KR102454900B1 - 원두 로스팅 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원두 로스팅 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 생두를 균일하고 보다 효율적으로 로스팅할 수 있는 원두 로스팅 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 원두 로스팅 시스템은 생두를 로스팅하여 커피 원두로서 배출하도록 형성된 로스팅부, 상기 로스팅부 내부의 대기 환경을 실시간 측정할 수 있도록 상기 로스팅부 상측 내부에 배치된 드럼감지부, 상기 생두의 표면 상태를 실시간 측정할 수 있도록 상기 로스팅부 하측 내부에 배치된 생두감지부, 상기 로스팅부의 로스팅 동작 시간에 따라 변화되는 상기 로스팅부 내부 대기 온도, 생두 표면 온도 및 상기 생두 표면 온도에 대한 온도 상승률을 로스팅 그래프로 생성하여 출력하는 정보처리부 및 상기 내부 대기 온도와 상기 생두 표면 온도 간의 온도 차이가 일정 시간 감소하는 경우, 상기 온도 상승률이 점진적으로 하강되도록 상기 로스팅부에 대한 가열 온도를 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 로스팅 그래프는 투입 구간, 건조 구간, 로스팅 구간, 파핑 구간 및 배출 구간을 포함한다.

Description

원두 로스팅 시스템{BEAN ROASTING SYSTEM}
본 발명은 원두 로스팅 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 생두를 균일하고 보다 효율적으로 로스팅할 수 있는 원두 로스팅 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 생두(Green Bean)에 열을 가하여 볶으면 커피 특유의 맛과 향을 생성하는 공정을 커피 로스팅(Coffee Roasting)이라 한다.
구체적으로, 커피나무의 열매(Cherry) 안에는 두 개의 씨앗이 있는데 이를 생두(Green Bean)라고 한다. 생두에 열을 가해 조직을 최대한 팽창시켜 생두가 가진 여러 성분(수분, 지방분, 섬유질, 당질, 카페인, 유기산, 탄닌 등)을 조화롭게 표현하는 일련의 작업을 로스팅(Roasting) 또는 배전(焙煎)이라고 한다.
이러한 생두 상태에서는 아무 맛이 없고 그저 딱딱한 씨앗에 불과하다. 음용 가능한 커피를 만들기 위해서는 로스팅 단계를 거쳐야 하고 생두의 수확시기, 수분함량, 조밀도, 종자, 가공방법 등 생두의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 같은 품종의 생두일지라도 자연환경의 변화, 보관 상태 등에 따라 조건이 달라서 최상의 커피 맛과 향을 생성하기 위해서는 숙련된 기술을 가진 로스터(Roaster; 커피 볶는 사람)의 노력이 필요하다. 또는 상기 생두에 있는 성분들이 최고의 맛과 향을 갖게 되도록 하는 로스팅의 정도를 정점 로스팅(Peak-Roasting, 피크로스팅)이라 한다. 로스팅이 길어질수록 생두의 색상은 진해지고, 크기는 커지며(팽창), 캐러멜 향에서 신향을 거쳐 탄향이 짙어진다.
특히, 로스터는 단계별로 설정된 온도와 시간 등을 미리 설정하여 순서대로 진행되는데, 실온에 보관 중이던 생두가 로스터에 투입됨으로써 로스터의 내부 온도가 생두의 종류, 용량 및 보관상태에 따라 급격하게 하락하여 설정된 온도로 건조과정이 이루어지지 않거나 또는 파핑 시점이 변화하게 되어, 품질이 하락하는 문제가 있다.
