KR20140025141A - 커피 로스터기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원을 인가받아 발생된 열원을 이용하여 생두에 직접 가열하여 로스팅(Rpasting) 함과 아울러, 특히 생두가 가열되는 드럼의 내부에서 열이 중앙에 적체되는 것을 방지하고 드럼 내부의 전 영역으로 고르게 발산하여 생두의 가열효율을 증대하여 원활하게 로스팅할 수 있도록 내부에 전면이 개방된 공간부를 가지며 생두가 수용되며 모터(2)의 회전력을 인가받아 회전하는 드럼(3)과, 상기 드럼(3)이 축(4)회전하도록 고정되는 하우징(5)과, 상기 하우징(5)에 고정되며 상기 드럼(3)의 전면를 폐쇄하도록 된 커버(6)와, 상기 커버(6)에 고정됨과 아울러 전원을 공급받아 발열하는 발열부(7)가 상기 드럼(3)의 공간부이 위치되게 구비된 가열수단(8)과, 상기 커버(6)에 일 부위를 개폐하여 상기 드럼(3)의 내부에서 로스팅된 원두를 배출하도록 된 배출구(9)와, 상기 커버(6)에 고정되되 상기 드럼(3)의 공간부로 생두를 투입하도록 된 투입구(10)를 포함하여 이루어진 커피 로스터기에 있어서; 상기한 가열수단(8)의 발열부(7)의 근처에 생성되는 집중열을 상기 드럼(3)의 공간부상 전 영역으로 발산하도록 하는 열확산수단이 구비된 커피 로스터기에 관한 것이다.

Description

커피 로스터기{A Coffee Roaster Machine}

본 발명은 커피의 생두에 직접 가열하여 로스팅하는 커피 로스터기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원을 인가받아 발생된 열원을 이용하여 생두를 직접적으로 가열하여 로스팅(Rpasting) 함과 아울러, 특히 생두가 가열되는 드럼의 내부에서 열이 중앙에 적체되는 것을 방지하고 드럼 내부의 전 영역으로 고르게 발산하여 생두의 가열효율을 증대하여 원활하게 로스팅할 수 있도록 된 커피 로스터기에 관한 것이다.

일반적으로 커피나무의 열매(Cherry) 안에 있는 생두(green bean)를 음용 가능한 커피로 가공하기 위해서는 열을 가하여 조직을 최대한 팽창시켜 생두가 가는 여러가지 성분을 조화롭게 표현하여 커피 특유의 맛과 향을 생성하여야만 한다.

이와 같은 일련의 과정을 커피 로스팅(Coffee Roasting)이라 하고, 상기 커피 로스팅의 공정을 상세히 설명한다.

2,000가지가 넘는 물질로 구성된 생두는 일반적으로 220~230℃의 온도에서 30분 정도 볶는 로스팅 과정을 통해서 700~850가지의 향미를 낼 수 있는 성분을 가진 원두(Coffee Bean)가 된다.

이와 같은 로스팅의 방법에는 전통적인 가정식 방법인 팬 로스팅(Pan Roasting)과 근자에 가장 널리 사용되는 드럼 로스팅(Drum Roasting), 주로 인스턴트 커피 제조용으로 쓰이는 열풍 로스팅(Hot Air Roasting)이 있다.

상기에서 보편적으로 사용하는 드럼 로스팅은 로스팅기에 생두를 투입하는 투입공정과, 생두에 열을 가하여 건조하는 건조공정과, 가열된 열에 의해 생두에 크랙이 발생하는 1차크랙공정 및 2차크랙공정으로 이루어진다.

상기에서 투입공정은 로스팅의 초기 단계로 가열된 드럼에 선별한 생두를 투입하는 과정이다. 생두의 색은 밝은 녹색에서 황록색으로 점차 변화되고, 생두가 단단하고 수분함량이 많을수록 풋내가 오래 지속되며 수분 증발이 늦게 나타난다.

그리고, 상기 건조공정에서 생두는 황록색을 거쳐 노란색으로 바뀌며, 풋내는 고소한 빵 굽는 향으로 바뀌게 된다. 생두가 열을 흡수(흡열반응)하면서 70~90% 가까운 수분이 소실되고, 드럼의 온도가 서서히 증가한다. 댐퍼(Damper; 배기 송풍 조절기)를 통해 드럼 내부의 열량과 기압공급이 균일하도록(화력은 통상 210℃를 넘지 않도록 하고 댐퍼는 닫거나 30-50% 개방)하고 드럼회전속도 40-50회 정도가 적당하다.

상기의 1차크랙공정에서 생두는 이 시기에 탄수화물이 산화되면서 생두의 센터 컷(Center Cut)이 탁탁 갈라지는 소리가 들리게 된다. 이 과정을 통해 원두의 표면은 보다 팽창되고 색은 갈색에 가까우며 표면도 매끈해진다. 또 신향의 발산이 강한 시점으로 불필요한 신향을 줄이고 싶다면 댐퍼를 열어둔다. 통상 이 시점을 시나몬 로스팅(Cinamon Roasting) 단계라고 한다

상기의 2차크랙공정은 원두의 고유한 향이 발산되는 시점으로 로스팅 과정에서 가장 중요한 단계이다. 1차 크랙 이후 원두 내부의 오일 성분이 원두의 표면으로 올라오게 된다. 원두는 점차 갈색에서 진한 갈색으로 바뀌며 원두의 표면은 1차 크랙 때 보다 더 팽창한다. 대략 이 시점을 풀 시티 로스팅(Full City Roasting) 단계라고 하며 가열로 인한 캐러멜화로 신맛 보다는 단맛이 섞이게 된다. 2차 크랙 이후부터는 신맛과 단맛은 거의 없어지고 쓴맛이 강해지는 프렌치 로스팅(French Roasting), 이탈리아 로스팅(Italian Roasting) 단계가 된다.

