KR20230001709A - 개선된 커피원두 로스팅 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개선된 커피원두 로스팅 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치는,
호퍼(210)를 통해 생두(1)가 본체(14) 내부의 회전 드럼(200)에 공급되는 로스팅부와, 전원의 공급에 따라 열에너지에 의해 상기 회전 드럼(200) 내측의 생두(1)를 가열하면서 로스팅 작업을 수행하는 가열부와, 로스팅 완료 후에 배출구를 오픈시켜서 상기 회전 드럼(200) 내부의 원두를 냉각회전판으로 쏟아져서 원두를 냉각시키는 냉각부를 포함하는 본체(14);
일정 순도 및 유량의 질소를 발생시키는 질소발생부(300);
조절밸브(420) 개폐에 의한 압력계(410)의 압력설정과, 유량계(430)를 통해 상기 질소발생부(300)의 질소순도 및 질소유량을 설정하여 상기 회전 드럼(200)에 주입하는 질소의 조건을 단계적으로 설정하는 조절부(400)를 포함하여 구성되는 개선된 커피원두 로스팅 장치.
본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치는,
호퍼(210)를 통해 생두(1)가 본체(14) 내부의 회전 드럼(200)에 공급되는 로스팅부와, 전원의 공급에 따라 열에너지에 의해 상기 회전 드럼(200) 내측의 생두(1)를 가열하면서 로스팅 작업을 수행하는 가열부와, 로스팅 완료 후에 배출구를 오픈시켜서 상기 회전 드럼(200) 내부의 원두를 냉각회전판으로 쏟아져서 원두를 냉각시키는 냉각부를 포함하는 본체(14);
일정 순도 및 유량의 질소를 발생시키는 질소발생부(300);
조절밸브(420) 개폐에 의한 압력계(410)의 압력설정과, 유량계(430)를 통해 상기 질소발생부(300)의 질소순도 및 질소유량을 설정하여 상기 회전 드럼(200)에 주입하는 질소의 조건을 단계적으로 설정하는 조절부(400)를 포함하여 구성되는 개선된 커피원두 로스팅 장치.
Description
본 발명은 로스팅 장치에 관한 것으로, 특히 개선된 커피원두 로스팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 커피나무의 열매 안에 있는 생두를 음용 가능한 커피로 가공하기 위해서는 열을 가하여 조직을 최대한 팽창시켜 생두가 가진 여러가지 성분을 조화롭게 표현하여 커피 특유의 맛과 향을 생성하여야만 한다.
이와 같은 일련의 과정을 커피 로스팅(Coffee Roasting)이라 하며, 커피생두(Green Bean)를 볶아서 원두(Coffee Bean)로 만드는 로스팅 과정을 거쳐야 커피 고유의 맛과 향을 지니게 된다.
도 1은 종래 커피원두 로스팅기의 일 예를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 로스팅기(100)는 본체(14)에 로스팅부, 가열부, 냉각부를 포함한다.
로스팅부는 호퍼(12)를 통해 생두(1)가 본체(14) 내부의 회전 드럼에 공급되게 하고, 회전 드럼에 공급된 생두(1)를 가열부를 통해 가열하면서 회전 드럼을 회전시켜 로스팅 작업을 수행한다.
회전 드럼(40)은 일측이 개방되고 타측은 밀폐된 원통형태로서, 밀폐된 타측의 중심부에 샤프트(shaft)가 설치되어 있어서 본체에 구비된 동력발생수단 즉, 구동모터의 동력이 동력전달수단 즉, 감속기를 통해 전달되어 샤프트가 회전한다. 이렇게 샤프트가 회전하면, 회전 드럼은 샤프트와 같이 회전을 하며, 투입된 생두(1)를 교반시키면서 로스팅을 한다.
가열부는 일 예로서, 회전 드럼(40)의 중심부분에서 일정 거리 편심되게 히터 하우징(heater housing)이 수평 방향으로 배열되도록 설치되고, 이 히터 하우징의 내측에 전열 히터를 장착시켜서 전원을 가하면 고열의 열에너지가 발생되어 회전 드럼(40) 내측의 생두(1)가 로스팅된다.
냉각부는 로스팅이 다 되었다고 판단되면, 회전 드럼 여닫이 레버를 열어서 배출구를 오픈시켜서 회전 드럼 내부의 원두가 냉각회전판으로 쏟아져서 원두를 냉각시킨다.