또한, 종래의 경우, 생두가 수용된 드럼의 내부 온도를 측정하여 자동으로 로스팅할 때, 생두가 균일하게 볶아지는 않는 문제가 빈번히 발생하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 생두를 균일하고 보다 효율적으로 로스팅할 수 있는 원두 로스팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 원두를 투입하여 건조시키는 건조 구간에서 파핑 구간을 예측하여 로스팅부의 내부 압력을 자동으로 조절할 수 있는 원두 로스팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 원두 로스팅 시스템은 생두를 로스팅하여 커피 원두로서 배출하도록 형성된 로스팅부, 상기 로스팅부 내부의 대기 환경을 실시간 측정할 수 있도록 상기 로스팅부 상측 내부에 배치된 드럼감지부, 상기 생두의 표면 상태를 실시간 측정할 수 있도록 상기 로스팅부 하측 내부에 배치된 생두감지부, 상기 로스팅부의 로스팅 동작 시간에 따라 변화되는 상기 로스팅부 내부 대기 온도, 생두 표면 온도 및 상기 생두 표면 온도에 대한 온도 상승률을 로스팅 그래프로 생성하여 출력하는 정보처리부 및 상기 내부 대기 온도와 상기 생두 표면 온도 간의 온도 차이가 일정 시간 감소하는 경우, 상기 온도 상승률이 점진적으로 하강되도록 상기 로스팅부에 대한 가열 온도를 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 로스팅 그래프는 투입 구간, 건조 구간, 로스팅 구간, 파핑 구간 및 배출 구간을 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 로스팅 그래프와 해당 생두의 종류에 따라 기설정된 목표 로스팅 그래프 간의 상기 건조 구간에서의 온도 상승률 차이값에 기초하여, 상기 목표 로스팅 그래프 대비 상기 로스팅 구간의 변속 비율을 결정하고, 상기 변속 비율과 기준 시간 정보를 곱하여 상기 로스팅 구간의 변속 시간을 계산함에 따라 추정되는 파핑 시점에서, 상기 로스팅부의 내부 압력을 자동으로 조절한다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 건조 구간의 전후 시점에 감지된 생두의 측정무게 감소량에 기초하여, 생두가 골고루 로스팅되는 지를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 상기 로스팅부에 대한 회전 속도를 조절한다.
실시예에 있어서, 상기 로스팅부로부터 배출된 원두의 최적 상태에 대응되는 해당 로스팅 그래프로부터 내부 온도, 내부 압력 및 표면 온도를 시간별로 분류하여 참조 정보로 저장하는 데이터 관리부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 로스팅 구간의 변속 시간이 지연 시간인 경우, 지연 시간 동안 참조 정보에 도달되도록 상기 로스팅부에 대한 회전속도, 가열 시간, 내부 압력 중 적어도 하나를 재조절하고, 상기 로스팅 구간의 변속 시간이 단축 시간인 경우, 상기 로스팅 구간의 일정 시점에서 상기 로스팅부에 대한 조절 동작을 정지하고, 일정 시간동안 대기 모드로 동작시킨다.
실시예에 있어서, 상기 로스팅부의 외부에 배치되고, 상기 로스팅부에 형성된 투시창를 통해 내부를 촬영하여 로스팅 원두색상을 로스팅 그래프의 구간별로 감지하는 카메라를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라부로부터 구간별로 촬영된 로스팅 원두색상 이미지를 전송받아 통신 모듈을 통해 작업자 단말에 중계함에 따라 로스팅 진단 상태를 요청하고, 상기 작업자 단말로부터 전송받는 구간별 로스팅 원두색상 이미지에 따른 로스팅 진단 상태에 기초하여, 상기 로스팅부에 대한 회전속도, 가열 시간, 가열 온도, 내부 압력 중 적어도 하나를 원격으로 조절할 수 있게 지원한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 원두 로스팅 시스템은 생두를 균일하고 보다 효율적으로 로스팅할 수 있다.
또한, 원두를 투입하여 건조시키는 건조 구간에서 파핑 구간을 예측하여 로스팅부의 내부 압력을 자동으로 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원두 로스팅 시스템(100)을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 로스팅부(110)에 대한 실시예이다.
도 3은 로스팅 그래프에 대한 일 예를 보여주는 도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원두 로스팅 시스템(100_1)을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원두 로스팅 시스템(100_2)을 개략적으로 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원두 로스팅 시스템(100)을 개략적으로 나타내는 도이고, 도 2는 도 1의 로스팅부(110)에 대한 실시예이며, 도 3은 로스팅 그래프에 대한 일 예를 보여주는 도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 원두 로스팅 시스템(100)은 로스팅부(110), 드럼감지부(120), 생두감지부(130), 정보처리부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
먼저, 로스팅부(110)는 생두를 로스팅(roasting)하여 커피 원두로서 배출하도록 형성될 수 있다.
여기서, 로스팅이라함은 생두에 열을 가해 조직을 최대한 팽창시켜 생두가 가진 수분, 지방분, 섬유질, 당질, 카페인, 유기산, 탄닌 등의 여러 성분을 조화롭게 하는 일련의 작업이라 할 수 있다.
