JPH07102082B2 - コーヒー豆の焙煎方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

イ）産業上の利用分野 この発明はコーヒー豆の焙煎方法に関し、より詳細には
同一コンディションの焙煎工程を容易に反復実現するこ
とを可能とした焙煎方法及び装置に関する。 ロ）従来の技術 コーヒー豆の焙煎は元来熟練技能者のみがなし得る高度
の知識と経験を要するものであるが、これを自動化しよ
うと従来数多くの試みがなされている。 人手によるコーヒー豆の焙煎工程の良否を決定する要素
としては、温度（焙煎室内の温度調節）、時間（焙煎時
間の調節）、排気（排気ダンパーの開閉調節）の３要素
が従来挙げられていた。 よって、従来公知の自動化技術は専らこれらの要素を自
動制御することに意を払ってきた。 以下、これらを紹介する。 （１）先ず、コーヒー豆の品温に着目し、これを制御す
ることにより焙煎工程の自動化の一助としようという技
術としては、特公昭56年19986号、同58年02239号、実公
昭58年33920号公報に記載の公知技術が挙げられる。 （２）次に、焙煎時間（或いは時間軸に沿った焙煎温度
の増減）に着目し、これを制御することにより焙煎工程
の自動化の一助としようという技術としては、実公昭59
年41989号、同63年01838号公報に記載の公知技術が挙げ
られる。 （３）更に、排気調節に着目し、これを制御することに
より焙煎工程の自動化の一助としようという技術として
は、特公昭61年31981号に記載の公知技術が挙げられ
る。 ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、コーヒー豆の焙煎は一般の豆類の場合と
異なり単にコーヒー豆を焼き上げるだけでなく、コーヒ
ーの中に含まれている油脂成分に一定の時間、熱を与え
ることにより化学変化をおこさせ、その油脂成分をキャ
ラメル化してコーヒー独特の風味や香りを作り出すもの
であり、これらには焙煎時の煙や揮発成分の扱いが深く
係わり、単に焙煎時間や温度に着目するだけでは不十分
である（この点に関する公知資料としては株式会社柴田
書店昭和54年12月15日発行に係わる「コーヒー実用ハン
ドブック」第95頁以下等参照）。 よって、上記（１）及び（２）の先行技術はこの点片手
落ちであり、これらの技術のみでは焙煎の完全な自動化
を図ることはできない。 この点、コーヒー豆を密閉状態で加熱し、次に開放状態
で加熱することを要旨とする（３）の先行技術は焙煎時
の煙や揮発成分の扱いに係わる焙煎室の排気の問題に着
目した点において評価できるが、以下の点において未だ
不十分である。 先ず、この先行技術においては焙煎室の排気を「密閉状
態で加熱し、次に開放状態で加熱する」という２値状態
で捉えこれで良しとしているが、焙煎時の煙や揮発成分
は生豆の種類、焙煎室内の温度変化、季節、更に需要者
の嗜好等種々の要素によりきめ細かい扱いを要するもの
であり、このように典型化された排気調節により理想状
態に扱える訳がなくこの点不十分である。 次に、この先行技術においては排気通路の開閉動作を事
前に設定にして排気調節を行っているが、焙煎室内の温
度により排気量が変動することはもとより、現実の焙煎
装置の排気通路には公害防止の要請より集塵装置及び脱
臭装置が連結されるものであり、焙煎装置とは無関係に
これらの装置より不規則な背圧が生じ、その結果排気通
路の開放状態を一定に保っても排気量が一定になるとは
限らず、この点においても不十分である。 翻って、人手による現実の焙煎工程を鑑みると、作業者
がその五感により経験的に焙煎状態を掌握して前記した
温度、時間、排気を焙煎室内の内的環境はもとより外部
環境（例えば季節による焙煎コンディションの変動）迄
勘案して臨機応変に調節しており、以上紹介したような
各先行技術では大雑把な焙煎のコンディションを得るこ
とはできても熟練技能者が行うこのような焙煎には到底
及ばず、ますます高度化する需要者の嗜好に対応でき
