En 2018, descubrimos por primera vez las máquinas de espresso con calentadores de película gruesa. Para 2024, la tecnología de calentadores de película gruesa, conocida como calentador de flujo continuo , calentador rápido o ThermoJet, llegó al mercado de las máquinas de espresso y café. Los calentadores de película gruesa no solo han superado a los termobloques en rendimiento y flexibilidad, sino que también están ejerciendo cada vez más presión sobre los fabricantes de máquinas de espresso tradicionales con caldera.
En 2018, probamos la Sage Bambino del fabricante australiano Breville, que opera en Europa bajo el nombre de Sage Appliances . La máquina se calentó con una rapidez impresionante , pero su estabilidad de temperatura dejó mucho que desear. Poco después, la Sage Barista Pro también llegó a nuestro banco de pruebas, y fue entonces cuando quedó claro: el potencial de los elementos calefactores de película gruesa es enorme.
Ambas máquinas estaban equipadas con un calentador de película gruesa de la empresa holandesa Ferro Techniek . Si bien Sage presentó sus calentadores de película gruesa con el nombre comercial de moda "ThermoJet", el propio fabricante se refiere a los elementos calefactores como calentadores de flujo continuo. Este artículo explica cómo funciona el calentador de flujo continuo, en qué máquinas se utiliza actualmente y qué implicaciones tiene para el mercado.
Maro, Zuriga, Sage y compañía.
¿Qué tienen en común la Maro , la Zuriga Generation 2 y la Unica con la Sage Bambino y la Sage Barista Pro? Todas comparten una tecnología de calentamiento: el calentador de película gruesa. Y no les falta compañía. La cafetera de filtro Tone , la cafetera Aiden Precision y el sistema de leche ETNA también utilizan el calentador de película gruesa. La lista de fabricantes que utilizan calentadores de película gruesa de Ferro pronto se ampliará para incluir dos máquinas de espresso más innovadoras: la Roxy Espresso y la nunc .
Ferro Techniek
Esta empresa neerlandesa de Gaanderen, en Güeldres, puede presumir de una increíble historia de éxito. Se especializa en elementos calefactores de película gruesa impresos sobre sustratos metálicos y ofrece soluciones personalizadas para diversas industrias. Ferro forma parte del Grupo Otter Control y fabrica en los Países Bajos, Hungría, el Reino Unido, China y el sur de China en colaboración con Otter. Alrededor de 50 empleados trabajan en la sede de Gaanderen, y otros 80 en Ferro Electronics, en Budapest. El Grupo Otter cuenta con aproximadamente 1500 empleados en todo el mundo.
La historia del calentador de flujo continuo de Ferro despegó en 2013. El fabricante creó un kit de desarrollo que incluía todo lo necesario para crear prototipos. Además del FTH MK2, el kit también incluía una bomba, un caudalímetro y una placa de control. Cerca de 100 empresas encargaron este kit.
Curiosamente, Ferro ya desarrolló una versión anterior del FTH, el llamado "FTH MK1", en 2007. Sin embargo, esta versión solo soportaba una presión máxima de 2,5 bares , por lo que se utilizaba en máquinas con cápsulas de café. La preparación de un espresso requiere presiones de hasta 15 bares, dependiendo de la bomba.
El "FTH MK2", apto para espresso y capaz de generar vapor para espumar leche, se completó como prueba de concepto en 2010. La producción del FTH se intensificó en 2015, con Sage/Breville como pionero, desempeñando un papel fundamental en el éxito de este elemento calefactor de película gruesa.
Registro de mediciones actuales del Maro Modelo 1 registrado por nosotros.
¿Cuáles son los puntos fuertes del calentador de película gruesa?
El calentador de película gruesa tiene varias ventajas sobre las calderas y los sistemas termobloque.
Tiempos de calentamiento rápidos:
La baja masa térmica del FTH (calentador de flujo continuo) permite tiempos de calentamiento extremadamente rápidos, ya que solo se necesita calentar una pequeña cantidad de agua. Por ejemplo, el Maro Modelo 1 solo necesita 4 minutos para alcanzar la temperatura de funcionamiento. El Zuriga E2 Generación 2 se calienta en tan solo 2 minutos. El calentador de película gruesa está listo aún más rápido. Son los elementos térmicos más inertes, como el portafiltro, los que se quedan atrás del calentador de flujo continuo.
Eficiencia energética:
Los sistemas FTH son más eficientes energéticamente que las calderas, ya que calientan solo cuando es necesario . Esto evita el desperdicio de energía al mantener caliente grandes cantidades de agua. La Zuriga E2 Generación 2 alcanza un valor máximo de 0,058 kWh para 5 espressos dobles, incluyendo el tiempo de calentamiento. La Maro Modelo 1, la Sage Bambino y máquinas similares son igualmente eficientes. En comparación, muchas máquinas de espresso con caldera consumen entre 0,2 y 0,5 kWh para 5 espressos, incluyendo el tiempo de calentamiento.
