JPH01215271A - コーヒー豆焙煎装置 - Google Patents
コーヒー豆焙煎装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
体と、前記炉体の内部に水平姿態で回転動するように支
持されそしてコーヒー豆を収納し攪拌するための回転ド
ラムと、前記回転ドラム内の豆を輻射加熱するために前
記回転ドラムを取り囲むように前記炉体の内壁面に配設
された赤外線ヒータと、熱エネルギーを有効利用するた
めに前記回転ドラムの熱風を炉体内へ循環させる機構を
有して構成したものである。
火式および熱風式がある。ガス直火式はコーヒー豆を熱
源に直接さらすものであるので瓦表面のみが焦げ易く、
しかも焙煎温度の制御が難し←焼きむらが生じ易い欠点
がある。また、熱風式はガス直火式に比ベコーヒー豆を
均等に焼くことができるものの、多量の熱風と比較的長
時間を必要とするので、熱エネルギーコストが高くなる
と共に、焙煎に時間がかかるので大量生産において生産
性が悪い欠点がある。
し、焼きむらがなく、比較的短時間で焙煎でき熱エネル
ギーの消費も少なく、結果として美味しいコーヒーを抽
出することのできるコーヒー豆焙煎装置を提供しようと
するものである。
は、一端を開口した円筒形の回転ドラムの周壁に多数の
小孔を透設すると共に、断熱材により形成した炉体内に
該回転ドラムをその開口端が垂直な炉端壁内面に可及的
に接近対向し水平姿態で回転動するように支持し、該炉
端壁に回転ドラム内に臨む排気口とコーヒー豆の投入口
および排出口を形成し、該回転ドラムを取り囲むように
炉体内壁面に赤外線ヒータを配設し、該回転ドラムの外
側の炉体的空隙に連通ずる空気導入口を炉壁に開設し、
前記排気口から吸引した回転ドラム内の熱風の一部を前
記空気導入口から炉体内に循環させるようにしたことを
特徴とするものである。
回転社より攪拌される。そして該回転ドラムを取り囲む
ように配設されている赤外線ヒータによりコーヒー豆が
輻射加熱される。このとき赤外線はコーヒー豆の組織の
深くまで到達しコーヒー豆を内部まで均一に加熱できる
。また焙煎に伴い回転ドラム内の熱風を炉体内に循環さ
せることにより熱エネルギーを有効利用できる。
れ、その内壁面3は円筒状になるように形成され、下面
4は開口し、両端壁5.6は垂直に形成されている。該
両端壁5,6の中心位置に軸受7.8を設は該軸受7.
8に回転軸9を水平に軸支し、該回転軸9の外周に固着
したボス10から放射状にスポーク11を形成し、該ス
ポーク11により回転ドラム12を支持する0回転ドラ
ム12は一端が開口した円筒形をなし、その開口端13
が前記炉端壁6の内面に可及的に接近対向しており、そ
の隙間はコーヒー豆の落下がないよう1〜2Bに調節さ
れている。該回転ドラム12はいわゆるパンチングメタ
ルにより形成され、その多数の小孔(丸孔)により開口
率が20〜70%になるようにしている。なお該回転ド
ラム12はその周壁だけでなく端壁15にも多数の小孔
が透設されている0回転軸9の一端は端壁5より炉体外
に突出しその突出部分にスプロケット16が固着されて
いる。そしてフレーム1に固設した減速機付モーフ17
に設けられたスプロケット18と前記スプロケット16
とを無端チェーン19により連繋している0回転ドラム
12の内周には螺旋状に一方向へ捩った戻し羽根20が
3枚程等間隔に固設されている。また、該戻し羽根20
のさらに内周には該戻し羽根20と反対巻、即ち反対方
向に螺旋状に捩じれた送り羽根21が4枚程等間゛隔に
固設されている。この戻し羽根20および送り羽根21
は回転ドラム12と同様にパンチングメタルよりなる多
数の小孔が透設されたものでその間孔率は20〜70%
になるようにしている。
の一部に同様のパンチングメタルによりなる小幅板状の
堰22が突出状に固着されている。
べてきわめて小さいので赤外線ヒータ23の輻射効率を
低下させる程のことはないので単に板状のものであって
