JP2003189835A

JP2003189835A - 焙煎方法および焙煎装置

Info

Publication number: JP2003189835A
Application number: JP2001394326A
Authority: JP
Inventors: Takao Nakiri; 卓男名切; Kazuo Aoyama; 一夫青山; Akinobu Kamiyoshi; 昭伸神吉; Akio Hashimoto; 聡夫橋本
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Kansai Tech Corp
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Kansai Tech Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】酸化物（ＣＯ，ＣＯ₂）の生成や発煙を伴わ
ずに、短時間で効率よく焙煎することのできる、焙煎装
置および焙煎方法を提供する。【構成】焙煎室Ａ内の空気を過熱蒸気供給部１６から
供給される過熱蒸気で追い出すことにより、焙煎室Ａ内
を過熱蒸気雰囲気（無酸素雰囲気）とする。そして、モ
ータ４８によって焙煎かご２８を回転させながら、過熱
蒸気と遠赤外線ヒータ２４とによって焙煎かご２８内の
焙煎対象物を加熱する。焙煎室Ａ内は無酸素雰囲気であ
るため、焙煎対象物を加熱しても、これが燃焼する心配
はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コーヒー豆等の粒状
材料、麦，粟等の穀類、茶葉等を焙煎する、焙煎方法お
よび焙煎装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コーヒー豆等を焙煎する焙煎方法として
は、直火式・半熱風式・熱風式等が一般に知られてい
る。「直火式」は、炎をコーヒー豆等に直に当てて焙煎
するものであり、「半熱風式」は、コーヒー豆等を収容
したドラムを炎で加熱するとともに、ドラム内に熱風を
送り込んで焙煎するものであり、「熱風式」は、温度管
理された熱風をドラム内に送り込んで焙煎するものであ
る。

【０００３】このうち、コーヒー豆等に炎を直に当てる
「直火式」では、コーヒー豆等が局部的に加熱されるこ
とから炒りムラが生じやすく、そのため、従来では、か
かる問題のない「半熱風式」または「熱風式」が主流と
なっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の「半熱風式」ま
たは「熱風式」による焙煎方法では、コーヒー豆等に炎
が直に触れることがないので、初心者でも比較的容易に
焙煎作業を行うことができるものの、空気中での加熱と
なるため、コーヒー豆等の薄皮が燃焼し、酸化物（Ｃ
Ｏ，ＣＯ₂等）を含む大量の煙が発生するという問題が
あった。また、熱風の温度制御が困難であるという問題
もあった。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、煙
の発生や炒りムラを防止でき、しかも、容易に焙煎作業
を行うことのできる、焙煎方法および焙煎装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明（請求項１に
記載の発明；以下、同じ。）は、（ａ）焙煎対象物が収
容された焙煎かごを焙煎室内に収容し、（ｂ）焙煎室内
に過熱蒸気を供給して焙煎室内の空気を追い出し、
（ｃ）過熱蒸気と遠赤外線ヒータとによって焙煎対象物
を加熱する、焙煎方法である。

【０００７】第２の発明（請求項２に記載の発明；以
下、同じ。）は、焙煎対象物が収容された焙煎かごを収
容する焙煎室、焙煎室内に過熱蒸気を供給する過熱蒸気
供給部、焙煎室内の過熱蒸気を排出する過熱蒸気排出
部、および焙煎室内に設けられ、焙煎対象物を加熱する
遠赤外線ヒータを備える、焙煎装置である。

【０００８】第１および第２の発明では、焙煎室内の空
気を過熱蒸気で置き換えるようにしているので、焙煎対
象物は、無酸素雰囲気下で過熱蒸気と遠赤外線ヒータと
によって加熱される。

【０００９】

【発明の効果】第１および第２の発明によれば、焙煎対
象物を無酸素雰囲気下で加熱するようにしているので、
酸化物（ＣＯ，ＣＯ₂）の生成や発煙を伴わずに焙煎す
ることができる。

【００１０】また、過熱蒸気の有する熱浸透性と、遠赤
外線の有する発熱励起効果とによって焙煎対象物を短時
間で効率よく焙煎することができる。そして、遠赤外線
ヒータによって安定した温度の過熱蒸気雰囲気を保つこ
とができる。

