la marzocco strada

Dit doet de PID-regelaar op een espressomachine

Tegenwoordig zijn veel espressomachines uitgerust met een digitaal display waarop de temperatuur kan worden afgelezen en ingesteld. Vaak zit daar een PID-regelaar achter. Wat regelt die eigenlijk en wat heb je eraan? 

Voorheen werden bijna alle boilers in espressomachines op temperatuur gehouden door een drukschakelaar, de pressostaat. Bij een lage druk werd het verwarmingselement ingeschakeld. Werd de druk in de boiler te hoog, dan ging het element uit.

Vroegere versies van zo’n schakelaar waren prachtig om te zien. Een metalen trommel die kon uitzetten en of inkrimpen, met daaraan vast een glazen buis, met daar weer in twee draden en een vloeibaar bolletje kwik. Werd de druk te laag, dan kromp de trommel en rolde het kwik tegen de draden waardoor het verwarmingselement werd ingeschakeld.

Vandaag de dag is het gebruik van kwik verboden en is het vloeibare metaal vervangen door een zware magneet-schakelaar. Om de paar minuten, als de boilerdruk de onder- of bovengrens bereikt, schakelt deze pressostaat het element aan en even later weer uit.

De druk in zo’n boiler schommelt dus langzaam tussen bijvoorbeeld 1,2 en 1,3 bar. De zetgroep is op zijn beurt verbonden met de boiler. Soms zit deze erop geschroefd. Soms stroomt er via een kleine buis heet water uit de boiler aan één kant de zetgroep in en aan de andere kant er iets koeler weer uit, terug de boiler in. De variatie in druk betekent ook een schommeling in temperatuur. Dit heeft dus negatieve invloed op de smaak van je koffie.

Powerboiler

Het ‘geheim van de smid’ bij de bouw van espressomachines zit in de afmetingen van de boiler, de aansluiting, de vorm en massa van de zetgroep. Sluiten deze variabelen niet op elkaar aan, dan wordt de zetgroep na een paar uur te koud óf te heet, wat natuurlijk geen lekkere koffie oplevert.

Je kunt dan de druk en daarmee de temperatuur van de boiler aanpassen, maar dan wordt het weer lastig om met de stoompijp melk gedegen op te schuimen. De perfecte machine heeft dus genoeg power in de boiler voor stomen, terwijl de zetgroep niet te heet wordt in een druk café en niet teveel afkoelt bij spaarzaam thuisgebruik.

 

beeld editie KTC49 op tafelWil je de fijne kneepjes van het koffievak leren?
Ontvang 4x keer per jaar
KTC magazine bij jou thuis en wees altijd als eerste op de hoogte van het laatste nieuws, boeiende interviews, verrassende recepten, interessante achtergrondverhalen, duidelijke how to’s en leuke hotspots.

Nauwkeurig aansturen

De PID is een elektronische koorddanser die deze grote temperatuurschommelingen oplost. Op kleine en grote temperatuurschommelingen reageert de PID snel door tijdig het verwarmingselement in werking te stellen. De schakelaar die hiervoor wordt gebruikt, heeft geen bewegende onderdelen.

Zo ben je niet alleen verlost van de harde tikken van de zware magneetschakelaar, de PID-regelaar kan in een fractie van een seconde aan- en uitgezet worden en op één, honderd of een gewenst percentage van het vermogen daartussenin worden afgesteld. Daarmee kun je het warmteproces van de machine nauwkeurig aansturen.

Stel, de boiler vult zich met vers koud water, waarna er kort achtereen enkele espresso’s worden gezet, terwijl koude lucht binnendringt via een open keukenraam óf de zon draait juist waardoor de machine opwarmt. Lost de PID dat op? Jawel, op drie manieren: Proportional, Integral, Derivative.

P=Proportional

De PID krijgt informatie van een digitale thermometer die ergens in het systeem is geplaatst, bijvoorbeeld in de boiler. Is de temperatuur iets te laag? Dan wordt het element kort achter elkaar aangezet. Is de temperatuur ver onder de maat? Dan wordt er aanzienlijk meer gas gegeven. Het verwarmingselement wordt bij een hogere P-waarde krachtiger en bij een lagere P-waarde zwakker bijgestuurd. Als de PID uitsluitend hiermee werkt, dan veroorzaakt deze mogelijk grote schommelingen in de temperatuur. Om het toch stabiel op de juiste doel-temperatuur te krijgen, zijn de I- en D-waarden ontwikkeld.

I=Integral

Wanneer de P-factor ‘minder fel’ wordt ingesteld, schommelt de temperatuur minder, maar wordt de doeltemperatuur mogelijk niet gehaald. De P remt de verwarming in dit geval te hard af. Wanneer de PID dit doorkrijgt, zorgt de I-factor voor een extra energiestroom naar de schakelaar van het verwarmingselement, waardoor de doeltemperatuur wel wordt gehaald.

D=Derivative

Wanneer de temperatuur zich ‘te snel’ richting de ideale waarde beweegt, of als de temperatuur te snel daalt, gooit de D-factor tijdig het roer om en voorkomt dat de temperatuur van het water te veel gaat afwijken van de ideale waarde.

Optelsom van de PID op een espressomachine

P, I en D staan voor getallen waarmee de PID intern rekent, bijvoorbeeld P=5, I=40 en D=1. Er zijn verschillende rekenmethodes om de ideale waarde van deze drie getallen te bepalen voor elke afzonderlijke machine. PID’s zijn niet alleen handig in espressomachines, maar ook in drones. Daar moet een PID-regelaar veel sneller reageren, want een kleine afwijking in temperatuur kan al zorgen voor een crash.

Dit terwijl een espressomachine met een x-liter boiler en een zetgroep van vier kilogram niet zo dramatisch van temperatuur verandert. Hierdoor volstaat voor een betrekkelijk sloom, log systeem als een espressomachine meestal een versimpelde PID-regelaar, waarin bijvoorbeeld alleen de P samenwerkt met I. De waarden hoef je overigens niet zelf te kiezen. Zelfs de fabrikant hoe dit niet uit te pluizen. Een goede PID-regelaar is zelflerend en bepaalt via autotuning de juiste waarden in jouw systeem.

Share on

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Print

WIJ DENKEN DAT JE DIT VAST OOK LEUK VINDT

Het beste van KTC in je inbox

koffieTcacao 45 spb

koffieTcacao magazine

koffieTcacao is hét lifestyle magazine dat vier keer per jaar verhalen, nieuws en trends uit de levendige specialty coffee, thee én cacaoscene dichtbij brengt met diepgaande journalistiek en een geweldig design.

LAATSTE NIEUWS

Kan jouw moeder, vrouw of vriendin geen dag zonder koffie? Als koffiefanaat vallen deze Moederdag cadeaus dan zeker in de smaak.

De traditionele versie van deze Griekse taart (Karydopita) is vrij machtig, maar deze versie met koffie, is een stuk lichter. Aan de (be)slag!

De Eenhoorn is het enige bedrijf dat de thee van madame Tseng in Nederland verkoopt. Oprichter Binet Brasser deelt haar La Maison des Trois Thés-favorieten en een verfrissend ijssthee recept.