커피 생두는 그 자체로는 아무런 맛이나 향도 나지 않지만 상기와 같은 로스팅 공정을 통해 생두의 세포 조직이 파괴되면서 여러 가지 성분들(지방, 당, 산성 및 카페인 등)이 활성화되고 외부로 발산된다. 즉, 로스팅 공정 중에 어떤 성분들은 강화되고 또 어떤 성분들은 영향을 덜 받기도 하며, 이로 인하여 로스팅 방법에 따라 맛과 향이 달라질 수 있다.
생두는 가열에 의해서 신맛향, 쓴맛향, 단맛향 등의 풍미를 자아내지만 생두 그 자체는 풋냄새만 날뿐 볶기 전에는 아무런 커피의 특징을 나타내지 않는다. 따라서, 이러한 배전배전(볶음과정, roasting)과정은 커피 생두를 가열하여 화학변화를 일으키게 하여 맛과 향기의 성분을 새롭게 생성시키는 커피가공 작업으로서, 커피 생두가 가지고 있는 그 특성을 최대한 살려 맛과 향을 우수하게 하는 것으로, 원두커피의 가공과정에 있어서 가장 중요한 공정이라고 할 수 있다.
커피생두를 볶기 시작하면 점차 색깔이 변하면서 구수한 향이 나기 시작하는데, 이는 커피생두에 고온, 고열이 전달되며 부피와 색상, 밀도와 같은 물리적인 변화가 생기고, 커피의 향미를 생성하는데 직접적으로 관여하는 화학적인 변화가 함께 일어나기 때문이다. 따라서, 결점없이 커피생두를 볶으면서 좋은 향미를 만드는 적절한 균형점을 찾는 것이 로스팅이라 할 수 있다.
상기 로스팅의 방식으로는 직화식, 반열풍식, 열풍식이 있다. 직화식은 회전하는 드럼에 커피생두를 넣고 직접 열을 가하는 방식으로, 경제적이고 커피의 맛과 향이 직접적으로 표현되는 장점이 있으나, 커피생두의 팽창이 적고 균일한 로스팅이 어렵다는 단점이 있다.
반열풍식은 직화식의 변형으로 드럼의 후방에서 내부로 열풍이 전달되어 연소가스가 드럼 내부를 순환하는 방식으로, 열효율이 높아 직화식보다 균일한 로스팅이 가능하다.
열풍식은 드럼을 직접 가열하지 않고 열풍을 커피생두 사이로 순환시키는 방식으로, 균일하고 단시간에 로스팅이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 반열풍식과 열풍식은 상용화하기에 비용부담이 크며 직화식에 비해 개성적인 커피를 로스팅하기 쉽지 않다는 문제가 있다.
한편, 종래기술과 같이, 산소를 함유하는 공기를 이용하여 로스팅하는 경우, 생두의 껍질 또는 생두의 외피 일부분이 고온 분위기 및 산소에 의해 향미성분의 산화 또는 연소하면서 그을음과 같은 탄화물이 발생하게 되며, 이렇게 산화 또는 연소로 인한 탄화물은 원두커피의 로스팅향을 저해할 수 있다.
즉, 종래기술에 의할 경우 생두/은피 등의 산화 또는 연소로 인한 탄화물로 인해 탄내 등과 같은 잡내를 발생시키고, 이러한 탄화물의 탄내는 커피 고유의 신맛, 쓴맛, 단맛보다 강해, 커피 원두의 전체적인 맛, 향,풍미를 저해하는 요소로 원두커피의 품질을 저해하는 요소로 작용하게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산화방지를 통해 탄분이 최소화 되고, 탄분 및 유효성분 손실의 방지가 가능한 개선된 커피원두 로스팅 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 커피의 맛에 영향을 주는 불포화지방산 함량 유지, 향기성분의 유지 등으로 커피의 신맛, 단맛 및 쓴맛을 조절한 최적의 커피를 고품질로 제조하는 것이 가능한 개선된 커피원두 로스팅 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 원활한 CΟ2 발생을 유지함과 아울러, 커피의 밀도 감소가 적게 되고, 커피의 고유성분이 유지되고, 산소에 의한 산화가 방지되며, 수분 증발의 가속으로 로스팅 시간을 단축할 수 있는 개선된 커피원두 로스팅 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 유기물의 분해 감소에 의한 휘발성 물질의 방출이 감소되고, 향기 성분의 대부분이 유지되어 커피의 품질을 향상시킬 수 있는 개선된 커피원두 로스팅 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 유기물의 분해 감소에 의한 휘발성 물질의 방출이 감소되고, 향기 성분의 대부분이 유지되어 커피의 품질을 향상시킬 수 있는 개선된 커피원두 로스팅 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일정 범위의 이슬점 온도로 제습된 질소 공급을 통해 로스팅 시간을 단축시켜서 경제성이 향상될 수 있는 개선된 커피원두 로스팅 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해,
호퍼(210)를 통해 생두(1)가 본체(14) 내부의 회전 드럼(200)에 공급되는 로스팅부와, 전원의 공급에 따라 열에너지에 의해 상기 회전 드럼(200) 내측의 생두(1)를 가열하면서 로스팅 작업을 수행하는 가열부와, 로스팅 완료 후에 배출구를 오픈시켜서 상기 회전 드럼(200) 내부의 원두를 냉각회전판으로 쏟아져서 원두를 냉각시키는 냉각부를 포함하는 본체(14);
일정 순도 및 유량의 질소를 발생시키는 질소발생부(300);
조절밸브(420) 개폐에 의한 압력계(410)의 압력설정과, 유량계(430)를 통해 상기 질소발생부(300)의 질소순도 및 질소유량을 설정하여 상기 회전 드럼(200)에 주입하는 질소의 조건을 단계적으로 설정하는 조절부(400)를 포함하는 개선된 커피원두 로스팅 장치가 제공된다.