【００１１】さらに、過熱蒸気に対する温度制御は、熱
風に対する温度制御よりも容易なため、より細かな温度
制御が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１および図２を参照して、この
発明の一実施例の焙煎装置１０は、コーヒー豆等の粒状
材料、麦，粟等の穀類、茶葉等を焙煎するためのもので
あり、ケーシング１２，焙煎部１４，過熱蒸気供給部１
６および過熱蒸気排出部１８等により構成される。

【００１３】ケーシング１２は、焙煎装置１０の各構成
機器を収容し、かつ、保護するものであり、上側ケーシ
ング１２ａおよび下側ケーシング１２ｂを含む。そし
て、上側ケーシング１２ａ内に焙煎部１４が収容され、
上側ケーシング１２ａと下側ケーシング１２ｂとに跨っ
て過熱蒸気供給部１６が収容され、下側ケーシング１２
ｂ内に過熱蒸気排出部１８が収容される。

【００１４】焙煎部１４は、コーヒー豆等を実際に焙煎
する部分であり、図１および図３に示すように、チャン
バー２０，回転保持部２２，遠赤外線ヒータ２４，ファ
ン２６および焙煎かご２８等を含む。

【００１５】チャンバー２０は、図３および図４に示す
ように、焙煎室Ａを構成する円筒状のチャンバー本体３
０を含み、チャンバー本体３０の一端は、円板状の閉塞
板３２により閉塞され、他端は、外部に向けた開口３０
ａ（図４）とされる。そして、閉塞板３２には、焙煎室
Ａ内に過熱蒸気を取り込むための取込口３２ａおよび回
転軸挿通孔３２ｂが形成され、チャンバー本体３０の下
部には、焙煎室Ａ内の過熱蒸気を排出するための排出口
３０ｂが形成され、チャンバー本体３０の外面には、セ
ラミックファイバーまたはロックウール等のような断熱
材３４（図１）が装着される。そして、開口３０ａに
は、蓋体３６が図示しないネジまたは係止部材等により
着脱自在に取り付けられる。

【００１６】蓋体３６は、図４に示すように、開口３０
ａを閉塞する円板状の蓋本体３６ａを含み、蓋本体３６
ａの外側の面には、把手３６ｂが取り付けられる。ま
た、蓋本体３６ａの中央部には、貫通孔３６ｃが形成さ
れ、貫通孔３６ｃには、図５に示すように、スリーブ３
８が挿通され、かつ、固着される。スリーブ３８の一方
端部３８ａおよび他方端部３８ｂは、蓋本体３６ａの外
面および内面から突出され、スリーブ３８の一方端部３
８ａには、キャップ４０が装着される。

【００１７】キャップ４０は、図５に示すように、スリ
ーブ３８の開口を閉塞する円板状のキャップ本体４２を
含み、キャップ本体４２の一方面には、スリーブ３８の
一方端部３８ａの外周面と嵌り合う嵌合部４２ａが形成
される。また、キャップ本体４２の一方面中央部には、
サンプリング用のスコップ４４が取り付けられ、他方面
中央部には、把手４６が取り付けられる。

【００１８】回転保持部２２は、焙煎室Ａ内において焙
煎かご２８を回転自在に保持するものであり、焙煎室Ａ
の外部に設けられたモータ４８により回転力が付与され
る。回転保持部２２は、図４に示すように、モータ４８
の回転軸４８ａに固定される回転板５０を含み、回転板
５０には、焙煎かご２８を着脱自在に保持する４本の保
持部材５２が取り付けられる。各保持部材５２は、ステ
ンレス等のような可撓性を有する材料により棒状に形成
され、焙煎かご２８の各面に接するように、回転板５０
の回転軸に対して平行に配置される。モータ４８の回転
軸４８ａは、閉塞板３２に固定されたメカニカルシール
５４および玉軸受け５６によって水平に支持される。

【００１９】焙煎かご２８は、焙煎対象部を収容するも
のであり、金属メッシュにより形成される。焙煎かご２
８は、図４に示すように、直方体状のかご本体２８ａを
含み、かご本体２８ａの一面には、絞り部２８ｂを介し
て円筒状の開口部２８ｃが形成される。かご本体２８ａ
の大きさは、回転保持部２２により回転されても周囲と
干渉することのないように設定され、開口部２８ｃの外
径は、図５に示すように、スリーブ３８の内径よりも小
さく設定される。なお、かご本体２８ａの形状は、適宜
変更可能であり、たとえば断面形状が五角形または六角
形等の他の多角柱状に形成されてもよい。ただし、焙煎
対象物の撹拝性や装置の設計・製作面を考慮すると、こ
の実施例のような直方体状であることが望ましい。