이때, 로스팅부(110)는 가열하는 구조 및 방법에 따라 다양한 방식의 로스팅 방식을 채용할 수 있으며, 예를 들면, 드럼 로스팅(drum roasting) 방식, 팬 로스팅(pan roasting) 방식, 열풍 로스팅(hot air roasting) 방식 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 본 발명에서는 로스팅부(110)는 드럼 로스팅(drum roasting) 방식을 이용하는 것으로 하여 설명될 것이다.
이러한 로스팅부(110)는 생두를 공급받기 위한 투입구(111), 투입구(111)와 연통되어 투입구(111)를 통해 내부로 생두를 일정량 수용하기 위한 수용 드럼(112), 수용 드럼(112)을 가열하여 생두를 로스팅하기 위한 가열장치(113), 수용 드럼(112)을 회전시키기 위한 구동 장치(114) 및 수용 드럼(112)과 연통되어 생두를 원두로서 배출하기 위한 배출구(115)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 투입구(111)는 깔때기 형상으로 형성되고, 수용 드럼(112)과 연결되어 투입구(111)를 통해 투입된 생두를 커피 드럼(112)의 내부로 이송시킬 수 있다. 또한, 수용 드럼(112)은 원통 형상이고, 가열장치(113)를 통해 가열된 공기를 전달받도록 내부의 표면이 메쉬망으로 형성될 수 있다. 이때, 수용 드럼(112)은 생두를 골고루 섞을 수 있도록 회전 날개들(미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 가열장치(113)는 외부의 공기를 흡입하여 가열하고, 수용 드럼(112)으로 가열된 공기를 통과시킴으로써 생두를 로스팅시킬 수 있다. 이러한 가열장치(113)는 석영관 히터, 할로겐 히터, 카본 히터, 및 적외선 히터 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 구동 장치(114)는 수용 드럼(112)의 타측에 배치되고, 회전축, 벨트 풀리, 벨트, 구동 풀리 및 구동 모터 등을 포함하여 생두가 골고루 로스팅되도록 수용 드럼(112)을 회전시킬 수 있다. 또한, 배출구(115)는 수용 드럼(112)의 외측면에 배치되어, 배출구(115)를 통해 로스팅된 원두를 수용 드럼(112) 외부로 배출 및 차단시킬 수 있도록 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 로스팅부(110)는 카메라를 통해 외부에서 내부를 촬영할 수 있도록 투시창(116)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 드럼감지부(120)는 로스팅부(110) 내부의 대기 환경을 실시간 측정할 수 있도록 로스팅부(110) 상측 내부에 연통되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 드럼감지부(120)는 온도센서, 가스센서, 무게센서, 압력센서 및 습도센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 생두감지부(130)는 로스팅부(110) 내부에 수용된 생두의 표면 상태를 실시간 측정할 수 있도록 로스팅부(110) 하측 내부에 연통되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 생두감지부(130)는 온도센서, 가스센서, 압력센서 및 습도센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 정보처리부(140)는 로스팅부(110)의 동작 시간에 따라 변화되는 로스팅부(110) 내부의 대기 온도, 생두의 표면 온도 및 생두의 표면 온도에 대한 온도 상승률을 로스팅 그래프로 생성하여 출력 장치(미도시)를 통해 출력할 수 있다.
여기서, 로스팅 그래프는 도 3에 도시된 바와 같이, 생두가 로스팅부(110)에 투입되는 투입 구간(P0), 로스팅부(110)가 예컨대, 130~140℃의 온도까지 가열됨에 따라, 생두에서 수분이 제거되는 건조 구간(P1)(P1), 로스팅부(110)가 예컨대, 165~175℃의 온도까지 가열됨에 따라, 건조된 생두에서 크랙이 발생하여 원두로 로스팅되는 로스팅 구간(P2), 로스팅부(110)가 예컨대, 175~185℃의 온도까지 가열됨에 따라, 원두가 파핑되는 파핑 구간(P3) 및 파핑된 원두를 배출하는 배출 구간(P4)을 포함할 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 드럼감지부(120)를 통해 측정된 로스팅부(110) 내부의 내부 대기 온도와 생두감지부(130)를 통해 측정된 생두 표면 온도 간의 온도 차이가 일정 시간 감소하는 경우, 온도 상승률이 점진적으로 하강되도록 상기 로스팅부(110)에 대한 가열 온도를 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어부(150)는 정보처리부(140)를 통해 출력된 로스팅 그래프와 해당 생두의 종류에 따라 기설정된 목표 로스팅 그래프 간의 건조 구간(P1)에서의 온도 상승률 차이값에 기초하여, 목표 로스팅 그래프 대비 로스팅 구간(P2)의 변속 비율을 설정할 수 있다.