본 발명에서 상기 질소발생부(300)는,
분리막형(Membrane), 촉매형(PSA), 봄베(Bomb)형 중 어느 하나로서, 질소 순도는 90~99%, 질소 유량은 분당 5~30리터 범위내에서 조절되고, 이슬점온도 -10 ~ -30℃ 범위로 제습된 상태로서 공급된다.
본 발명에서 상기 질소발생부(300)에 의한 질소의 주입은 상기 호퍼(210) 또는 회전 드럼(200)에 공급한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 개선된 커피원두 로스팅 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 고온(220~230)에서 로스팅 시, 고순도 및 건조한 질소를 사용하여 산화방지를 통해 탄분이 최소화 되어 커피원두는 약간 엷은 색을 유지함과 아울러, 탄분 및 유효성분 손실의 방지가 가능하다.
둘째, 통상적인 로스팅온도(220∼230℃) 보다 낮은 저온(190℃)에서 로스팅 시, 저순도의 질소를 사용하여 크랙의 효율을 향상시켜 로스팅함으로써 커피의 맛에 영향을 주는 불포화지방산 함량 유지, 향기성분의 유지 등으로 커피의 신맛, 단맛 및 쓴맛을 조절한 최적의 커피를 고품질로 제조하는 것이 가능하다.
셋째, 93%의 질소를 사용하여 원활한 CO2 발생을 유지함과 아울러, 질소의 주입으로 이산화탄소 발생이 적게 되어 커피의 밀도 감소가 적게 되고, 커피의 고유성분이 유지되며, 산소에 의한 산화가 방지되며, 건조공기의 주입으로 수분 증발을 가속하여 로스팅 시간을 단축할 수 있다.
넷째, 고순도(97%) 질소의 주입으로 유기물의 분해 감소에 의한 휘발성 물질의 방출이 감소되고, 향기 성분의 대부분이 유지되어 커피의 품질을 향상할 수 있다. 어 향기성분을 최대로 유지가 가능하다.
다섯째, 일정 범위(-10 ~ -30℃)의 이슬점 온도로 제습된 질소 공급을 통해 로스팅 시간을 단축시켜서 경제성이 향상될 수 있다.
도 1은 종래 커피원두 로스팅기의 일 예를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치에 있어서의 질소발생부와 조절부를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치에 있어서의 질소발생부와 조절부를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치를 상세히 설명하기로 한다.
이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치에 있어서의 질소발생부와 조절부를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치는 전술한 본체(도 1의 14)외에 질소발생부(300), 조절부(400)를 더 포함하며, 본체(14)는 도 1의 로스팅부, 가열부, 냉각부를 포함한다.
로스팅부는 호퍼(210)를 통해 생두(도 1의 1)가 본체(14) 내부의 회전 드럼(200)에 공급되게 하고, 이 회전 드럼(200)에 공급된 생두(1)를 후술하는 가열부를 통해 가열하면서 회전 드럼(200)을 회전시켜 로스팅 작업을 수행한다.
회전 드럼(200)은 도 1에서 설명한 회전 드럼(40)과 동일한 형태 및 회전 구조를 가지며, 동력발생수단(구동모터)으로부터 발생된 동력이 동력전달수단을 통해 회전 드럼(200)에 구비된 샤프트에 전달되면서 이 샤프트가 회전하면, 회전 드럼(200)은 샤프트와 같이 회전을 하며, 투입된 생두(1)를 교반시키면서 로스팅을 한다.