【００２０】焙煎かご２８を回転保持部２２に装着する
際には、図４に示すように、かご本体２８ａを４本の保
持部材５２の間に挿入し、保持部材５２のばね弾性を利
用して回転保持部２２に対して固定する。

【００２１】遠赤外線ヒータ２４は、焙煎室Ａの加熱と
保温，過熱蒸気雰囲気の温度維持，焙煎対象物への直接
加熱と遠赤外線による間接加熱等の機能を有するもので
あり、焙煎かご２８の外面に沿うようにして閉塞板３２
に取り付けられる。

【００２２】遠赤外線ヒータ２４の出力は、図示しない
コンピュータによるＰＩＤ制御で高精度に制御される。
つまり、焙煎室Ａ内に、図示しない複数の熱電対が配備
され、各ポイント温度と平均温度とがサンプリングさ
れ、これらが遠赤外線ヒータ２４の温度制御にフィード
バックされる。なお、この実施例では、２本の遠赤外線
ヒータ２４が、焙煎かご２８の上側と下側とに配置され
るが、遠赤外線ヒータ２４の数や位置は適宜変更可能で
ある。

【００２３】ファン２６は、焙煎室Ａ内の過熱蒸気を攪
拌して温度分布を均一にするものであり、モータ４８の
回転軸４８ａに取り付けられる。

【００２４】過熱蒸気供給部１６は、水から蒸気を生成
するボイラ５８，ボイラ５８により生成された蒸気をさ
らに過熱する蒸気加熱装置６０およびボイラ５８に供給
される水を予備加熱する熱交換装置６２等によって構成
される。

【００２５】蒸気加熱装置６０は、図６に示すように、
図示しない高周波電源に接続されるワークコイル６０ａ
と、ワークコイル６０ａにより電磁誘導加熱される発熱
管６０ｂと、発熱管６０ｂ内において蒸気を攪拌する攪
拌部６０ｃとを含み、発熱管６０ｂ内において蒸気の加
熱と攪拌とが同時に行われる。攪拌部６０ｃは、発熱管
６０ｂの横断面において流路の一部を遮蔽する複数の遮
蔽板６０ｄを含み、各遮蔽板６０ｄが支持棒６０ｅによ
り支持される。

【００２６】蒸気加熱装置６０の出力（高周波電源の出
力）は、図示しないコンピュータによるＰＩＤ制御で高
精度に制御される。つまり、焙煎室Ａ内に、図示しない
複数の熱電対が配備され、各ポイント温度と平均温度と
がサンプリングされ、これらが蒸気加熱装置６０の温度
制御にフイードバックされる。

【００２７】熱交換装置６２は、過熱蒸気排出部１８に
より排出される過熱蒸気を通す熱交換ケーシング６２ａ
と熱交換ケーシング６２ａ内に収容された給水管６２ｂ
とを含み、給水管６２ｂ内の水が熱交換ケーシング６２
ａ内の加熱蒸気によって加熱される。

【００２８】そして、給水管６２ｂの出口側の端部がボ
イラ５８の入口に接続され、ボイラ５８の出口と蒸気加
熱装置６０の入口とが連結管６４ａを介して連通され、
さらに、蒸気加熱装置６０の出口と閉塞板３２に形成さ
れた取込口３２ａとが連結管６４ｂを介して連通され、
これにより過熱蒸気供給部１６が完成される。

【００２９】過熱蒸気排出部１８は、チャンバー本体３
０の排出口３０ｂから排出された過熱蒸気をろ過するフ
ィルターユニット６６，加熱蒸気を冷却する冷却部とし
てのシャワリングユニット６８および熱交換装置６２等
によって構成される。

【００３０】フィルターユニット６６は、金属製であ
り、定期的に洗浄できるように着脱自在に構成される。

【００３１】シャワリングユニット６８は、噴水ノズル
６８ａと温度センサー（熱電対）６８ｂとを有し、温度
センサー６８ｂが検出する過熱蒸気の温度が一定温度以
上になると噴水ノズル６８ａから冷却水が噴射される。