여기서, 변속 비율은 로스팅 구간(P2)이 단축되는 가속 비율과 로스팅 구간(P2)이 지연되는 감속 비율을 포함할 수 있다.
예를 들면, 정보처리부(140)를 통해 출력된 로스팅 그래프의 건조 구간(P1)에서의 온도 상승률의 값이 12이고, 기설정된 목표 로스팅 그래프의 건조 구간(P1)에서의 온도 상승률 값이 10인 경우, 제어부(150)는 목표 로스팅 그래프 대비 로스팅 구간(P2)의 변속 비율을 1/5의 가속 비율로 설정할 수 있다. 또한, 정보처리부(140)를 통해 출력된 로스팅 그래프의 건조 구간(P1)에서의 온도 상승률의 값이 8이고, 기설정된 목표 로스팅 그래프의 건조 구간(P1)에서의 온도 상승률 값이 10인 경우, 제어부(150)는 목표 로스팅 그래프 대비 로스팅 구간(P2)의 변속 비율을 1/5의 감속 비율로 설정할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 로스팅 구간(P2)의 변속 비율과 목표 로스팅 그래프의 로스팅 구간(P2)의 기준 시간 정보를 곱하여 로스팅 구간(P2)의 변속 시간을 계산함에 따라 추정되는 파핑 시점에서, 로스팅부(110)의 내부 압력을 자동으로 조절할 수 있다.
여기서, 파핑 시점은 건조 구간(P1)과 로스팅 구간(P2) 직후의 시점을 의미할 수 있다.
예를 들면, 로스팅 구간(P2)의 변속 비율이 1/5의 가속 비율이고, 목표 로스팅 그래프의 로스팅 구간(P2)의 기준 시간 정보가 300초인 경우, 제어부(150)는 1/5과 300을 곱하여 로스팅 구간(P2)의 변속 시간을 60초의 단축 시간으로 계산함에 따라 로스팅 구간(P2)의 시간 정보를 240초로 도출하여, 로스팅 구간(P2) 240초 이후의 시점을 파핑 시점으로 추정할 수 있다. 이때, 파핑 시점은 기설정된 건조 구간(P1) 400초와 로스팅 구간(P2) 240초 이후인 641초 시점을 의미할 수 있다.
또한, 로스팅 구간(P2)의 변속 비율이 1/5의 감속 비율이고, 목표 로스팅 그래프의 로스팅 구간(P2)의 기준 시간 정보가 300초인 경우, 제어부(150)는 1/5과 300을 곱하여 로스팅 구간(P2)의 변속 시간을 60초의 지연 시간으로 계산함에 따라 로스팅 구간(P2)의 시간 정보를 360초로 도출하여 로스팅 구간(P2) 360초 이후의 시점을 파핑 시점으로 추정할 수 있다. 이때, 파핑 시점은 기설정된 건조 구간(P1) 400초와 로스팅 구간(P2) 360초 이후인 761초 시점을 의미할 수 있다.
즉, 제어부(150)는 파핑 시점에서 원두가 파핑됨에 따라 내부에서 급격하게 발생하는 수증기를 외부로 자동으로 배출시킬 수 있도록 로스팅 그래프의 건조 구간(P1)에서의 온도 상승률에 기초하여 로스팅 구간(P2)을 계산하여 파핑 시점을 추정할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 제어부(150)는 건조 구간(P1)의 전후시점에 드럼감지부(120)를 통해 감지된 생두의 측정무게 감소량과 로스팅 그래프의 구간별로 기설정된 기준무게 감소량 간의 차이에 기초하여, 로스팅부(110)에 수용된 생두가 골고루 로스팅되는 지를 판단하고, 판단 결과에 따라 로스팅부(110)에 대한 회전 속도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 측정무게 감소량이 기준무게 감소량보다 큰 경우, 제어부(150)는 로스팅부(110)에 수용된 생두가 골고루 로스팅된 것으로 판단하여, 생두가 오버쿡되지 않도록 로스팅부(110)에 대한 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 또한, 측정무게 감소량이 기준무게 감소량보다 작은 경우, 제어부(150)는 로스팅부(110)에 수용된 생두가 골고루 로스팅되지 않는 것으로 판단하여 로스팅부(110)에 대한 회전 속도를 증가시킬 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 드럼감지부(120)를 통해 측정된 로스팅부(110) 내부의 압력이 기설정된 위험 압력 구간을 벗어난 경우, 제어부(150)는 경보장치(미도시)를 통해 사용자 경고 알람을 외부로 출력하고, 내부 공기를 외부로 자동으로 배출시킬 수 있다.