ず、工場における大量焙煎のネックとなっていた。 ニ）課題を解決するための手段

【発明に至る経緯】

本発明者は以上のような問題点に鑑み、熟練技能者が行
った焙煎と同一コンディションの焙煎工程を容易に反復
実現できる方法及び装置を提供することを目的としてそ
の研究、開発に着手した。 前記した先行技術でも明らかなように焙煎に関し温度と
時間を数値的に捉えて制御することは容易であるので、
残る要素の排気を数値的に捉えて制御することを本発明
者は先ず試みた。 この場合、従来の人手による焙煎やこれを発展させた前
出の特公昭61年31981号からも明らかなように、排気通
路の開閉、即ち排気ダンパーの開閉により排気を制御で
きることが公知である以上、排気量の測定を行い、これ
により排気を制御することは当業者にとって容易に想到
し得る事柄である。 そして、排気量は排気口の断面積と排気の流速により決
定されることから、焙煎室の排気通路の流速を計測する
ことにより排気量を測定できることも容易に想到し得る
事柄であり、現実に本発明者の知得する限りにおいても
既にこのような試みを行っている者は少なくない。 しかしながら、現実の焙煎工程においては排気の流速は
極めて早く、しかも摂氏200°以上のの高温であり従来
の計測技術では計測する手段が存せず、次善の策として
加熱しない状態で流速を計測し、それに基づいてダンパ
ーの開度を制御していた。 従って、当然のことながら現実に加熱した状態では非加
熱時と同一のダンパー開度でも流速が異なる事態が生じ
た。 一方、仮に加熱時における流速を計測する手段が開発さ
れたとしても、前記したように排気通路に連結された集
塵装置及び脱臭装置により焙煎装置とは無関係に不規則
な背圧が生じ、その度に流速が乱れ正確な計測、制御が
行えない事態が生じた。 又、この場合ダンパー開度により排気量を調製すると、
ダンパーの絞り時には逆にダンパー付近の流速が局地的
に早くなる現象を生じ、正確な計測、制御の妨げとなる
事態が生じた。 以上の試行錯誤を経て、本発明者は全く新たな発想を求
め種々実験・検討を試みたところ、焙煎室内の気圧環境
に思い当たった。 そこで、試しに同一の燃焼温度と同一の排気開度で焙煎
を時間を置いて数回繰り返すと共にその度に焙煎室内の
気圧を連続的に計測してみたところ、それぞれの場合に
おける気圧の連続変化が微妙に異なることを発見すると
同時に、得られたコーヒー豆の風味が微妙に異なること
を発見した。 理論的には同一の燃焼温度及び排気開度であればコーヒ
ー豆の風味が微妙に異なることはない筈であるが、前出
のように外気温の変化や排気通路の背圧の変化等により
排気量に微妙な変化が生じ、それが焙煎室内の熱雰囲気
に微妙な影響を及ぼし、両者相まってコーヒー豆の焙煎
に影響を及ぼしたものと考えられる。 そして、この場合その微妙な変化は焙煎室内の気圧の変
化として表われ、同時に気圧の変化は上記の影響のほ
か、熱源よりの熱の引込み具合や水分の沸点の微妙な違
いにも影響を及ぼすことが分かった。 つまり、これは焙煎室内の気圧の連続変化を再現すれば
同一のコンディションの焙煎が得られることを意味す
る。

【発明の内容】

以上の経緯を経て本発明者はこの発明を創作するに至っ
たものである。 即ち、この発明の方法は排気手段を有する焙煎室内に熱
雰囲気を形成し、この熱雰囲気によりコーヒー豆を焙煎
する方法において、焙煎室内の気圧を調節する手段を設
けると共に、この気圧を連続的に計測する手段を設け、
特定の焙煎工程における気圧の連続変化を記録し、記録
されたこの気圧にならって焙煎室内の気圧を調節するこ
とにより同一の焙煎工程を再現することを特徴とする。 ホ）作用 よって、この発明によれば従来、熟練技能者の経験と勘
に頼っていた焙煎工程における排気の微妙な調節具合
を、焙煎室内の気圧の連続変化値として数量的に捉える
ことができ、この連続変化値と同様の気圧の変化を再現
しながら焙煎を行えば、焙煎装置の外環境の変化や排気
通路の背圧の変化等の不確定要素にかかわらず熟練技能
者の焙煎工程をいかなる条件下においても正確に再現で