【００３２】熱交換装置６２は、過熱蒸気供給部１６の
一部を構成するものでもあり、その構成は、上述した通
りである。過熱蒸気排出部１８における熱交換装置６２
は、給水管６２ｂを流れる水により蒸気をさらに冷却し
て凝結させる機能を有する。

【００３３】焙煎装置１０を使用する際には、まず、焙
煎室Ａから焙煎かご２８を取り出し、焙煎かご２８内に
焙煎対象物を収容する。続いて、焙煎かご２８を焙煎室
Ａ内に収容し、開口３０ａに蓋体３６を装着するととも
に、スリーブ３８にキャップ４０を装着する（図５）。
このとき、キャップ４０のスコップ４４には、サンプリ
ング用の焙煎対象物を載せておく。そして、焙煎装置１
０の図示しない駆動スイッチを入れて、図示しない入力
キーにより希望する焙煎条件を設定し、焙煎運転を開始
する。

【００３４】すると、焙煎部１４においては、モータ４
８によってファン２６および回転保持部２２（焙煎かご
２８）が回転されるとともに、遠赤外線ヒータ２４が発
熱される。また、過熱蒸気供給部１６においては、ボイ
ラ５８により蒸気が生成され、蒸気過熱装置６０により
加熱蒸気が生成され、この過熱蒸気が連結管６４ｂを通
して取込口３２ａから焙煎室Ａ内に供給される。焙煎室
Ａ内に過熱蒸気が供給されると、焙煎室Ａ内の空気が過
熱蒸気により排出口３０ｂから押し出される。

【００３５】そして、焙煎室Ａ内の空気を排除するのに
十分な時間が経過すると、遠赤外線ヒータ２４の出力が
増大され、本格的な焙煎運転が開始される。つまり、焙
煎室Ａ内に空気が残存している段階では、空気中の酸素
により焙煎対象物の薄皮が燃焼し、酸化物（ＣＯ，ＣＯ
₂等）や煙が発生するため、空気残存時の遠赤外線ヒー
タ２４の出力は小さく設定される。

【００３６】本格的な焙煎運転に移行する過程では、排
出口３０ｂから過熱蒸気が排出されることにより、シャ
ワリングユニット６８の温度センサー（熱電対）６８ｂ
が検出する温度が徐々に上昇する。そして、この温度が
所定温度以上になると、噴水ノズル６８ａから冷却水が
噴射される。

【００３７】また、熱交換装置６２においては、ボイラ
５８へ供給される水と外部へ排出される高温蒸気との間
で熱交換が行われる。したがって、ボイラ５８へは、蒸
気により加熱された水が供給されることとなり、ボイラ
５８の熱負荷が軽減され、ボイラ５８で生成される蒸気
量の変動幅が縮小される。すなわち、焙煎室Ａ内へ供給
される過熱蒸気量が安定する。一方、外部へ排出される
蒸気は、水に熱を奪われて凝結され、温水として外部へ
安全に排出される。

【００３８】また、焙煎運転の途中で、焙煎対象物の焙
煎状態を確認する場合には、キャップ４０を外してスコ
ップ４４を引き出し、スコップ４４に載せられたサンプ
リング用の焙煎対象物を検査する。

【００３９】そして、所定の焙煎時間が経過するか、ま
たは、運転者が「焙煎完了」と判断すると、焙煎装置１
０を自動または手動により停止し、焙煎室Ａから焙煎か
ご２８を取り出す。

【００４０】この実施例によれば、焙煎対象物を過熱蒸
気下（すなわち無酸素雰囲気下）で加熱するようにして
いるので、酸化物（ＣＯ，ＣＯ₂）の生成や煙を伴わず
に焙煎することができる。また、過熱蒸気の有する熱浸
透性と、遠赤外線の有する発熱励起効果とによって焙煎
対象物を短時間で効率よく焙煎することができる。

【００４１】そして、遠赤外線ヒータ２４によって過熱
蒸気雰囲気を一定温度に保つことができる。また、過熱
蒸気に対する温度制御は、熱風に対する温度制御よりも
容易なため、より細かな温度制御が可能となる。

【００４２】なお、上述の実施例では、回転保持部２２
の各保持部材５２が回転板５０に対して固定的に取り付
けられているが、たとえば図７および図８に示す回転保
持部７０のように、各保持部材５２を回転板５０に対し
て移動可能に取り付けられてもよい。