이때, 제어부(150)는 로스팅 그래프에서 확인된 현재 시점에 해당하는 구간에 기초하여, 긴급 배출 간격을 조절하여 내부 공기를 배출시킴으로써, 외부로 배출됨에 따라 작업자에 노출될 수 있는 위험 노출 시간을 제한시킬 수 있다. 예를 들면, 로스팅 그래프에서 확인된 현재 시점이 건조 구간(P1)인 경우, 5초 간격마다 일정 시간 내부 공기를 배출시키고, 로스팅 그래프에서 확인된 현재 시점이 로스팅 구간(P2)인 경우, 3초 간격마다 일정 시간 내부 공기를 배출시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원두 로스팅 시스템(100_1)을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 원두 로스팅 시스템(100)은 로스팅부(110), 드럼감지부(120), 생두감지부(130), 정보처리부(140), 제어부(150) 및 데이터 관리부(160)를 포함할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 3에서 설명된 동일한 부재번호의 로스팅부(110), 드럼감지부(120), 생두감지부(130), 정보처리부(140), 제어부(150)에 대한 중복된 설명은 생략될 것이다.
먼저, 데이터 관리부(160)는 로스팅부(110)로부터 배출된 원두의 최적 상태에 따라, 로스팅 그래프로부터 내부 온도, 내부 압력 및 표면 온도를 시간별로 분류하여 참조 정보로 저장할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 로스팅 구간(P2)의 변속 시간이 지연 시간인 경우, 지연 시간 동안 참조 정보에 대응되도록 로스팅부(110)의 회전속도, 가열 시간, 내부 압력 중 적어도 하나를 재조절할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 로스팅 구간(P2)의 변속 시간이 단축 시간인 경우, 로스팅 구간(P2)의 일정 시점에서 로스팅부(110)에 대한 조절 동작을 정지시키고, 정 시간동안 대기 모드로 동작시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원두 로스팅 시스템(100_2)을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 원두 로스팅 시스템(100_2)은 로스팅부(110), 드럼감지부(120), 생두감지부(130), 정보처리부(140), 제어부(150), 데이터 관리부(160) 및 카메라부(170)를 포함할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 4에서 설명된 동일한 부재번호의 로스팅부(110), 드럼감지부(120), 생두감지부(130), 정보처리부(140), 제어부(150) 및 데이터 관리부(160)에 대한 중복된 설명은 생략될 것이다.
먼저, 카메라부(170)는 로스팅부(110)의 외부에 배치되고, 로스팅부(110)에 형성된 투시창(116)을 통해 내부를 촬영하여 로스팅 원두색상을 구간별로 감지할 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 카메라부(170)로부터 구간별로 촬영된 로스팅 원두색상 이미지를 전송받아 통신 모듈(미도시)을 통해 작업자 단말(10)에 중계함에 따라 로스팅 진단 상태를 요청할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 작업자 단말(10)로부터 전송받는 구간별 로스팅 원두색상 이미지에 따른 로스팅 진단 상태에 기초하여, 로스팅부(110)에 대한 회전속도, 가열 시간, 가열 온도, 내부 압력 중 적어도 하나를 원격으로 조절할 수 있게 지원할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
100: 원두 로스팅 시스템
110: 로스팅부
120: 드럼감지부
130: 생두감지부
140: 정보처리부
150: 제어부

Claims (5)

  1. 생두를 로스팅하여 커피 원두로서 배출하도록 형성된 로스팅부;
    상기 로스팅부 내부의 대기 환경을 실시간 측정할 수 있도록 상기 로스팅부 상측 내부에 배치된 드럼감지부;
    상기 생두의 표면 상태를 실시간 측정할 수 있도록 상기 로스팅부 하측 내부에 배치된 생두감지부;
