Coffee Beans Kurochamame

for Dripbags, Coffeemakers and hand-brewing

投入温度とドラムの温度、そしてインレット(吸気温度) Charge, Drum and inlet temp.

ごく一般的な豆温度を測れる業務用の焙煎機の場合、投入時にどの温度を選ぶかが焙煎の最初のステップとしてあります。

例えば富士の場合で、適正焙煎量の最大値を最初に焙煎開始する際の目安は通常200度あたりから。

連続して焙煎する場合、窯が温まるにつれて、少しずつ、温度を下げてゆく。

また焙煎量を減らすと、それに伴って、投入温度をさげる

3キロ窯に対して1キロ なら、180度とかそういった感じです。

 どうしてこの温度が選ばれるかというと、単純にキリがいいというのも有ると思いますが、上限については、180度で1ハゼがくるなら、2ハゼは200度前後、それ以下でなおかつ許容される範囲の高めの温度という感じかもしれません。実際、あまり高温に触れると、1分もしないうちに焦げながら、ハゼたりするので好ましくありません。

もう少し真面目に検討すると、たとえば2.5キロが標準焙煎量の釜のドラム周辺にちょうど釜が安定して温まった状態で豆と同じ熱量が蓄熱される条件で設計されているとします。

さらに投入に最適な温度は最初のバッチからちょうど10度ずつ下がってゆくとします。

3バッチ目に安定するとして、その時の投入温度は180度

豆の温度は定温保管庫から出してすぐだと15度位でしょうが、ホッパー(投入口の上)で少し温まって20度だとしますと、ドラム周辺に蓄熱された熱がちょうど豆に移動した時点で100度になります。ここではバーナーから供給される熱量は無視していますが、おおよそ、いわゆる中点になる時点で目安とされる温度に一致します。

また下限については、通常、豆が有る程度乾燥したと判断する温度は(乾燥完了温度の捉え方や温度計の設置条件などにもよりますが、)145〜170度あたりの範囲※でして、これ以下の温度を選ぶ理由はほとんどないと思います。

ところが今使っている焙煎機の場合、投入温度を140度まで下げても1キロ 以下だと一般の焙煎プロファイルのようにはならず、130度くらいが中点になったりします。そして投入温度はこれ以上は下げようがないのです。

と言いますのは、炎が消える寸前までバーナーを絞っても、ある程度余熱が完了した段階だと、140度台くらいで温度平衡に達してしまいます。これ以上、見かけの豆温度だけ下げても、窯全体は有る程度の熱を蓄熱してしまっています。余熱の途中で豆を投入してもいいのですが、焙煎は安定しにくいと思われるので、できれば避けたいところです。

今回、そもそも、なんとか手を尽くして、それなりのプロファイルを書ける条件に持ち込んでも、なぜかうまく水分が抜けてくれないのです。

どうなっているかとおもっていたら、どうもドラムが必要以上に温まってしまっているようです。たとえば、ドラムが200度で、窯の中の空気は140度とかそういうチグハグな状況が生まれているようなのです。

それは、排気が足りていないために、本体のドラム手前で滞留した比較的高温の空気でドラムを温めているだけで、ドラム内には、ごく低い温度の空気しかない状態になってしまっているということのようです。現状の設置条件だと、排気ファンが弱すぎて、サイクロンの抵抗に負けてほとんど空気が流れていっていないのです。せっかくのファンはサイクロンの中の気圧をあげるだけの仕事をして終わりです。

これを解消するには2階の上まで届く位の高めの煙突をつけるという手もあるのですが、定期的な掃除の手間やらいろいろなことを考えると、気が進まず。なにより風の影響を強く受けるのは避けたい。

どうしようと、考えていた時、ちょっと思いついて、買ったまま放置していた田口さんの「コーヒーおいしさの方程式」を読んでいたら、ずばり書いてありました。焙煎の部分などはどうせ、コーヒー大全とほとんど同じ内容の焼き直しだと思っていたのですが、そうでもなかった。

そこには、排気が足りないとクレームをつけると、倍の羽のついたファンに交換してくれるとか、5キロ に10キロ の排気ファンをつけるように勧めてくるメーカーがあると書いてありました。