きる作用を生じる。 ヘ）実施例 次にこの発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明
する。 第１図はこの発明の方法を実施するための焙煎装置の一
例を示す図である。 この焙煎装置１は従来公知の焙煎装置を基本に改良を加
えたものであり、排気通路を有する焙煎室内に形成した
熱雰囲気によりコーヒー豆を焙煎する形式のものであ
る。 図中５は熱源であり、この実施例ではガスの燃焼による
熱風発生炉としているが、焙煎室内に熱雰囲気を形成す
る手段はこれに限らないことはいうまでもない。 図中６はコーヒー豆の収容容器であり、この実施例では
回転ドラム形式としている。 図中２は排気通路であり、必要により集塵装置及び脱臭
装置等が連結される。 以上の焙煎装置に気圧を検出するためのセンサ及び気圧
調節装置を加えることによりこの発明の方法を実施する
ための焙煎装置１は構成される。 センサ３は公知の圧力センサであり、この実施例では排
気通路の入口付近に配される。 気圧調節装置は単に排気の点だけを考慮すれば、公知技
術として前記した排気ダンパーの開閉装置により実現で
きるように考えられる。 しかしながら、従来の排気ダンパーをこの方法装置に転
用することは次のような問題点があり必ずしも好ましく
ない。 先ず、排気ダンパーをダンパーの開閉角度により排気路
の断面積を拡狭させるものであるが、当然のことながら
排気路を狭めればそこを通過する空気の流速が高まるこ
ととなり、その結果焙煎装置内に局地的に非常に高速な
流れが生ずることとなる。 よって、排気ダンパーの絞り込みにより焙煎時の煙や揮
発成分を封じ込めようと意図しても、この流れによりこ
れらが一部のコーヒー豆の表面より剥離してしまって却
って逆の結果を招来しかねない。 又、前記したように排気通路に集塵装置及び脱臭装置が
連結されている場合には、焙煎装置とは無関係にこれら
の装置より不規則な背圧が生じ、それに対応するための
排気ダンパーの非常に複雑な挙動が必要となり、そのた
めの制御が難しくなる問題も無視できない。 以上の問題点に鑑み、本発明者は最適な気圧調節装置を
実現することを模索した結果回転数を任意の値に調節可
能な強制排気用の送風機をもって気圧調節装置とするこ
ととした。 即ち、この装置によれば排気ダンパーのように焙煎装置
内に局地的な空気流の乱れを生じさせることなく円滑な
気圧の調節が可能であり、又、背圧の影響も受けにく
く、更に送風手段自体の回転数の増減により気圧を制御
するので俊敏かつ正確な制御が可能になる等の利点が生
ずる。 図中４はこの実施例において採用された上記送風機であ
り排気通路２内に介在されると共に、ここではインバー
タ制御により回転数が自在に制御される。 次に、第２図は以上のセンサ３及び送風機４の制御回路
の一例を示すブロック図である。 この例においては制御装置10を中心にセンサ３及び送風
機４の焙煎装置側機器と、記録装置11及び操作盤12の操
作者側機器を配している。 以下、その作用を説明する。 先ず、センサ３により計測された焙煎装置内の気圧は検
出信号として制御装置10に入力され、操作盤12のディス
プレーを介して視認可能な状態となる他、記録装置11に
より連続データとして記録することもできる。 又、送風機４の回転制御は制御装置10を介して操作盤12
より所望回転数に制御されるが、焙煎装置内の気圧の測
定結果をフィードバックさせて制御装置により処理する
ことにより、操作盤12より指示した所望の気圧を得るよ
うに制御することもできる。 更に、この制御装置10は操作盤12より指示された所定の
プログラムに沿って設定気圧を連続的に制御する作用も
果たす。 尚、特に図示しないが以上の制御回路は焙煎室内の温度
制御回路と組み合わせてもよいことは勿論である。 次に、以上の焙煎装置を例にとりこの発明の焙煎方法の
具体例を説明する。 先ず、操作盤12より焙煎装置内の気圧を所望状態に調節
しながら、マニュアル操作により焙煎を何回か行い、そ
の都度気圧の連続変化記録を記録装置11により採取す