【００４３】この回転保持部７０では、図７に示すよう
に、回転板５０に径方向へ延びる長孔５０ａが形成さ
れ、回転板５０の背面側に貫通孔７２ａを有するスライ
ド板７２が配置される。また、保持部材５２の端部にス
ライド板７４の一方面が固着され、スライド板７４の他
方面に雄ねじ部材７６が固着される。そして、図８に示
すように、雄ねじ部材７６が回転板５０の長孔５０ａお
よびスライド板７２の貫通孔７２ａに挿通され、雄ねじ
部材７６にナット７８が螺合される。

【００４４】したがって、ナット７８を緩めた状態で
は、図８中の二点鎖線で示すように、保持部材５２が回
転板５０の径方向へ長孔５０ａに沿って変位可能とな
り、ナット７８を締めた状態では、スライド板７２およ
び７４が回転板５０を挟むことにより保持部材５２の位
置が固定される。

【００４５】この回転保持部７０（図７，図８）によれ
ば、各保持部材５２の位置を調整することにより、対向
する保持部材５２間の間隔を調整でき、サイズや形状の
異なる焙煎かご２８にも容易に対応できる。

【００４６】そして、『焙煎対象物が収容された焙煎か
ご２８を焙煎室Ａ内に収容し、焙煎室Ａ内に過熱蒸気を
供給して焙煎室Ａ内の空気を追い出し、過熱蒸気と遠赤
外線ヒータ２８とによって焙煎対象物を加熱する』とい
う本発明の焙煎方法は、焙煎装置１０以外の装置を用い
て実施されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１実施例の側面図である。

【図３】焙煎部を示す斜視図である。

【図４】焙煎部を示す分解斜視図である。

【図５】蓋体の取り付け構造を示す断面図である。

【図６】蒸気加熱装置を示す断面図である。

【図７】回転保持部の変形例を示す分解図である。

【図８】図７に示した回転保持部の作用を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０… 焙煎装置１２… ケーシング１４… 焙煎部１６… 過熱蒸気供給部１８… 過熱蒸気排出部２０… チャンバー２２… 回転保持部２４… 遠赤外線ヒータ２６… ファン２８… 焙煎かご

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青山一夫大阪府大阪市北区中之島６丁目２番27号株式会社関西テック内 (72)発明者神吉昭伸大阪府大阪市北区中之島６丁目２番27号株式会社関西テック内 (72)発明者橋本聡夫大阪府大阪市北区中之島６丁目２番27号株式会社関西テック内Ｆターム(参考） 4B027 FB21 FQ02 FR05 4B061 BA09 BA10 CD07 CD12 CD18 CD19 CD21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）焙煎対象物が収容された焙煎かごを
焙煎室内に収容し、（ｂ）前記焙煎室内に過熱蒸気を供
給して前記焙煎室内の空気を追い出し、（ｃ）前記過熱
蒸気と遠赤外線ヒータとによって前記焙煎対象物を加熱
する、焙煎方法。
【請求項２】焙煎対象物が収容された焙煎かごを収容す
る焙煎室、前記焙煎室内に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給部、前記焙煎室内の前記過熱蒸気を排出する過熱蒸気排出
部、および前記焙煎室内に設けられ、前記焙煎対象物を
加熱する遠赤外線ヒータを備える、焙煎装置。
【請求項３】前記焙煎室内に設けられ、前記焙煎かごを
回転自在に保持する回転保持部と、前記回転保持部を回
転させるモータとをさらに備える、請求項２に記載の焙
煎装置。
【請求項４】前記焙煎室内に設けられ、前記焙煎室内の
前記過熱蒸気を攪拌するファンをさらに備える、請求項
２または３に記載の焙煎装置。
【請求項５】前記過熱蒸気排出部は、前記過熱蒸気を冷
却する冷却部を有する、請求項２ないし４のいずれかに
記載の焙煎装置。
【請求項６】前記過熱蒸気供給部は、水から蒸気を生成
するボイラと、前記蒸気を加熱する蒸気加熱装置と、前
記過熱蒸気排出部により排出される前記過熱蒸気の熱を
利用して前記水を加熱する熱交換装置とを有する、請求
項２ないし５のいずれかに記載の焙煎装置。