Control preciso de la temperatura:
El diseño plano y la transferencia directa de calor del sistema FTH (Fibra-a-Calor) permiten un control preciso y rápido de la temperatura del agua. Esto es crucial para la extracción de espresso, ya que las fluctuaciones de temperatura pueden afectar negativamente el sabor del café. El Maro Modelo 1 establece nuevos estándares en este aspecto y, tras tan solo 4 minutos, se sitúa entre las tres máquinas de espresso más precisas en cuanto a estabilidad de temperatura que hemos medido. Este rendimiento es incluso mejor que el de las calderas que se han calentado durante un período más largo y han alcanzado su equilibrio térmico. Curiosamente, es posible ajustar rápidamente la temperatura, tanto hacia arriba como hacia abajo. En las máquinas de espresso con caldera, el enfriamiento es especialmente lento debido a la elevada masa térmica.
El FTH está equipado de serie con un sensor NTC que mide la temperatura en el canal de agua.
Máximo rendimiento debido a la influencia de la temperatura:
El verdadero potencial de los calentadores de película gruesa se hace evidente en la generación de vapor. Los calentadores están listos para usar en segundos.
Adecuación de frecuencia:
El rendimiento de la máquina de espresso Maro, con su FTH de 2300 vatios, demuestra que la tecnología es ideal para uso comercial. No observamos ninguna pérdida de rendimiento ni en el protocolo de temperatura WBC ni en el proceso de espumado de leche.
Diseño compacto:
El tamaño compacto y el diseño plano del FTH permiten el desarrollo de máquinas de espresso más compactas o su integración en el grupo de café, por ejemplo, para calentar el portafiltro. Ferro ofrece un calentador plano de película gruesa de 60 W, específicamente para el cabezal del grupo, que puede integrarse en el grupo de café de una máquina de espresso con portafiltro.
Sin tiempo de espera para la temperatura:
El calentador de película gruesa está listo para usar de inmediato. Prácticamente no requiere tiempo de precalentamiento. Son los demás componentes, como el portafiltro, las tuberías y el grupo de café, los que primero deben calentarse.
Menos cal:
Ferro afirma que se acumula menos cal en el calentador de película gruesa. Esto podría deberse a que no queda agua estancada. En cualquier caso, a diferencia de muchas cafeteras espresso con caldera, el calentador de película gruesa se puede descalcificar de forma independiente.
¿Cómo funcionan los calentadores de película gruesa?
El agua a calentar suele fluir por un canal integrado en el sustrato del calentador de película gruesa. Este canal puede tener diversas formas para optimizar el flujo de agua y maximizar la transferencia de calor.
A continuación se presentan algunos puntos importantes respecto a la construcción del canal:
- Material: El canal generalmente está hecho del mismo material que el sustrato, normalmente acero inoxidable.
- Forma: El canal puede tener forma de tubo simple o geometrías más complejas para influir en el flujo del agua y crear turbulencias.
- Integración: El canal se integra en el sustrato mediante procesos de fabricación especiales, por ejemplo, embutición profunda.
- Sellado: Una vez fabricado el canal, se sellan las entradas y salidas para evitar fugas de agua.
- Conexión: Las entradas y salidas del canal están conectadas a los sistemas de suministro de agua y drenaje del dispositivo en el que se utiliza el FTH.
La integración del canal en el sustrato FTH garantiza una transferencia de calor directa y eficiente del elemento calefactor al agua. La forma del canal puede diseñarse para optimizar la velocidad y la turbulencia del flujo de agua, lo que resulta en un calentamiento más rápido y uniforme.
Integración y control de sensores de temperatura
Ya hemos probado la estabilidad de temperatura de muchas de las máquinas de espresso mencionadas. Si bien algunos fabricantes logran temperaturas muy precisas, otros presentan fluctuaciones significativas. El calentador de película gruesa permite un control y una medición de temperatura muy precisos. Sin embargo, se requiere un buen circuito de control para lograr temperaturas precisas.
La integración de sensores de temperatura y el control preciso asociado son aspectos cruciales para el funcionamiento óptimo de los calentadores de película gruesa (FTH). Permiten una monitorización precisa de la temperatura y un ajuste dinámico de la potencia de calentamiento para mantener la temperatura deseada a un nivel constante.
Por defecto, se instala un sensor de temperatura NTC en el canal de agua para medir la temperatura del agua que fluye con la mayor precisión posible. Existen varias opciones de ubicación. Este método ofrece la mayor precisión, pero requiere un encapsulado impermeable del sensor.
Como alternativa, el sensor puede fijarse a la superficie del sustrato cerca del canal. Este método es más sencillo de implementar, pero puede reducir la precisión de la medición.