る。 次に、焙煎結果を吟味し、最良と判断した焙煎時の気圧
記録を取り出し、この気圧記録を再現するように操作盤
12よりプログラムを打ち込み、所定の温度プログラムと
共に焙煎装置をプログラム運転する。 この場合、気圧記録の再現は一回の焙煎工程に対し一回
の焙煎工程を対応させるのが原則であるが、例えば複数
回の焙煎工程より最良の箇所の気圧記録を抜き出し、こ
れらを適宜組み合わせて一回の焙煎工程に対応させても
よいことは勿論である。 以上が基本的な焙煎方法であるが、一歩進め、マニュア
ル操作による焙煎時の気圧記録を電子的記録として採取
し、自動運転にあたってこれをそのままならい制御値と
して取り込み、このならい制御値に沿って気圧を連続的
にならい制御してもよいことは勿論である。 ト）発明の効果 以上のように構成されるこの発明は次の特有の効果を奏
する。 （１）コーヒー豆の焙煎工程の良否を決定する可変要素
を、温度、時間の他、焙煎装置内の気圧として捉えてい
るので排気量の場合と異なり、外的な条件に左右される
ことが少なく、又計測も容易であるので、数値的な特定
が容易であり、しかも制御も容易であり、コーヒー豆の
焙煎工程における不確定要素を一掃した。 （２）上記の利点に基づき、最良の焙煎工程における気
圧の連続変化にならって焙煎室内の気圧を調節してこれ
を再現するので、従来の自動化技術では不可能とされて
いた熟練技能者と全く同一の焙煎が可能となる。 （３）又、当の熟練技能者にとってもコーヒー豆の焙煎
工程における不確定要素が一掃され、その全てが数値と
して視認できるようになったので、より一層の焙煎技術
の向上が期待できる。 （４）例えば、焙煎時の煙や揮発成分の排出状態に関し
ては、現在の環境では法令上設置不可能な短煙突型の自
然排気方式の焙煎装置が最良とされていたが、この発明
の方法によりこれらの装置における装置内の気圧を計測
・分析し、これを現在の法令に適合した大量焙煎装置に
おいて人為的に再現することも可能となり、この点にお
いても焙煎技術の飛躍的な向上が期待できる。 （５）前記したように、焙煎室内の気圧の変化は焙煎時
の煙や揮発成分の扱いと同時に、熱源よりの熱の引込み
具合や水分の沸点の微妙な違いにも影響を及ぼすもので
あり、場合によっては熱源の燃焼温度を一定に保って焙
煎室内の気圧の増減だけで焙煎時の温度条件も同時に制
御することもこの発明の方法により可能となり、制御装
置が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法に使用する焙煎装置の一例を示
す断面図、第２図は同上制御回路の一例を示すブロック
図である。 尚、図中符号（１）……焙煎装置 （２）……排気通路 （３）……センサ （４）……送風機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気手段を有する焙煎室内に熱雰囲気を形
   成し、この熱雰囲気によりコーヒー豆を焙煎する方法に
   おいて、焙煎室内の気圧を調節する手段を設けると共
   に、この気圧を連続的に計測する手段を設け、特定の焙
   煎工程における気圧の連続変化を記録し、記録されたこ
   の気圧にならって焙煎室内の気圧を調節することにより
   同一の焙煎工程を再現するコーヒー豆の焙煎方法。
2. 【請求項２】強制排気用の送風機の回転数の制御をもっ
   て焙煎室内の気圧の調節手段とした請求項１記載のコー
   ヒー豆の焙煎方法。
3. 【請求項３】特定の焙煎工程における気圧の連続変化を
   記録し、記録されたこの気圧にならって焙煎室内の気圧
   を調節するプログラムを作成し、このプログラムに沿っ
   て設定気圧をプログラム制御する請求項１又は２記載の
   コーヒー豆の焙煎方法。
4. 【請求項４】特定の焙煎工程において電子的記録として
   採取した焙煎室内の気圧の連続変化データを、そのまま
   ならい制御値として取り込み、このならい制御値に沿っ
   て気圧を連続的にならい制御する請求項１又は２記載の
   コーヒー豆の焙煎方法。