite her.

Was die Scans im Sieb zeigten

Dieselben Pucks liefen durch einen Röntgen-Mikrotomographen mit 20 Mikrometern Auflösung, gescannt im Sieb am Siebträger kurz vor dem Bezug und ein paar Minuten danach. Dosis 18,50 g in einem 58 mm Sieb, 14 mm tief. Vor dem Shot: ein sauberer Zylinder Mahlgut.

Danach nichts dergleichen. Delaminationen ziehen sich quer durch das Bett, Risse spalten es in Platten, und unten hat sich der Puck sauber vom Filtersieb gelöst, mit einer Luftschicht im Spalt.

Warum eine Pause im Shot das eigentliche Risiko ist

Ein Nebenexperiment wiegt am schwersten. Das Team hielt etwa 75 Sekunden lang 8 bar, schaltete den Brüher danach wiederholt aus und ein, wobei die Pumpe zwischen den Stößen auf etwa 3 bar zurückfiel. Jedes Mal, wenn der Druck zurückkam, sprang der Durchfluss nach oben, ohne dass sich zusätzlich etwas löste: mehr Wasser durch das Bett, nicht mehr Kaffee damit. Der Puck hatte sich in der Pause neu geordnet und Wege geöffnet, die das Wasser danach umsonst nahm.

Das ist Channeling, von innen gesehen. Die Schlussfolgerung der Autoren fällt deutlich aus: jeder Brühvorgang mit einer vorübergehenden Pause oder wiederholtem Druckaufbau kann anfällig für Channeling sein und sollte vermieden werden. Die Grenzen gehören dazu: es geht um das Langzeitregime des Durchflusses, nicht um die ersten Sekunden, wie ein Kanal entsteht löst die Arbeit nicht auf, und alles lief auf einer Maschine, einem Mahlgrad und einer brasilianischen Röstung. Eine Präinfusion, die sanft ansteigt, ist etwas völlig anderes als ein Profil, das die Pumpe abwürgt und neu startet.

Achten Sie auf die letzten zehn Sekunden des nächsten Shots. Wird der Strahl dünner und schneller, statt nachzulassen, hat das Bett dort unten bereits irgendwo nachgegeben.

Welcher Kaffee zeigt das am deutlichsten?

Ein Bett, das sich so stark verdichtet, belohnt Bohnen, die gleichmäßig mahlen, denn ein gleichmäßiges Bett setzt über die ganze Breite denselben Widerstand entgegen. Santo Café arbeitet mit einem mexikanischen Arabica einer einzigen Herkunft statt mit einer Mischung, was eine Variable aus dem Sieb nimmt: Bohnen einer Herkunft und einer Röstung packen und quellen untereinander gleichmäßiger, als es eine Mischung aus mehreren je tun wird. Was bleibt, sind die Mühle, die Dosis und eine Pumpe, die niemand unterbricht.