も良い。
2を取り囲むように多数配設されている。
3号公報に記載されている赤外線ヒータを用い、ニクロ
ム線などの金属抵抗発熱体をコージライト磁器、ジルコ
ン磁器、アルミナ磁器等の耐熱衝撃性の大なるセラミッ
ク、製放射板内に埋設しkもので、該各界外線ヒータ2
3は耐熱性に優れたステンレス製の枠体を介して炉体内
壁面に取り付けられている。そして該各界外線ヒータ2
3は8個×8列のグループAと8個×9列のグループB
と8個×8列のグループCに分けて該各グループごとに
1i源に接続され、この各グループ毎に通電できるよう
にしている0通電により各赤外線ヒータ23からは放射
率の高い波長3〜7μmの赤外線を放射できる。また各
グループに属する赤外線ヒータのうちの一つにはその放
射面側に公知のクロメル−アルメル線等の熱起電材料を
絶縁被覆した温度検出用熱電対を装着し、これを温度設
定を行なう調節計に接続することによりそのヒータ温度
が監視できるようにしている。なお赤外線ヒータ23は
回転ドラム12の外周になるべく接近して取付られ、そ
の輻射熱を回転ドラム12中に効率よく放射できるよう
にしている。また、端壁5の内面にもこれと同様の赤外
線ヒータ14が複数配設され回転ドラム12の端壁15
に開設された多数の小孔から該ドラム内に輻射熱が放射
できるようにしている。
がフレーム!中に支持して設けられており、該ホッパ2
4の底にトレイ25が挿脱自在に配置されている。
6に開設されたコーヒー豆の投入口を兼ねる排気口で、
該排気口26に連なるダクト27の上端にはコーヒー豆
を投入するときに開かれる動力シャッター28が配設さ
れ、該ダクト27はさらに炉体2上に配設された循環フ
ァン29の吸引側に連通しである。尚、焙煎中は動力シ
ャッター28は上方にセットされて排気口26から循環
ファン29に至る排気路が形成される。Wi環ラフアン
29吹上側は第3図にも示したようにサイクロン型分離
器39および脱臭、脱煙用のフィルタ30に継がれてい
る。そして該フィルタ30の二次側は廃棄煙道31.W
環路32とに分岐し、廃棄煙道31の先端は大気中に開
放されており、また、循環!32の先端は回転ドラム1
2の外側の炉体2内空隙33に連通している。
と同水準となる高さに開口した排出口で、該排出口には
炉端壁6外面にピン36をもって枢支した扉37が嵌着
し該排出口を閉塞している。
イド樋である。
の間隔に配管された圧搾空気吹出管で、該吹出管には赤
外線ヒータ23に相対する吹出孔が開設されている。ま
た、41は端壁6を貫通し先端の吹出ノズル42が回転
ドラム12内に相対している給水管である。
ー豆が透過しない程麿の例えば1〜5wlの孔径で、開
口率は焙煎量、ドラム径、焙煎温度等の焙煎条件に従い
20〜70%の範囲内で適宜選定する。またこの実施例
ではパンチングメタルにて回転ドラムを形成したが、回
転ドラムの材質はパンチングメタルでなくても、例えば
セラミックスにより一体に形成してもよい、或いはパン
チングメタルにより成形した回転ドラムの内周面または
外周面にセラミックス、或いは金属酸化物の焼結体を貼
着させてもよい、セラミックス或いは金属酸化物の焼結
体は一般的に耐摩耗性があり回転ドラムの寿命を延長さ
せると共に、セラミックスでは金属粉が混入するような
ことがないので衛生的である。しかもセラミックスや金
属酸化物焼結体は赤外線吸収率が高いので赤外線ヒータ
からの輻射熱をコーヒー豆に効率よく伝達できる利点が
ある。
ャッター28を開けてコーヒー生豆をダクト27を通し
て排気口26から回転ドラム12中に投入する。そして
モータ17の駆動によりチェノ19を介し回転ドラム1
2を図示矢印の方向に40rp+s程度で低速回転させ
る。そうすると送り羽lI21は回転ドラム12内に入
っているコーヒー豆を端壁5方向に押送し、戻し羽根2
0はコーヒー豆を端壁6方向に押送する。このため回転
ドラム12内のコーヒー豆は軸方向に均等に撹拌分布さ
れて該ドラム内を旋回しつつ軸方向に往来運動する。そ
