JP2005137303A - コーヒー豆の焙煎装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波加熱によってコーヒー豆Ｂを焙煎する。
【解決手段】コーヒー豆Ｂを投入する容器１０と、コーヒー豆Ｂを撹拌させるモータＭとを設け、モータＭは、シールドケース２０内に収納する。
マイクロ波を導入する加熱室に全体を設置すると、容器１０内のコーヒー豆Ｂを短時間のうちに適切に焙煎することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、マイクロ波加熱によってコーヒー豆を短時間内に適切に焙煎することができるコーヒー豆の焙煎装置に関する。

風味のよいコーヒーを楽しむには、コーヒー豆を適切に焙煎処理することが必要不可欠である。

焙煎処理は、コーヒー豆を加熱することにより、水分を蒸発させ、内部の細胞組織を空洞化してハニカム構造とし、抽出可能なコーヒー成分を空洞化した細胞膜に付着させる熱処理工程である。

従来の焙煎方法は、たとえば撹拌羽根を内蔵する容器を直火で加熱し、容器内のコーヒー豆を加熱する方法であり、コーヒーの風味を損わないために、数１０分ないし数時間の焙煎時間が必要であった。しかし、このような従来技術によると、焙煎装置が大掛りになるため、小量のコーヒー豆を手軽に焙煎することが不可能であり、焙煎直後の新鮮なコーヒー豆から抽出したコーヒーを楽しむことができないという問題があった。すなわち、焙煎後のコーヒー豆は、内部組織の空洞内に充満しているガス状の香り成分が飛散し、時間の経過とともに風味の劣化が避けられないから、一度に抽出して消費し得る分量相当だけのコーヒー豆を手軽に焙煎することが好ましいにも拘らず、それに応えることができなかった。

そこで、発明者らは、マイクロ波加熱と撹拌とを併用することによって、コーヒー豆を手軽に短時間内に適切に焙煎することができるコーヒー豆の焙煎方法を先きに提案した（特許文献１）。
特願２００３−２９７１６３号

そこで、この発明の目的は、マイクロ波加熱による焙煎方法を適切に実施するためのコーヒー豆の焙煎装置を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明の構成は、コーヒー豆を投入する容器と、容器内のコーヒー豆を撹拌させるモータとを備えてなり、容器は、マイクロ波を透過し、モータは、マイクロ波を遮断するシールドケース内に収納することをその要旨とする。

なお、モータは、シールドケースに収納するバッテリによって駆動してもよく、加熱室に導入するマイクロ波の電力によって駆動してもよい。

第２発明の構成は、コーヒー豆を投入する容器と、容器を収納する加熱室と、容器内のコーヒー豆を撹拌させるモータとを備えてなり、容器は、加熱室に導入するマイクロ波を透過し、モータは、加熱室の外部に配設することをその要旨とする。

なお、第１、第２発明において、モータは、容器を回転させてもよく、容器内の撹拌羽根を回転させてもよい。

かかる第１発明の構成によるときは、マイクロ波を導入する加熱室に全体を収納してマイクロ波を投射すると、容器内のコーヒー豆は、撹拌することによりマイクロ波の吸収が均一化され、全量を短時間内に均一に焙煎することができる。コーヒー豆は、マイクロ波を吸収して内部から加熱され、短時間のうちに全体が均一に焙煎されるからである。すなわち、コーヒー豆は、マイクロ波を投射することにより内部から加熱され、１９５〜２３５℃の適切な焙煎温度に到達すると、たとえば大きさ０．０２〜０．０９mmの空洞を伴う均一なハニカム構造に内部組織が変化し、良好な風味の焙煎処理を実現することができる。ただし、マイクロ波を導入する加熱室は、たとえば家庭用または業務用の電子レンジを使用することができ、シールドケースは、撹拌用のモータがマイクロ波の影響を受けないように、モータを電気的、磁気的に保護することができる。

なお、コーヒー豆は、焙煎処理の量に合わせてマイクロ波の投射電力を適切に調節し、マイクロ波の投射時間、すなわち焙煎時間を２〜８分に設定することにより、最も多くの人の嗜好に適合するマイルドな風味に仕上げることができる。焙煎時間が２分未満では、コーヒー豆の表面に過大な油分が浸出して風味を害することがあり、８分超では、焙煎時間が長すぎて実用上のメリットがない。ただし、焙煎の終了は、たとえばコーヒー豆の水分の蒸発、成分の気化などによって内部組織のハニカム構造が生成され、体積膨張によりコーヒー豆がはじけることによって判定することができる。