    상기 로스팅부의 로스팅 동작 시간에 따라 변화되는 상기 로스팅부 내부 대기 온도, 생두 표면 온도 및 상기 생두 표면 온도에 대한 온도 상승률을 로스팅 그래프로 생성하여 출력하는 정보처리부;
    상기 내부 대기 온도와 상기 생두 표면 온도 간의 온도 차이가 일정 시간 감소하는 경우, 상기 온도 상승률이 점진적으로 하강되도록 상기 로스팅부에 대한 가열 온도를 조절하는 제어부;
    상기 로스팅부로부터 배출된 원두의 최적 상태에 대응되는 해당 로스팅 그래프로부터 내부 온도, 내부 압력 및 표면 온도를 시간별로 분류하여 참조 정보로 저장하는 데이터 관리부; 및
    상기 로스팅부의 외부에 배치되고, 상기 로스팅부에 형성된 투시창를 통해 내부를 촬영하여 로스팅 원두색상을 상기 로스팅 그래프의 구간별로 감지하는 카메라부를 포함하고,
    상기 로스팅 그래프는 상기 로스팅부에 생두가 투입되는 투입 구간, 상기 로스팅부가 130~140℃의 온도까지 가열됨에 따라, 생두에서 수분이 제거되는 건조 구간, 상기 로스팅부가 165~175℃의 온도까지 가열됨에 따라, 건조된 생두에서 크랙이 발생하여 원두로 로스팅되는 로스팅 구간, 상기 로스팅부가 175~185℃의 온도까지 가열됨에 따라, 원두가 파핑되는 파핑 구간 및 파핑된 원두를 배출하는 배출 구간을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 건조 구간의 전후 시점에 감지된 생두의 측정무게 감소량에 기초하여, 생두가 골고루 로스팅되는 지를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 상기 로스팅부에 대한 회전 속도를 조절하고,
    상기 제어부는 상기 로스팅 구간의 변속 시간이 지연 시간인 경우, 지연 시간 동안 참조 정보에 도달되도록 상기 로스팅부에 대한 회전속도, 가열 시간, 내부 압력 중 적어도 하나를 재조절하고, 상기 로스팅 구간의 변속 시간이 단축 시간인 경우, 상기 로스팅 구간의 일정 시점에서 상기 로스팅부에 대한 조절 동작을 정지하고, 일정 시간동안 대기 모드로 동작시키며,
    상기 제어부는 상기 카메라부로부터 구간별로 촬영된 로스팅 원두색상 이미지를 전송받아 통신 모듈을 통해 작업자 단말에 중계함에 따라 로스팅 진단 상태를 요청하고, 상기 작업자 단말로부터 전송받는 구간별 로스팅 원두색상 이미지에 따른 로스팅 진단 상태에 기초하여, 상기 로스팅부에 대한 회전속도, 가열 시간, 가열 온도, 내부 압력 중 적어도 하나를 원격으로 조절할 수 있게 지원하며,
    상기 제어부는 상기 로스팅 그래프와 해당 생두의 종류에 따라 기설정된 목표 로스팅 그래프 간의 상기 건조 구간에서의 온도 상승률 차이값에 기초하여, 상기 목표 로스팅 그래프 대비 상기 로스팅 구간의 변속 비율을 결정하고, 상기 변속 비율과 기준 시간 정보를 곱하여 상기 로스팅 구간의 변속 시간을 계산함에 따라 파핑 시점을 추정하며, 상기 파핑 시점에서, 상기 로스팅부의 내부 압력을 자동으로 조절하고,
    상기 제어부는 상기 드럼감지부를 통해 측정된 상기 로스팅부 내부의 압력이 기설정된 위험 압력 구간을 벗어난 경우, 경보장치를 통해 사용자 경고 알람을 외부로 출력하고, 내부 공기를 외부로 자동으로 배출시킬 때, 상기 로스팅 그래프에서 확인된 현재 시점에 해당하는 구간 정보에 기초하여, 상기 내부 공기를 배출하기 위한 긴급 배출 간격을 조절하는, 원두 로스팅 시스템.

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KR20150015851A (ko) * 2013-08-01 2015-02-11 서울과학기술대학교 산학협력단 컬러센서를 이용한 커피 로스터
KR20170141441A (ko) * 2016-06-15 2017-12-26 박형표 커피 생두의 로스팅 방법
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KR20200084462A (ko) * 2018-12-27 2020-07-13 재단법인대구경북과학기술원 로스팅 레벨 예측 방법 및 상기 방법을 수행하는 로스터기

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