のとき赤外線ヒータ23からの輻射熱は該回転ドラムの
周壁と端壁及び送り羽根21と戻し羽根20に透設され
た多数の小孔から該ドラム内に透過しコーヒー豆の表層
から内部に伝達される。第4図にコーヒー豆の赤外線吸
収スペクトル曲線を示し、第5図にはここで使用した赤
外線ヒータの示差赤外線輻射率測定法による輻射率分光
分布曲線を示した。第4図から判るようにコーヒー豆は
赤外線吸収率が殆んどの波長において50%以上の高い
値を示すが、特に波長が3μm。
クを示すことが判る。一方この赤外線ヒータから放射さ
れる赤外線の比エネルギー強度はやはり波長が3μm、
5〜8μm程度のところにビークがあることが判る
。これらのことからこの赤外線ヒータから放射される赤
外線は非常に高い吸収率をもってコーヒー豆に吸収され
ることが判る。
赤外線吸収スペクトルに合致させるため概略400〜7
00℃の温度に設定するのが望ましい、この赤外線ヒー
タ23の温度は前記したように熱電対により検出され、
調節計によりその温度が所要値になるよう自動調節され
る。
転により該回転ドラム内のコーヒー豆を攪拌すると同時
に該回転ドラム内の熱風をも攪拌するので加熱によりコ
ーヒー豆表面に出た蒸気をその熱風が速やかに吹き払い
対流加熱を促進させ する。
循環ファン29に吸引され、サイクロン型分離器39に
よって熱風中に混るコーヒー豆のうす皮(以下チャフと
いう)を分離した後、フィルタ30にて公害防止上必要
な程度にまで脱臭。
一部は循環路32を通って炉体2内空隙33に循環され
る。炉体2内空隙33に入った熱風は、回転ドラム12
内の気圧が循環ファン29の吸引作用により炉体2内空
隙33より低くなっているために、該回転ドラム12内
にその多数の小孔を透過して吸入される。この回転ドラ
ム12と炉体2内空隙33との気圧の差は循環ファン2
9の回転を調節することにより制御できるが、その気圧
差は常に5〜200鶴水柱に維持されるようにする。即
ち、コーヒー豆にスモーク臭が付着するのを防止するの
とチャフを回収するために、焙煎中は排気口26より回
転ドラム12内を強制排気するが、この排気か弱すぎる
とコーヒー豆から滲出した油脂分にスモークが付着する
のでややスモーク臭が残り、反対に強すぎるとスモーク
臭はとれるが香りが弱く、旨みや甘みが少なくなる等コ
ーヒー豆の味に影響を及ぼすことになるので、回転ドラ
ム12と炉体2内空隙33との気圧差はそれらのことを
考慮して5〜200mm水柱の範囲にて適宜選定する。
ム42内に水を噴霧し、豆温度を急降下させ焙煎が必要
以上に進行しないようにする。そのとき多量の蒸気が発
生するので循環ファン29の回転を上げて排気量を増大
させる。この場合蒸気の炉外噴出を防止する上で炉内圧
をマイナス150〜200鶴水柱程度にするのが望まし
い、なお焙煎が必要以上に進行しないようにするために
上記水噴射と同時に赤外線ヒータ23のグループA、B
、Cの全部或いは一部の通電を停止する。
−程度に落とすことで戻し羽根20の作用で該回転ドラ
ム12内のコーヒー豆が排出口35に向けて送られ順次
排出できる。なお堰22は回転ドラム12の回転数をこ
のように15rps程度に落としたとき送り羽根21に
よるコーヒー豆の端壁5方向への送り作用を制限して焙
煎後のコーヒー豆の排出口35への排出が短時間でスム
ースになるようにしているので、排出中における焙煎度
の進行は少ない。
〜10秒の短時間だけ吹き出す、これにより、炉内で燃
焼されてドラムの遠心力によって吹き飛ばされヒータの
輻射面及びヒータ前面や炉床に堆積したチャフが乗数さ
れて強制排出されたりトレイ25に回収されるので、ヒ
ータへのチャフ等の堆積がなくなりヒータの輻射を低下
させることがない、その空気量は瞬時であるため少量で
あり炉内を降温させることがない、このような圧搾空気
の吹出しをコーヒー豆の焙煎が一回終わるごとに行なえ
ば炉内を常に清浄に保つことができゝ る。
次に焙煎するコーヒー生豆をドラム12内に投入すると