이때, 동력전달수단은 구동모터와 샤프트간에 전술한 감속기 외에 벨트 또는 체인이나, 구동풀리 및 종동풀리, 주 스프로켓 및 부 스프로켓등 여러 다양한 수단을 통해 연결하여 사용하는 것도 가능하다.
가열부는 전술한 히터 하우징 및 전열 히터 조합외에 반열풍식, 열풍식 중 어느 하나를 선택해서 사용이 가능하며, 전원을 가하면 고열의 열에너지에 의해 회전 드럼(200) 내측의 생두(1)가 로스팅된다.
냉각부는 로스팅 완료 후, 배출구를 오픈시켜서 회전 드럼(200) 내부의 원두가 냉각회전판으로 쏟아져서 원두를 냉각시킨다.
한편, 본 발명에 따르면 본체(14)외에 질소발생부(300), 조절부(400)를 더 포함한다. 즉, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기한 본체(14)에 질소발생부(300) 및 조절부(400)가 더 포함되어 있어서 고온에서 로스팅 시, 고순도 및 건조한 질소를 사용하여 산화방지를 통해 탄분 및 유효성분 손실을 방지하고자 하였다.
또한, 저온에서 로스팅 시, 저순도의 질소를 사용하여 크랙의 효율을 향상시켜 로스팅함으로써 커피의 맛에 영향을 주는 불포화지방산 함량 유지, 향기성분의 유지 등으로 커피의 신맛, 단맛 및 쓴맛을 조절한 최적의 커피를 고품질로 제조할 수 있도록 하였다.
즉, 조절부(400)의 조절밸브(420) 개폐에 의한 압력계(410)의 압력설정으로 질소발생부(300)의 질소순도 및 질소유량과, 수분함량을 간단히 설정 가능하여 로스팅시 회전 드럼(200)에 주입하는 질소의 조건을 단계적으로 설정함으로써, 고품질의 원두 제조가 가능하도록 하였다.
질소발생부(300)는 분리막형(Membrane), 촉매형(PSA), 봄베(Bomb)형 중 어느 하나를 선택해서 사용이 가능하고, 분리막형 사용시 분압에 의해 기체분리막을 투과하는 기체의 투과속도 차이를 이용하여 외부공기에서 질소를 분리 생성한 후, 도시되지 않은 별도의 연결수단을 통해 회전 드럼(200)에 공급하되, 본 발명에서는 질소 순도는 90~99%, 보다 바람직하게는 93~97%, 질소 유량은 분당 5~30리터 범위내에서 조절하는 것이 바람직하다.
질소의 순도와 유량을 위와 같이 한정한 것은 질소 순도가 90% 미만일 경우, 불포화지방산 함량이 저하되고 텁텁한 맛, 떫은 맛, 쓴 맛을 모두 느끼는 단점이 있고, 질소 순도가 99% 를 초과할 경우 신 맛이 특히 강하게 느껴질 수 있다.
또한, 질소 유량이 분당 5 리터 미만일 경우, 본체(14) 내부에 공급되는 산소의 총량이 상대적으로 많게 됨에 따라 유효성분의 산화로 불포화지방산 등의 함량이 저하될 수 있고, 질소 유량이 분당 30 리터를 초과할 경우, 본체(14) 내부에 공급되는 산소의 총량이 상대적으로 적게 됨에 따라 산화 또는 연소로 인한 탄화물에 의해 원두커피의 로스팅향을 저해할 수 있기 때문이다.
즉, 로스팅 초기에 질소가 분당 5리터 공급되어 산소의 양이 상대적으로 많이 공급되면 불포화지방산 등이 산화되어 향미를 저하하나, 로스팅 초기에는 향미 저하보다 산소에 의한 이산화탄소의 발생에 의한 크랙형성이 중요하다.
또한, 로스팅 2단계에서는 크랙형성보다는 산화방지로 향미의 유지가 중요하므로, 질소가 분당 30리터 공급되는 단계별 로스팅이 되어야 하고, 질소 순도(93~97%)뿐 아니라 유량(분당 5~30리터)의 임의 조절로 커피의 향미성분을 조절 가능하며, 이와 같은 질소의 유량은 유량계(430)를 통해 조절한다.
또한, 질소의 주입은 상기한 호퍼(210)외에 회전 드럼(200)에 직접 연결하여 공급하는 것도 가능하며, 이때, 가열부나 로스팅부의 열효율을 고려하여 질소가스를 예열(preheating)시키는 것이 바람직하다.