容器は、マイクロ波を透過する耐熱ガラスや陶磁器などであって、焙煎温度１９５〜２３５℃に十分耐える材料で作る。なお、容器は、内部のコーヒー豆を均一に焙煎するために、マイクロ波を一部吸収してコーヒー豆とほぼ同程度に発熱するものが好ましく、陶器製が特に好適である。ガラスや、ボーンチャイナのような磁器製の容器は、マイクロ波によって発熱することがなく、撹拌頻度を十分高くしないと、コーヒー豆に焙煎むらを生じるおそれがある。

モータは、シールドケース内のバッテリにより、または加熱室に導入するマイクロ波を整流して作る電力により、簡単に駆動することができる。なお、モータの駆動用にマイクロ波の電力を使用するときは、ピックアップロッドまたは導入用の導波管をシールドケースの内外に貫通させるなどのシンプルな導入手段を介し、モータを駆動するに足りる電力をシールドケース内で確保することができる。また、シールドケースに対するモータの軸の貫通部分は、適切なシールド構造とし、貫通部分からのマイクロ波の不要な進入を防止するものとする。ただし、貫通部分の軸は、マイクロ波によって発熱しないように、適切な材質、形状を選定するとともに、その径ｄは、マイクロ波の波長λとして、ｄ≦λ／２０、より好ましくはｄ≦λ／４０に設定することが好ましい。

第２発明の構成によるときは、コーヒー豆を投入する容器、容器内のコーヒー豆を撹拌させるモータは、第１発明におけると同様に作用するから、加熱室にマイクロ波を導入することによって、容器内のコーヒー豆を適切に焙煎処理することができる。ただし、モータの軸が加熱室を貫通する貫通部分は、第１発明のシールドケースの貫通部分と同様に、マイクロ波の漏洩を防止するために、適切なシールド構造を採用するものとする。

なお、第１、第２発明において、モータは、容器を回転させ、または容器内の撹拌羽根を回転させることにより、容器内のコーヒー豆を均一に撹拌することができる。

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

コーヒー豆の焙煎装置は、容器１０と、モータＭを収納するシールドケース２０とを備えてなる（図１）。

容器１０は、マイクロ波が透過する陶器製であり、たとえば偏平球状に形成されている。ただし、容器１０の形状は、適宜変更してもよいものとする。容器１０の軸心Ｃo 上には、蓋１１が着脱自在に装着されており、容器１０の底部は、アダプタ１２を介し、シールドケース２０内の軸２１の先端に連結されている。なお、アダプタ１２は、容器１０の軸心Ｃo 上に配設されている。また、容器１０は、軸２１に対し、分離可能であってもよく、分離不能であってもよい。

軸２１は、ブラケット２２、ベアリング２２ａ、２２ａを介し、シールドケース２０内に斜めに配設されている。なお、軸２１の先端部は、シールドケース２０の斜めの蓋２０ａを貫通し、アダプタ１２を介して容器１０を支持している。軸２１は、ギヤ２３ａ、２３ｂを介し、モータＭの出力軸に連結されている。そこで、容器１０に適量のコーヒー豆Ｂを投入し、モータＭを起動すると、軸２１を介して容器１０が回転し、容器１０内のコーヒー豆Ｂを均一に撹拌することができる。

モータＭは、シールドケース２０に収納するバッテリＢＴによって駆動することができる（図２（Ａ））。ただし、同図において、バッテリＢＴ、モータＭの間には、スイッチＳが配設されており、スイッチＳは、シールドケース２０の正規の水平姿勢を検出して閉じる姿勢スイッチとすることが好ましい。ただし、スイッチＳは、シールドケース２０の外部から操作し得る手動スイッチであってもよい。

容器１０に適量のコーヒー豆Ｂを投入し、シールドケース２０を電子レンジの加熱室３１内の回転テーブルＴ上にセットして撹拌用のモータＭを起動させる（図３）。つづいて、電子レンジの扉を閉じてマイクロ波発振用のマグネトロン３２を作動させると、モータＭ1 を介して回転テーブルＴが回転し、容器１０内のコーヒー豆Ｂを短時間のうちに適切に焙煎することができる。なお、電子レンジの加熱室３１には、導波管３２ａを介し、マグネトロン３２からのマイクロ波が導入されるものとする。