ドラム内の温度は急に下がるが、循環ファン24を作動
させることにより循環路32中の残熱が炉体2に供給さ
れるのでドラム12の温度は再び短時間で昇温できる。
のが望ましい、上方に開設しであると排気口26と短絡
してドラム内を充分に昇温できなくなる。
清潔で衛生的であり、しかも、熱容量が大きくて冷めに
くいので、ヒータ自体の降温速度は遅く、設定温度に対
する変動幅が小さいので均一に加熱できる利点を有する
。なお、この赤外線ヒータの陶磁器製板は図示したよう
な湾曲状であっても平面状であってもよい。
設定することが望ましい、このような温度範囲に設定す
ることでコーヒー豆から滲出する油脂分が燃焼するため
油脂分が回転ドラムに付着し堆積するのを防止でき、常
に炉内を清浄に保つことができる。なおその炉内温度が
高くなりすぎるのを防ぐために赤外線ヒータ23のグル
ープBの電源は遮断し、グループA、Cの赤外線ヒータ
のみにより炉内を加熱してもよい。
rブラジルNo、2J、rインドネシアロブスタ」の4
種のコーヒー豆について、夫々従来の熱風式焙煎を行っ
た場合と、本発明の焙煎装置により焙煎を行った場合を
比較したものである。
、風香味について、「はこりっばさ」「どろくささ」「
<ど味」 「いやな酸味」等の悪い(せの少ないすっき
りしたバランスの良いコーヒーが抽出できた。
に係る焙煎をしたものと従来の熱風式の焙煎をしたもの
との保存による品質劣化をカップテスト(試飲)により
比較した結果を表2に示す。
1日経過しただけですでにいやな酸味が生じほこり臭く
なってしまい、2日以降はさらに劣化が進行してしまう
、それに対して、赤外線焙煎は劣化が少なく、いやな酸
味・渋味・はこりつぼ表2 (+;良好、±;やや良好、−;かなり劣化、−;完全
に劣化)条件 表3 さがなく、2日目からは多少変化しているもののまだ味
は良好といってよ<、100日目でそれが維持できた。
来の熱風式による焙煎とでその嗜好性を比較した結果を
示す、この表3は20名の試飲者にアンケートを採り、
非常に良い、良い、悪いの順に順位をつけ、非常に良い
のは3点、良いのは2点、悪いのは1点とした時の合計
得点数にて味の優劣を表したものである。また表3の牛
乳入りタイプは、コーヒー抽出液835gに対して牛乳
100g、砂$165 gを加えたもの、ブラック・加
糖タイプは、コーヒー抽出液935gに砂糖65gを加
えたものである。
豆焙煎装置は、回転ドラムの回転によりコーヒー豆を攪
拌しつつ赤外線ヒータからの輻射熱により焙煎し、その
結果、コーヒー豆の表面だけでなく内部深くにまで輻射
熱がよく浸透し、薫り、味ともに優れた非常に品質の良
いコーヒーを焙煎することができ、しかも経時劣化が少
ない日持ちの良いコーヒー豆を提供することができる。
対巻きの螺旋状とし且一部に堰を備える送り羽根を設け
ることにより、回転ドラムに収容されたコーヒー豆が軸
方向に均等に攪拌分布されてドラム内を旋回しつつ軸方
向へ往復動じ、コーヒー豆の深部への輻射熱の浸透を一
層確実且有効にすると共に回転ドラム内の熱風を攪拌し
てコーヒー豆の表面に出た蒸気をその熱風で吹き払い対
流加熱′を促進させ、その結果、品質の良いコーヒーの
焙煎を得ることができる。
る際に、その熱風の一部を炉体内へ循環させる機構を備
えさせることにより、熱エネルギーを有効に利用しそし
て電力消費を少なくすることができる。
備することにより、コーヒー豆の焙煎が一回終了する毎
に圧搾空気を吹き出してヒータの輻射面及びヒータ背面
や炉床に堆積したチャフを短時間で清掃排除し、その結
果、ヒータの輻射を低下することがないばかりでなく炉
体内の降温を来たすこともなく、しかも炉体内を常に清
浄に保持することができる。
ヒー豆焙煎装置の縦断面図、第2図は第1図の■−■線
断面図、第3図はその熱風循環系統図、第4図はコーヒ
ー豆の赤外&l吸収スペクトル線図、第5図は赤外線ヒ
ータの分光分布線図である。 2・・・炉体、5,6・・・端壁、12・・・回転ドラ