Se utiliza un lazo de control para regular la salida de calefacción , comparando los valores medidos del sensor de temperatura con el punto de ajuste y ajustando la salida de calefacción del FTH en consecuencia.
Los sistemas FTH modernos suelen utilizar microcontroladores para el control. Estos permiten una regulación muy precisa y flexible de la potencia calorífica en función de diversos parámetros, como:
- Temperatura del agua: El microcontrolador monitorea la temperatura del agua en el canal de calentamiento y ajusta la potencia de calentamiento del FTH para que se alcance y mantenga la temperatura deseada.
- Caudal de agua: En algunas aplicaciones, como las cafeteras, el caudal de agua puede variar. El microcontrolador tiene en cuenta estas fluctuaciones y ajusta la potencia de calentamiento en consecuencia para garantizar la temperatura de salida deseada.
- Control temporal: En algunas aplicaciones, puede ser necesario variar la temperatura del agua durante un período específico. El microcontrolador puede controlar con precisión estos perfiles de temperatura temporales para crear, por ejemplo, condiciones óptimas de preparación para diferentes tipos de café.
La integración de sensores de temperatura y control basado en microcontroladores permite un control de temperatura altamente preciso y flexible en sistemas FTH.
Esto hace que estos sistemas sean una solución ideal para aplicaciones que requieren un calentamiento rápido y preciso de agua u otros líquidos, como en máquinas de café, hervidores y procesos industriales.
Diferentes sistemas, diferentes FTH
Ya hemos probado diferentes calentadores de flujo continuo Ferro en las máquinas de espresso. Mientras que la Maro utiliza el elemento más potente de 2300 vatios disponible en nuestro circuito eléctrico, la Sage Bambino funciona con el FTH II de 1500 W. Zuriga, por otro lado, utiliza un modelo de 1400 vatios para la generación de vapor y la preparación, y un modelo de 600 vatios en el cabezal del grupo para calentar el portafiltro.
Desafíos y perspectivas de futuro
El control preciso de los calentadores de flujo de temperatura (FTH) presenta un desafío debido a su rápida reacción y a que pueden producirse fluctuaciones de temperatura si el sistema de control no está calibrado de forma óptima. A diferencia de una caldera, prácticamente no hay masa térmica que ayude a estabilizar la temperatura objetivo.
Esto requiere tecnología de sensores e ingeniería de control sofisticadas. Observamos que esto no siempre es exitoso, especialmente con algunos de los primeros modelos del fabricante Sage/Breville. Sage merece un reconocimiento considerable por su logro en la integración de la tecnología en el mercado. Si bien era de esperar que se produjeran fluctuaciones con los primeros modelos, como el Bambino y el Barista Pro, debido a la novedosa aplicación de la tecnología, hubo tiempo suficiente para el desarrollo. Sin embargo, nuestras pruebas iniciales del Sage Oracle Jet indican que aún hay margen de mejora .
Mientras tanto, otros fabricantes como Zuriga y Maro están demostrando el enorme potencial de la tecnología de calentamiento de película gruesa para máquinas de espresso. Esta tecnología es versátil y adecuada para calentar el agua de preparación , generar vapor y calentar el grupo de café y el portafiltro .
Estoy convencido de que el calentador de película gruesa ha marcado el comienzo de una nueva era en el mercado de las máquinas de espresso. Especialmente para las máquinas de espresso domésticas, el calentador de película gruesa ofrece ventajas excepcionales sobre los sistemas de caldera.
En el ámbito gastronómico, la situación podría ser diferente, aunque también estamos deseando ver las primeras aplicaciones de los calentadores de película gruesa en ese sector. Tone está trabajando en el desarrollo de una máquina de café expreso comercial con un calentador de película gruesa, y el rendimiento de la Maro también es ideal para uso comercial. La máquina simplemente carece de conexión de agua y desagüe. El rendimiento del calentador de película gruesa se mantuvo estable incluso a alta frecuencia y durante la ejecución del protocolo WBC.
Máquinas con calentadores de película gruesa
Esta lista se actualizará. Si encuentra otras máquinas con calentadores de película gruesa, infórmenos en los comentarios.
- 2019: Salvia/Breville Bambino (FTH II 2300W)
- 2018: Salvia/Breville Bambino Plus (FTH II 2300W)
- 2020: Salvia/Breville Barista Pro
- 2021: Toque de barista Sage/Breville
- 2022: Unica Pro (FTH II 1800W, por aclarar)
- 2022/23: Cafetera de filtro Tone
- 2024: Sage/Breville OracleJet
- 2024: Maro Modelo 1 - (FTH II 2300W)
- 2024: Cafetera de precisión Aiden
- 2024: Zuriga Generación 2: (FTH II 1400W)
- Sistema de leche ETNA
- Cafetera espresso Tone (prototipo presentado en Host 2023. Fecha de lanzamiento aún incierta)
- Roxy Espresso (anunciado para 2025)
- nunc. café (anunciado para 2025)