たとえば、周波数２４５０MHz 、出力５００Ｗの電子レンジを使用し、最大内径約８cm、深さ約５cmの陶器製の容器１０に６０ｇのコーヒー豆Ｂを入れ、容器１０を４０〜６０rpm で回転させると、マイクロ波の投射時間約３．５分で最も良好な焙煎結果が得られた。なお、このときの容器１０は、最大２００℃程度に発熱した。ただし、マイクロ波の投射時間（焙煎時間）は、電子レンジの出力を調節することにより、２〜８分の範囲、特に好ましくは３〜６分の範囲に調節設定することができる。また、加熱室３１内に水を入れたコップを置いてマイクロ波の一部を水に吸収させることにより、コーヒー豆Ｂに投射されるマイクロ波の電力を実質的に低減させ、マイクロ波の投射時間を長くすることができる。

以上の説明において、容器１０を回転させる撹拌用のモータＭは、加熱室３１に導入するマイクロ波の電力を利用して駆動することができる（図２（Ｂ））。シールドケース２０の一部には、ピックアップロッドＲの先端部が突出しており、シールドケース２０内のピックアップロッドＲの基部には、ダイオードＤ、コンデンサＣによる整流回路の出力側にモータＭが接続されている。ダイオードＤは、シールドケース２０の外部のマイクロ波によってピックアップロッドＲの基部に定立する定在波の一部を整流し、モータＭに駆動用の電力を供給する。なお、モータＭには、ダイオードＤ1 などによる保護回路を付設することが好ましい。ただし、図２（Ｂ）のピックアップロッドＲは、マイクロ波導入用の導波管としてもよく、適当な誘導コイルやピックアップアンテナなどとしてもよい。

容器１０には、仕切り１３ａを有するエアダクト１３の先端を軸心Ｃo 上に挿入し（図４）、仕切り１３ａの一方の側からエアを吹き込み、他方の側からエアを排出することができる（同図の矢印方向）。コーヒー豆Ｂの焙煎が進行するに従って、コーヒー豆Ｂから剥がれる薄皮を外部に放出することにより、焙煎後のコーヒー豆Ｂの風味を一層改善することができる。なお、エアダクト１３は、エアの排出側より吹込み側の断面積を小さくするのがよい。

また、容器１０は、コップ状に形成してもよい（図５）。ただし、容器１０は、図１と同様に斜めに支持してもよく（同図（Ａ））、水平に支持してもよい（同図（Ｂ））。また、容器１０は、軸心Ｃo に直交する方向の回転中心Ｃ1 の位置に軸２１を連結してもよい（同図（Ｃ））。

他の実施の形態

容器１０は、コップ状に形成し、シールドケース２０内のモータＭは、容器１０内の撹拌羽根２４を回転させることができる（図６）。ただし、図６（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ同図（Ａ）の要部斜視図、要部拡大動作説明図である。

容器１０の上部外周には、縦長の係合凹部１４、１４…が等配して形成されている。また、シールドケース２０の一端面には、容器１０の上端を弾発的に嵌め込むリング２５が固定されており、リング２５の内面には、容器１０の上端を位置決めするストッパリブ２５ａが形成されている。リング２５の外周には、ばね２６ａを装着するねじ軸２６ｂを介し、容器１０の係合凹部１４、１４…に弾発的に係合する回り止め用の係合爪２６、２６…が付設されている。なお、撹拌羽根２４の軸２１は、シールドケース２０の壁面を貫通し、シールドケース２０内において、ギヤボックスＧＢを介してモータＭに連結されている。

容器１０は、適量のコーヒー豆Ｂを投入し、係合爪２６、２６…を介してシールドケース２０に一体に組み合わせることができ（図６（Ａ）、同図（Ｃ）の実線）、このとき、撹拌羽根２４は、軸２１を介して容器１０の底部の近傍にまで到達する。そこで、マイクロ波を導入する加熱室３１内に全体を設置し、モータＭを介して撹拌羽根２４を回転させることにより、コーヒー豆Ｂを均一に撹拌しながら、マイクロ波によりコーヒー豆Ｂを焙煎することができる。コーヒー豆Ｂの焙煎が完了したら、各係合爪２６を外側に引いて容器１０の係合凹部１４から外し（図６（Ｃ）の二点鎖線）、さらに各係合爪２６をシールドケース２０側に回転させることにより（同図の一点鎖線）、容器１０をシールドケース２０から分離させることができる。