ム、13・・・開口端、17・・・モータ、20・・・
戻し羽根、21・・・送り羽根、23・・・赤外線ヒー
タ、26・・・排気口、29・・・循環ファン、30・
・・フィルタ、32・・・循環路、33・・・炉体内空
隙、34・・・空気導入口、35・・・排出口。 第1図 一4■ 第2図 第4図 周波数(cm−り 波 長tpm) 第5図 波 長 Cμm) 手続補正書 7゜ 平成1年3月3日 昭和63年特許出願第38416号 2、発明の名称
1コーヒー豆焙煎装置 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人住所 愛知県
名古屋市東区代官町35番16号名称 株式会
社ポツカコーポレーシロン代表者 谷 1) 利 景 住所 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号名称
日本碍子株式会社 代表者 小屋 散大 4、代理人 〒464 住 所 愛知県名古屋市千種区今池二丁目1番6号5、
補正命令の日付 9 桑聾謝ヒ量壽考小公λ日日
h−1菅1補正の内容 [1)明細書中第1頁の特許請求の範囲を別紙のとおり
補正する。 [2)明細書中第13頁lO行目に「炉体2内空隙33
」とあるを「大気」と補正する。 [3)明細書中第14頁1行目に「炉体2内空隙33」
とあるを「大気」と補正する。 以上 驕者− +9−1+−−11411111−胴一■■廖−−4r
1−−11数の小孔を透設すると共に、断熱材により形
成した炉体内に該回転ドラムをその開口端が垂直な炉端
壁内面に可及的に接近対向し水平姿態で回転動するよう
に支持し、該炉端壁に回転ドラム内に臨む排気口とコー
ヒー豆の投入口および排出口を形成し、該回転ドラムを
取り囲むように炉体内壁面に赤外線ヒータを配設し、該
回転ドラムの外側の炉体内空隙に連通ずる空気導入口を
炉壁に開設し、前記排気口から吸引した回転ドラム内の
熱風を前記空気導入口から炉体内に循環させるようにし
た、 ことを特徴とするコーヒー豆焙煎装置。 (2)回転ドラムの内周に螺旋状の戻し羽根を固設し、
該戻し羽根のさらに内周には該戻し羽根と反対巻の螺旋
状の送り羽根を固設し、さらに回転ドラムの開口端寄り
の該送り羽根の一部に堰を立設してなる請求項1に記載
のコーヒー豆焙煎装置。 (3)赤外線ヒータに向けて圧搾空気を吹き出す吹出管
を炉体内に設けた請求項1に記載のコーヒー豆中に回転
ドラム内と辞との間の気圧差を5〜200m水柱に維持
させる循環ファンを設けたことを特徴とする請求項1に
記載のコーヒー豆焙煎装置。
Claims (4)
- (1)一端を開口した円筒形の回転ドラムの周壁に多数
の小孔を透設すると共に、断熱材により形成した炉体内
に該回転ドラムをその開口端が垂直な炉端壁内面に可及
的に接近対向し水平姿態で回転動するように支持し、該
炉端壁に回転ドラム内に臨む排気口とコーヒー豆の投入
口および排出口を形成し、該回転ドラムを取り囲むよう
に炉体内壁面に赤外線ヒータを配設し、該回転ドラムの
外側の炉体内空隙に連通する空気導入口を炉壁に開設し
、前記排気口から吸引した回転ドラム内の熱風を前記空
気導入口から炉体内に循環させるようにしたことを特徴
とするコーヒー豆焙煎装置。 - (2)回転ドラムの内周に螺旋状の戻し羽根を固設し、
該戻し羽根のさらに内周には該戻し羽根と反対巻の螺旋
状の送り羽根を固設し、さらに回転ドラムの開口端寄り
の該送り羽根の一部に堰を立設してなる請求項1に記載
のコーヒー豆焙煎装置。 - (3)赤外線ヒータに向けて圧搾空気を吹き出す吹出管
を炉体内に設けた請求項1に記載のコーヒー豆焙煎装置
。 - (4)排気口と空気導入口とを結ぶ排気循環系路の途中
に回転ドラム内と炉体内空隙との間の気圧差を5〜20
0mm水柱に維持させる循環ファンを設けたことを特徴
とする請求項1に記載のコーヒー豆焙煎装置。
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