これを読んで、わざわざ3キロ や5キロ に独立排気をつける人の状況がわかりました。

とにかく、通常の環境でも、3キロ窯で標準のファンだと(注 特に半熱風の場合)力不足気味なのは、どこでも同じようです。(追記※その後、2m程度煙突を縦に伸ばしただけでも、ゆっくりサイクロン内の排気は抜けて、圧力は下がり、かなり改善するケースもあることがわかりました。)

今まで、数十バッチ焼いた分はほとんど無駄になってしまったのですが、唯一うまくいったと思ったのは、2キロの豆を、サイクロンにまともに繋がないでやってみたときで、この時は、火力も特に不足は感じませんでした。

ところが、ちゃんとサイクロンにしっかり固定すると、もうだめで、まったく排気が通りません。

ということで、補助ファンを作成して取り付けることにしました。

今回相当悩みましたが、いろいろ不思議に思っていた謎が溶けてしまいました。

 ショールームでごしょごしゃ排気をいじっていた理由とか。

半熱風と、直火と全く別に排気筒を作り直したりしないとうまく行かないはず。

わざわざ、3キロ と5キロ を並べて使い分けたりされている方の気持ちが少しわかったような気がします

 

※170度前後で1ハゼが来る焙煎機、1ハゼが180度台で来る条件、あるいはもっと高い温度で表示される場合もあるのでかなり大まかな数字になります。
同じフジ3キロで焙煎していても黄色くなり始める条件は窯の温まり方によって、かなりぶれて140度位から色がつきはじめることもあります。

To determine charging temperature or deside when to throw in the beans is the first important step to roast or toast beans.   

200 degree in celusius or 392F is usually almost highest temperature to take for most typical roasters like Fuji royal in the first batch.    

You reduce 10 degree in celusius by each successive batch as the roaster warms up.

And if you roast only 1kg instead of 3kgs.  You reduce the temp to 180 degree celusius and so on.

You know, roasting is one method of cooking beans or in other words grain.   Tips on cooking may apply.  Like you keep the temp between 170-230 degree in celusius when you bake cakes or bread and the temperature of the oil has to be around 180 degrees in celusius when you fly anything.  

There are many reasons why this temperature is chosen.   To make the story simple we now focus on two reactions called meillard reactrion and caramelization.  It is said that for the Maillard reaction to take place in good time on steak or meat over a heated plate, the temperature has to be between 410 and 480F.  

The thickness of the steak or meat is greater than that of coffee beans.   And we are now roasting beans on a machine with lots of convected heat. The temperature gap becomes less than the meat placed over a plate laying on some oil.    So the temperature would probly has to be less than 480F or as low as 410F (210 degree celusius).

200 degree is convinient amount and close to 400F which is also a figure easy to handle.

Plus, If the first crack on  your roaster happens around 180 degree celusius or 356F then the second crack temp will be around 200 degree celusius or 392F so that it does make sence not to bring up the temperature well over these  because the beans crack irregularly in the matter of a few minute when they are exposed to excess heat.

 The other important reaction; caramelization starts at 100 degree celusius or 212F.  It is at least waste of time to leave the beans under this temperature for a long time.

 So It make sence that most roasters here chose to bring the turing point near 100 degree celusius.    For exmaple, in condition when the drum is designed to hold same amount of heat as its maxium capacity, say 2,5kg, at the third batch when the roaster is heated enough.   In the beggining of the batch,  the green bean set on the hopper is 20 degree celusius and inside the drum is 200.   After a charge of the beans the temperature will indicate 100 degree celusius after all the heat held by the drum is transfered to the beans. 

Note that this case, I ignored the calories added by fire.  And most of the roasters employed Fuji says that the machine builds up enough heat begins to work fine at fourth batch so it is a real rough estimate.  I guess most of calories will be gone with the exhaust air and some would be used to vaporate the water in the first stage.

Will there be low limit to the charging temperature? 

In most cases, the stage called golden, color change or end of drying stage is between 145 and 170 degree celusius (between 293F and 338F) depending on how you measure the temperature.  Most of time it is lower than 150 degree celusius or 302F.   

I think there is no significant reason to choose temperature range lower than that.