容器１０は、加熱室３１に収納し、モータＭは、加熱室３１の外部に配設することができる（図７）。

加熱室３１の壁面を貫通する軸２１は、ギヤボックスＧＢを介してモータＭに連結されており、加熱室３１内の軸２１の先端には、アダプタ１２を介して容器１０が連結されている。なお、軸２１が加熱室３１の壁面を貫通する貫通部分には、支持用のベアリング４１が配設されており、加熱室３１内の容器１０は、支持ローラ４２を介して回転自在に支持されている。そこで、導波管３２ａを介してマグネトロン３２からのマイクロ波を加熱室３１に導入し、モータＭを起動して容器１０を回転させると、容器１０内のコーヒー豆Ｂを適切に焙煎することができる。ただし、図７において、容器１０を加熱室３１内に固定し、容器１０内の撹拌羽根をモータＭによって回転させてもよい。

軸２１が加熱室３１の壁面を貫通する貫通部分には、たとえば図８のシールド構造を採用することができる。ただし、図８（Ｂ）は、同図（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

加熱室３１の壁面は、内板３１ａ、外板３１ｂの二重壁となっている。内板３１ａには、外板３１ｂの外面にまで突出するブラケット筒４３が付設されており、ブラケット筒４３の外板３１ｂに対応する小径部分には、軸２１を貫通させるセラミック製のスライドブッシュ４３ａが内装されている。ただし、スライドブッシュ４３ａは、図７のベアリング４１に対応している。ブラケット筒４３は、外板３１ｂの外面側にねじ止めするスペーサリング４４ａ付きのブラケット４４を介して固定されている。

ブラケット４４からモータＭ側に突出する軸２１の先端部は、段付きに形成されており、軸端部には、モータＭのプラスチック製の出力軸Ｍa を挿入する半月穴２１ａが形成されている。ただし、図８のモータＭは、図７のギヤボックスＧＢを内蔵するギヤドモータであり、出力軸Ｍa の先端部は、半月穴２１ａに適合する半月状に切欠き加工されている。モータＭの出力軸Ｍa 側には、ホルダリングＭb を介してベアリングＭc が装着されており、軸２１とモータＭとの間には、プラスチック製のスペーサ４５、スライドカラー４６が介装されている。ただし、内板３１ａ、外板３１ｂ、アダプタ１２、ブラケット筒４３、ブラケット４４は、いずれもステンレススチール製であり、軸２１は、スチールまたは黄銅などの金属製である。

図示しない筐体フレームにモータＭを固定し、モータＭを起動すると、軸２１を介して加熱室３１内の容器１０を回転させ、容器１０内のコーヒー豆Ｂを撹拌することができる。また、加熱室３１にマイクロ波を導入しても、軸２１の貫通部分からマイクロ波が外部に過大に漏洩するおそれがない。なお、内板３１ａには、軸２１を貫通させる開口部の周縁に内向きのリブ状のガード３１ａ1 を形成し、アダプタ１２との実質的なギャップｇを必要最少に設定することが好ましい。

以上の説明において、図８のシールド構造は、たとえば図１において、軸２１がシールドケース２０の蓋２０ａを貫通する貫通部分、図６において、軸２１がシールドケース２０の壁面を貫通する貫通部分に対しても、ほぼそのまま適用することができる。

全体構成断面図 電気回路説明図 使用状態説明模式図 他の実施の形態を示す模式構造図（１） 他の実施の形態を示す模式説明図（１） 他の実施の形態を示す模式説明図（２） 他の実施の形態を示す模式構造図（２） 他の実施の形態を示す要部構成説明図

符号の説明

Ｂ…コーヒー豆
Ｍ…モータ
ＢＴ…バッテリ
１０…容器
２０…シールドケース
２４…撹拌羽根
３１…加熱室

特許出願人 株式会社 進弘電機
広 瀬 幸 雄
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (6)

1. コーヒー豆を投入する容器と、該容器内のコーヒー豆を撹拌させるモータとを備えてなり、前記容器は、マイクロ波を透過し、前記モータは、マイクロ波を遮断するシールドケース内に収納することを特徴とするコーヒー豆の焙煎装置。
2. 前記モータは、前記シールドケースに収納するバッテリによって駆動することを特徴とする請求項１記載のコーヒー豆の焙煎装置。
3. 前記モータは、加熱室に導入するマイクロ波の電力によって駆動することを特徴とする請求項１記載のコーヒー豆の焙煎装置。
4. コーヒー豆を投入する容器と、該容器を収納する加熱室と、前記容器内のコーヒー豆を撹拌させるモータとを備えてなり、前記容器は、前記加熱室に導入するマイクロ波を透過し、前記モータは、前記加熱室の外部に配設することを特徴とするコーヒー豆の焙煎装置。
5. 前記モータは、前記容器を回転させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のコーヒー豆の焙煎装置。
6. 前記モータは、前記容器内の撹拌羽根を回転させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のコーヒー豆の焙煎装置。

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