하기 표 1은 로스팅 시 본 발명에 따른 질소발생부에 의한 물성변화를 나타낸 것이다.
| 로스팅 조건 | 물성변화 | ||||||
| 온도(℃) |
시간(분) |
주입공기 | 불포화 지방산함량(％) |
탄닌함량 (％) |
커피맛,특징 | ||
| 질소순도 (％) |
이슬점 온도(℃) |
||||||
| 생두 | 2.3 | 6.6 | |||||
| 실험1 | 230 | 7 | 79.5 | -10 | 1.3 | 4.0 | 텁텁한 맛, 떫은 맛, 쓴 맛 |
| 실험2 | 97.0 | -30 | 2.0 | 5.2 | 신 맛, 부드러운 맛 | ||
| 실험3 | 93.0 | -15 | 1.7 | 4.8 | 약간 부드러운 맛 |
||
| 실험4 | 190 | 10 | 93.0 | -15 | 2.0 | 5.0 | 신맛, 약간텁텁한 맛 |
주) 불포화지방산(Unsaturated Fattyacid) : 로스팅시 산소와 결합으로 산화되어 커피맛을 저하시킴
위의 표 1에 따르면, 실험2, 실험3에서와 같이 93~97%의 고순도질소와, -30 ~ -15℃의 이슬점온도(℃) 조건에서 실험1에 따른 텁텁한 맛, 떫은 맛, 쓴 맛이개선된 것을 알 수 있다.
통상적으로 로스팅시, 생두(1)의 수분 및 공기의 습도 제거로 시간이 지연되나, 본 발명에서 공급하는 질소는 제습(이슬점온도가 -10 ~ -30℃)된 것이므로 로스팅 시간 단축을 통해 경제성이 향상될 수 있다.
하기 표 2는 로스팅 시 본 발명에 따른 질소발생부에 의한 질소순도에 따른 맛의 변화를 나타낸 것이다.
| 질소순도(％) | 텁텁한 맛 | 신맛 | 쓴맛 |
| 79.5 | 대(大) | 소(小) | 대(大) |
| 93.0 | 중(中) | 중(中) | 중(中) |
| 97.0 | 소(小) | 대(大) | 소(小) |
위의 표 2에 따르면, 93~97%의 고순도질소 조건에서 비교적 저순도질소(79.5%)의 텁텁한 맛, 쓴 맛이 개선된 것을 알 수 있다.
하기 표 3은 로스팅에 의한 보편적인 맛 성분을 나타낸 것이다.
| 구분 | 내용 |
| 신맛(Sour) | 클로로제닉산(Chlorogenic acid), 옥살린산(Oxalic acid), 말릭산(Malic acid), 시트릭산(Citric acid), 타타릭산(Tartaric acid)같은 유기산(Organic acid) |
| 단맛(Sweet) | 환원당, 캐러멜당, 단백질 등 아라비카 종이 로부스타 종보다 더 강함 |
| 짠맛(Salt) | 산화 칼륨, 산화 인, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 나트륨, 기타 |
| 쓴맛(Bitter) | 알카로이드인 카페인과 트리고넬린, 카페익산, 퀴닉산 등 유기산과 페놀릭 화합물 |
한편, 상기한 바와 같은 로스팅에 의한 물리적 변화는 다음과 같다.
1) 색상 변화
로스팅이 진행됨에 따라 가공하기 전의 커피콩 즉, 생두(1)의 색은 그린(Green)에서 옐로우(Yellow), 시나몬(Cinnamon), 라이트 브라운(Light Brown), 미디엄 브라운(Medium Brown), 다크브라운(Dark Brown), 다크(Dark)로 점차 변하며, 이때, 본 발명에 의해 질소순도를 높이면 탄분이 최소화 되어 커피원두는 약간 엷은 색을 유지할 수 있다.
2) 부피 증가
생두(1)가 열을 흡수하면 수분이 기체상태가 되어 증발이 이루어 지면서 생두(1) 세포 내 압력을 증가시키며, 로스팅 중반 이후부터는 열 반응을 통해 이산화탄소가 다량 생성되는 내부 가스 압력에 의한 팽창으로 생두(1)는 커지며, 표면에 균열이 생긴다.
이러한 현상을 크랙이라고 하며, 수분 증발로 인해 생기는 내부압력에 의한 균열로 1차 크랙, 이산화탄소 생성에 의한 팽창으로 2차 크랙이 발생된다. 또한 부피 증가는 생두(1)와 은피(Sliver Skin)의 팽창력 차이로 인해 은피가 떨어져 나가게 된다.
본 발명에 따른 로스팅시 질소의 주입으로 이산화탄소 발생이 적게 되어 커피의 밀도 감소가 적게 되고, 커피의 고유성분이 유지되며, 산소에 의한 산화는 방지되나, 질소 순도가 너무 높을 경우 CO2의 발생이 저하되므로 질소순도를 93%로 하여야 크랙이 원활화되고 유효성분이 발현 된다. 또한 건조공기의 주입으로 수분 증발을 가속하여 로스팅 시간을 단축할 수 있다.
