ここまでで燃焼に必要な空気の流量についてはおおよその見当がつきました。
実は、焙煎中に消費される酸素はそれだけではありません。
特に焙煎の後半には大量のCO2が発生してきますが、このO2の供給の大元は全てではなくてもかなりの部分、大気中の空気と思われます。
無酸素または酸素が希薄な条件での焙煎がコーヒーにとっていいか、それとも悪いのかはっきりとしたことはいえませんが、酸欠状態だと、焙煎直後のふくらみがなくなってしまうことだけは確かです。
これは豆を売る立場としては大きな問題です。
古い豆を扱っていると勘違いされかねないからです。
しかし余分なガスがない方が特に焙煎直後は抽出は楽です。
で、とりあえず無視。いや実は適切な酸素量を計算しようにもいまのところ適切なデータが見つかりません。ということで何か思いついたら、再度検討することにします。
とすると、残るは豆から発生する水蒸気などの成分をスムーズに排出するために必要な排気量です。
生豆の水分量は様々ですが、最大10％程度が焙煎中にうしなわれるとすると、2ｋｇに対して200ｇ。おおよそ11モル。標準状態で約250L。250度前後で大雑把に2倍として約500L。
これが焙煎中１０分間で均等に抜けると仮定すると、50L/分。
このうちの約半分が1ハゼ前後の２分の間に一挙に抜けるとした場合で125L/分。全体の半分が1分間で抜けるとした場合で250L/分。
ということはおおよそ、燃焼後の排気について計算した流量で常時排気ができれば、おそらく大きな不足はないでしょうが、追加でこれだけの水蒸気が発生すると考えれば、ピークでは2倍の500L／分程度の排気が必要となるかもしれません。
ダンパーを開くなどして蒸気を抜く工程を別個に設ける場合はこれくらいの流量は確保できていないと形だけダンパーを開いても意味はないでしょう。
逆にいえば、これ以上はおそらく、必要はないと思われます。ということでピークで500L/分程度の排気を目標とします。
これ以上を求めると、火力が無駄に失われてしまいただでさえギリギリのカロリーが不足してしまう恐れがあるからです。
ただ、3キロの現在の仕様では5800L/分の排気性能が謳われています。それでも実際の焙煎では、不足と感じます。
おそらくこの数字はサイクロンをつなげず、冷却側に操作した時に計測される値か、送風ファンのみの性能を現しているのではないかと思われます。
今回、目標とする数字は、ダンパーをいわゆるニュートラルに相当したポジションに操作した状況で最低クリアすべき数字ですが、それはシリンダーを全ての空気が通り抜けてゆく前提の話です。また、ドラム内に豆が2キロ程度充填されている状態でクリアできなくてはならない数字でもあります。
実際にはかなりの空気がシリンダーの内部ドラムを通ることなく排気に回っている状況がありますので、足りなくなるんですよね。本当はこのあたりも含めた抜本的な改善が必要かもしれません。
