真空コーヒーメーカー

真空式コーヒーメーカーは、 2つのチャンバーを用いて蒸気圧と重力によってコーヒーを抽出するコーヒー抽出機です。このタイプのコーヒーメーカーは真空ポット、サイフォン、サイフォンコーヒーメーカーとも呼ばれ、 1827年にヨハン・ノーレンベルクによって発明されました。 ^[¹^]

歴史とデザイン

これらの器具は発明以来、世界各地で使用されてきました。^{[ 2 ]}真空式コーヒーメーカーは一般的に日常使いには複雑すぎるものでしたが、透明なコーヒーを淹れることができる点が高く評価され、20世紀半ばまで非常に人気がありました。真空式コーヒーメーカーは、日本や台湾を含むアジアの一部の地域では今でも人気があります。^{[ 3 ]}

真空コーヒーメーカーのデザインと構成は様々です。チャンバーの素材はホウケイ酸ガラス、金属、またはプラスチックで、フィルターはガラス棒、または金属、布、紙、ナイロン製のスクリーンのいずれかです。1840年に発表されたジェームズ・ロバート・ネイピアによるネイピア真空マシンは、真空抽出プロセスの初期の例でした。^{[ 4 ]}この装置のバウハウス的解釈は、1925年にゲルハルト・マルクスが開発したシントラックスコーヒーメーカーに見ることができます。^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

バランスサイフォン

この原理の初期のバリエーションは、バランスサイフォンまたはベルギーブリューワーと呼ばれています。この方式では、2つのチャンバーが天秤のような装置の上に並んで配置され、加熱されたチャンバーにはカウンターウェイトが取り付けられています。^{[ 7 ]}蒸気が熱湯を押し出すと、カウンターウェイトがバネ仕掛けの消火器を作動させ、炎を消火して最初のチャンバーを冷却します。これにより圧力が下がり（真空状態）、抽出されたコーヒーが内部に浸透します。

自動バージョン

2022年、日本のタイガー工業株式会社は、真空式コーヒーメーカーの原理に基づいた自動コーヒーメーカー「シフォニスタ」を発売しました。^{[ 8 ]}シフォニスタの加熱は電気式で、容器はプラスチック（「樹脂」）で作られています。

醸造原理

真空コーヒーメーカーはサイフォンとして動作します。下側の容器を加熱および冷却することで下側の容器内の水の蒸気圧が変わり、最初に水が上側の容器に押し上げられてコーヒーが抽出されます。その後、抽出されたコーヒーが下側の容器に引き戻されて濾されます。

具体的には、密閉された下部容器（B）内の水を加熱（A）すると、その蒸気圧（液体の蒸気成分によって生じる圧力）と空気の加熱による圧力の組み合わせが周囲の標準大気圧を超え、その一部が沸騰して水蒸気になります。水蒸気の密度は液体の水の密度の約1 ⁄ 2000であるため、下部容器内の空気と水蒸気の混合物は、より多くの液体が沸騰して蒸気になるにつれて急速に膨張し、下部容器内の圧力が上昇します。

下部容器の圧力が大気圧を超えると、残りの水はサイフォン管（C）を通って上部容器（D）に押し上げられ、上部容器と下部容器の圧力差が約1.5 kPa（0.015 atm）で十分な圧力を維持する限り、上部容器（D）に留まります。抽出中は、下部容器が継続的に加熱されるため、この圧力差が維持されます。コーヒー粉を上部容器の水に加え、押し出された水を用いて、沸点よりわずかに低い100 °C（212 °F）でコーヒーを抽出します。

コーヒーの抽出が終わると、熱が取り除かれ、下部の容器内の圧力が低下します。重力と大気圧の複合力が下部の容器内の（低下した）圧力を克服すると、抽出されたコーヒーは真空コーヒーメーカーの下部の容器に引き込まれ、コーヒー粉は上部の容器に残ります。^{[ 9 ]}

象徴的なモカポットコーヒーメーカーも同じ原理で動作しますが、水は下部チャンバーからコーヒー粉が入った3番目の中間チャンバーを通って上部チャンバーへと押し上げられます。上部チャンバーには空気層があり、抽出されたコーヒーが下に戻るのを防ぎます。（さらに、水は詰まったコーヒー粉を通して押し上げられるため、圧力が高くなります。）そして、抽出されたコーヒーは上部から注がれます。

真空コーヒーメーカーのプロセス
ステップ	画像	注記
1		ガラスのカラフェの中で水が沸騰するまで加熱されます。
2		コーヒーの粉を用意し、ガラス容器に入れます。
3		お湯が沸騰し続ける間、コーヒー粉の入った容器の脚をガラスカラフェの上部に挿入して密閉します。
4		カラフェに閉じ込められた蒸気が、コーヒー粉容器の脚部から熱湯を押し上げ、挽いたコーヒーと混ぜ合わせます。その後、コーヒーが抽出される間、1分間かき混ぜます。
5		この時点でコーヒーは完全に抽出されていますが、上部の容器に残ったコーヒー粉とまだ混ざっています。ガラスカラフェを加熱面から外します。
6		ガラスカラフェが冷えると、カラフェ内の蒸気が凝縮し、カラフェ内の圧力が低下します。これにより、抽出されたコーヒーはコーヒー粉容器のフィルターを通り抜け、ガラスカラフェへと引き込まれ、抽出されたコーヒーとコーヒー粉が分離されます。このプロセスは重力によっても促進されます。
7		フィルターで抽出されたコーヒーは、ガラスのカラフェに注がれ、仕上げられています。ガラスのコーヒー粉容器に溜まったコーヒー粉は、従来のドリップ抽出でフィルターで抽出したコーヒー粉に比べて乾燥しています。これは、抽出されたコーヒーがカラフェに戻る際に、サイフォン作用によって粉の上に空気が押し出されるためです。