3) 질량 감소
로스팅시, 약 12%에 달하는 수분이 증발하여 원두의 질량 감소에 가장 큰 기여를 하며, 은피 분리와 열 변화를 통해 유기물질이 분해되거나 합성되어 이산화탄소를 만들거나 휘발성 높은 물질 방출로 밀도가 감소됨에 따라 질량이 감소되며, 정제과정에서 제거되지 않은 작은 돌멩이와 같은 이물질이 분리된다.
본 발명에 의한 로스팅시 고순도(97%) 질소의 주입으로 유기물의 분해 감소에 의한 휘발성 물질의 방출이 감소되어 향기성분을 최대로 유지가 가능하다. 또한, 건조공기의 주입으로 수분증발을 가속하여 로스팅 시간을 단축할 수 있다.
4) 지질 이동
생두(1) 속 지질 대부분은 세포 내부에 액체 상태로 존재하며, 생두(1) 표면의 빽빽한 조직 구조에 의해 갇혀 있던 지질은 세포 내부 압력과 가스 방출 속도에 의해 그 흐름을 타고 생두(1) 표면을 향해 이동한다. 즉, 로스팅시 가스방출 속도가 중요하며, 본 발명에 따른 93%의 질소를 사용하여 원활한 CO2 발생을 유지할 수 있다.
5) 향기성분
당분, 아미노산, 유기산등이 로스팅 과정을 거치며 갈변 반응을 통해 향기 성분으로 바뀌며, 휘발성 화합물은 중량의 0.05% 미만인 700~2,500ppm으로 매우 적은 양이나 800여 가지가 넘으며 가스방출과 함께 증발되어 상온에서 시간이 지나면서 커피 향기는 소멸되나, 본 발명에 따른 97%이상의 고순도질소를 주입하여 산소를 차단하면 향기 성분의 대부분이 유지되어 커피의 품질을 향상할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 로스팅에 의한 성분 변화는 다음과 같다.
1) 단백질
단백질은 펩타이드, 유리아미노산 등을 포함하며, 유리아미노산은 로스팅중 대부분 소실된다. 환원당류와 반응하여 메일라드 반응을 통하여 멜라노이딘과 향기 화합물 생성에 기여하고, 유리아미노산은 생두(1)의 0.3~0.8%에 불과하지만, 향기 형성에는 매우 중요한 성분이다.
2) 탄수화물
탄수화물은 커피 성분중 가장 큰 부분을 차지하며, 탄수화물중 가장 큰 비중을 차지하는 성분은 당연하게도 다당류이다. 다당류는 대부분 불용성으로 대표적으로 세포벽을 이루는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스이다. 아라비카종의 경우 로부스타 종보다 탄수화물 성분을 더 높게 가지고 있다.
3) 가스
로스팅이 진행되는 과정에서 생두(1)는 1g 당 2~5ml 의 가스가 발생한다. 가스 성분중의 대다수인 87%는 이산화탄소 가스이며, 이는 고온의 열로 인한 건열 반응으로 생성된다. 가스의 50% 정도는 즉시 방출되며 나머지는 원두에 남아있다가 천천히 방출되는데, 이러한 이산화탄소가 산소와의 원두 접촉을 막아서 산폐를 방지해주는 역할 또한 하게 된다. 본 발명에서는 질소순도 93%로 최소의 산소를 공급하여 이산화탄소를 방출하며 산폐를 방지하도록 하였다.
4) 수분
생두(1) 내부의 온도가 올라가서 물이 끓는점 이상으로 상승하면 기화되면서 수분이 감소한다. 로스팅이 진행되면서 수분 함량은 9~12%에서 1~2% 정도로 가장 많이 감소하는 성분 중에 하나이며, 본 발명에서는 제습된 질소주입으로 수분감소 효과가 높다.
5) 지질
대부분 트리글리세이드 형태로 존재하며 그밖에 지방산, 디테르펜, 토코페롤, 스테롤등의 형태로 존재한다. 생두(1)의 내부 뿐만이 아니라 표면에도 왁스 형태로 존재하는 소량 성분으로 열에 안정적이어서 로스팅에 큰 변화를 보이진 않는다.
지질은 커피 아로마와 관계가 많은데 로부스타종보다 아라비카가 더 많으며, 생두(1)를 장기 저장하는 경우 리파아제의 의한 가수분해가 촉진되어 산가가 올라갈수 있다.
6) 산
산은 보통 유기산과 무기산으로 나누는데, 커피에서는 클로로겐산의 비중이
굉장히 크기 때문에 클로로겐산 외 유기산으로 구분하기도 한다.
6-1) 유기산
시트릭산, 말릭산, 타타르산, 아세트산 등이 있으며, 유기산은 커피의 신맛을 결정하며 커피향 그리고 쓴맛과도 관련이 있다. 유기산은 아라비카가 로부스타보다 함량이 높으며, 본 발명에서와 같이 97% 질소 주입에 의한 로스팅으로 유기산의 감소속도가 저하된다.
6-2) 클로로겐산
폴리페놀의 형태의 페놀 화합물에 속하며 유기산중 가장 많은 성분이다. 비타민씨 보다 항산화가 더 강력하여 커피에서는 소중한 구성 요소이며, 로스팅에 따라 감소하며 분해되면서 떫은 맛을 내는 퀸 산, 카페산 등으로 분해되고, 일반적으로 아라비카종보다 로부스타에 더 많다. 항암효과, 동맥경화 억제에 효과가 있으며, 강한 로스팅시 성분이 감소된다. 본 발명에서와 같이 97% 질소 주입에 의한 로스팅으로 클로로겐산의 성분 감소속도가 저하된다.
7) 카페인
카페인은 생두(1) 뿐만이 아니라 나뭇잎에도 소량 존재하며, 승화 온도가 178℃로 비교적 열에 안정적이다. 로스팅되어 일부의 카페인은 승화하지만 로스팅에 따른 중량 손실로 인해 원두에서 차지하는 비중은 크게 변화가 없다.
로스팅에 의한 성분 변화 또한 적으며 카페인으로 인해 발생되는 커피의 쓴맛은 전체 커피 쓴맛의 10% 정도로 매우 작다. 일반적으로 로부스타가 아라비카보다 카페인 함량이 높다.
8) 트리고넬린
트리고넬린은 카페인의 약 25% 정도의 쓴맛을 내며 열에 불안정하므로, 로스팅이 진행됨에 따라 급속히 감소한다. 본 발명에서와 같이 97% 질소 주입에 의한 로스팅으로 트리고넬린 감소속도가 저하된다.
9) 무기질
커피에 함유된 무기질의 성분 중 칼륨이 약 40%로 가장 많고, 그 밖에 인, 칼슘, 망간, 나트륨등이 존재한다. 칼륨은 짠맛과 쓴맛을 내는 것으로 알려져 있다.
10) 휘발성화합물
휘발성화합물은 향기를 구성하는 성분을 포함한다. 가스 방출과 함께 증발 산화되어 상온에서 2주 이상이 되면 커피 향기를 잃게 되며, 휘발성화합물은 중량의 0.05% 미만으로 매우 적은 양을 차지하고 있으나 종류는 800여 가지에 이른다.
아라비카종이 로부스타종보다 많으며 로스팅이 진행되면서 풀시티로스트까지는 증가하나 프렌치부터는 감소하는 경향을 보인다. 커피 향기는 일반적으로 생두(1)의 품종, 재배 고도, 로스팅 방법에 따라서 달라질 수 있고 커피맛에도 큰 영향을 끼친다. 본 발명에서와 같이 97% 질소주입에 의한 로스팅으로 향기성분 감소속도가 저하된다.
11) 갈변 반응
로스팅 중 생두(1)는 색깔이 점점 갈색과 검은색으로 변하는 갈변화 반응을 거치게 되는데, 이 원인으로는 캐러멜화와, 메일라드 반응 이 두가지 반응이 크게 기여한다.
11-1) 캐러멜화
캐러멜화는 당을 오래 끓일때 갈색으로 착색되면서 캐러멜화 되는 반응으로, 생두(1)의 당 성분이 고온으로 가열되며 열분해와 산화 과정을 거쳐 캐러멜로 변하는 과정이며 메일라드와 달리 열분해에 의해 발생한다.
11-2) 메일라드반응
생두(1)의 당분과 아미노산 성분이 열로 인해 결합하여 갈색으로 변화시키고 커피의 고유의 맛과 향이 생성되는 반응이다. 생두(1)는 로스팅할때 생두에 포함되어 있는 미량의 아미노산이 환원당인 카르보닐기 다당류와 작용하여 갈색의 중합체인 멜라노이딘을 만들게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고온(220~230)에서 로스팅 시, 고순도 및 건조한 질소를 사용하여 산화방지를 통해 탄분이 최소화 되어 커피원두는 약간 엷은 색을 유지함과 아울러, 탄분 및 유효성분 손실의 방지가 가능하다.
또한, 통상적인 로스팅온도(220∼230℃) 보다 낮은 저온(190℃)에서 로스팅 시, 저순도의 질소를 사용하여 크랙의 효율을 향상시켜 로스팅함으로써 커피의 맛에 영향을 주는 불포화지방산 함량 유지, 향기성분의 유지 등으로 커피의 신맛, 단맛 및 쓴맛을 조절한 최적의 커피를 고품질로 제조하는 것이 가능하다.
또한, 93%의 질소를 사용하여 원활한 CO2 발생을 유지함과 아울러, 질소의 주입으로 이산화탄소 발생이 적게 되어 커피의 밀도 감소가 적게 되고, 커피의 고유성분이 유지되며, 산소에 의한 산화가 방지되며, 건조공기의 주입으로 수분 증발을 가속하여 로스팅 시간을 단축할 수 있다.
또한, 고순도(97%) 질소의 주입으로 유기물의 분해 감소에 의한 휘발성 물질의 방출이 감소되고, 향기 성분의 대부분이 유지되어 커피의 품질을 향상할 수 있다. 어 향기성분을 최대로 유지가 가능하다.
또한, 일정 범위(-10 ~ -30℃)의 이슬점 온도로 제습된 질소 공급을 통해 로스팅 시간을 단축시켜서 경제성이 향상될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 개선된 커피원두 로스팅 장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
200 : 회전 드럼 210 : 호퍼
300 : 질소발생부 400 : 조절부
410 : 압력계 420 : 조절밸브
430 : 유량계 440 : 산소농도계
300 : 질소발생부 400 : 조절부
410 : 압력계 420 : 조절밸브
430 : 유량계 440 : 산소농도계
Claims (3)
- 호퍼(210)를 통해 생두(1)가 본체(14) 내부의 회전 드럼(200)에 공급되는 로스팅부와, 전원의 공급에 따라 열에너지에 의해 상기 회전 드럼(200) 내측의 생두(1)를 가열하면서 로스팅 작업을 수행하는 가열부와, 로스팅 완료 후에 배출구를 오픈시켜서 상기 회전 드럼(200) 내부의 원두를 냉각회전판으로 쏟아져서 원두를 냉각시키는 냉각부를 포함하는 본체(14);
일정 순도 및 유량의 질소를 발생시키는 질소발생부(300);
조절밸브(420) 개폐에 의한 압력계(410)의 압력설정과, 유량계(430)를 통해 상기 질소발생부(300)의 질소순도 및 질소유량을 설정하여 상기 회전 드럼(200)에 주입하는 질소의 조건을 단계적으로 설정하는 조절부(400)를 포함하여 구성되는 개선된 커피원두 로스팅 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 질소발생부(300)는,
분리막형(Membrane), 촉매형(PSA), 봄베(Bomb)형 중 어느 하나로서,
상기 질소발생부(300)를 통한 질소의 순도는 90~99%, 질소의 유량은 분당 5~30리터 범위내에서 조절되고, 이슬점온도 -10 ~ -30℃ 범위로 제습된 상태로서 공급되는 것을 특징으로 하는 개선된 커피원두 로스팅 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 질소발생부(300)에 의한 질소의 주입은 상기 호퍼(210) 또는 회전 드럼(200)에 공급하는 것을 특징으로 하는 개선된 커피원두 로스팅 장치.
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| KR1020210084567A KR20230001709A (ko) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 개선된 커피원두 로스팅 장치 |
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|---|---|---|---|
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| KR101509890B1 (ko) | 2013-06-20 | 2015-04-07 | 김욱일 | 직화 방식의 커피 로스터 |
| KR20150130627A (ko) | 2014-05-13 | 2015-11-24 | 오승호 | 커피 로스터 |
| KR101899316B1 (ko) | 2014-09-26 | 2018-09-17 | (주)세인테크놀로지 | 커피 로스터 |
| KR102004953B1 (ko) | 2018-07-20 | 2019-10-01 | 삼정엔지니어링 주식회사 | 곡물 로스팅장치 및 곡물의 로스팅 방법 |
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2021
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101509890B1 (ko) | 2013-06-20 | 2015-04-07 | 김욱일 | 직화 방식의 커피 로스터 |
| KR20150130627A (ko) | 2014-05-13 | 2015-11-24 | 오승호 | 커피 로스터 |
| KR101899316B1 (ko) | 2014-09-26 | 2018-09-17 | (주)세인테크놀로지 | 커피 로스터 |
| KR102004953B1 (ko) | 2018-07-20 | 2019-10-01 | 삼정엔지니어링 주식회사 | 곡물 로스팅장치 및 곡물의 로스팅 방법 |
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