상기와 같이 커피를 로스팅하는 로스팅기에서 드럼 로스팅기기는 원통형의 드럼의 통속에 생두를 넣고 드럼을 회전시킴과 동시에 드럼에 열을 가하여 달궈진 드럼의 내부에서 생두를 가열하는 로스팅기가 있으며, 드럼의 내외부에 가열수단을 위치시켜 통의 내부와 드럼 외주면에서 달궈진 가열공기로 생두를 직접적으로 가열하여 로스팅하는 로스팅기가 있다.

상기에서 드럼의 내부와 외주면에 가열수단을 위치시켜 통의 내부를 달궈 달궈진 가열공기로 생두를 직접적으로 가열하여 로스팅하는 로스팅기의 하나로 한국특허등록 제10-887985호(명칭: 커피 볶음기 및 그 제어방법)이 있으며, 상기 커피 볶음기는 공보에 기재된 바와 같이 케이싱; 상기 케이싱 내부에 설치되고 생두가 수용되어 생두를 볶는 회전드럼; 생두를 가열하기 위해 상기 회전드럼 외주면에 설치되는 가열수단; 상기 회전드럼 내부에 설치되어 생두의 온도를 측정하는 생두온도측정센서; 생두의 제1크랙 발생 이후의 온도인 제1온도와 생두의 제2크랙 발생 이후의 온도인 제2온도 데이터를 입력받아 이를 저장하는 저장부; 및 생두의 로스팅 진행 중에 생두의 온도가 상기 제1온도에 도달하면 상기 생두온도측정센서로부터 신호를 받아 가열수단을 조절하여 회전드럼 내부의 온도를 하강 조절하고, 이후 생두의 온도가 상기 제2온도에 도달하면 상기 생두온도측정센서로부터 신호를 받아 가열수단을 조절하여 회전드럼 내부의 온도를 다시 하강 조절하는 컨트롤 유니트를 포함한 커피 볶음기 어셈블리를 구비한 것으로 이루어진다.

즉, 회전드럼의 내부에 전원을 공급받아 발열하는 전기히터를 구비하여 상기 전기히터에서 발산된 열을 통해 회전드럼의 내부에 수용된 생두를 직접 가열하여 로스팅하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 커피 로스터기는 상기 가열수단에 의해 발생된 열이 드럼의 내부의 전 영역으로 발산되지 않고, 가열수단의 근접된 영역에 집중되어 집중열을 형성함으로써, 생두가 위치된 드럼의 바닥영역으로 열의 전달이 제대로 이루어지지 않아 생두가 원활하게 로스팅되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 전원을 인가받아 발생된 열원을 이용하여 생두를 직접적으로 가열하여 로스팅(Rpasting) 함과 아울러, 특히 생두가 가열되는 드럼의 내부에서 열이 중앙에 적체되는 것을 방지하고 드럼 내부의 전 영역으로 고르게 발산하여 생두의 가열효율을 증대하여 원활하게 로스팅할 수 있도록 된 커피 로스터기를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커피 로스터기는 내부에 전면이 개방된 공간부를 가지며 생두가 수용되며 모터의 회전력을 인가받아 회전하는 드럼과, 상기 드럼이 축회전하도록 고정되는 하우징과, 상기 하우징에 고정되며 상기 드럼의 전면를 폐쇄하도록 된 커버와, 상기 커버에 고정됨과 아울러 전원을 공급받아 발열하는 발열부가 상기 드럼의 공간부이 위치되게 구비된 가열수단과, 상기 커버에 일 부위를 개폐하여 상기 드럼의 내부에서 로스팅된 원두를 배출하도록 된 배출구와, 상기 커버에 고정되되 상기 드럼의 공간부로 생두를 투입하도록 된 투입구를 포함하여 이루어진 커피 로스터기에 있어서;

상기한 가열수단의 발열부의 근처에 생성되는 집중열을 드럼의 공간부상 전 영역으로 발산하도록 하는 열확산수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 열확산수단은 상기 커버에 고정되며 외부의 공기를 드럼의 내부로 분사하여 분사된 공기에 의해 상기 집중열이 드럼의 내부로 확산하도록 된 에어분사부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 열확산수단은 상기 가열수단의 발열부와 마주보는 드럼의 측면에 구비되며 상기 발열부를 향하여 볼록한 볼록면을 가지는 열확산반사경으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 가열수단의 발열부의 상측에는 자유 낙하하는 생두가 발열부와 접촉하는 것을 방지하며, 상기 발열부에서 발산되는 열을 하부로 유도하게 반사하는 양단부가 하향된 반사커버가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 커피 로스터기는 상기 열확산수단을 통해 상기 가열수단의 근처에 생성되는 집중열을 드럼의 공간부상에서 전 영역으로 발산하여 생두가 집중열에서 발산된 열을 통해 가열되어 원활하게 로스팅도리 뿐만아니라 에너지 절감이 매우 크게 되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 커피 로스터기를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는 본 실시예에 따른 커피 로스터기를 보인 횡단면 예시도.
도 3 내지 도 6은 본 실시예에 의한 커피 로스터기의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 커피 로스터기를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 커피 로스터기를 보인 도면으로, 본 실시예에 의한 커피 로스터기(1)는 내부에 전면이 개방된 공간부를 가지며 생두가 수용되며 모터(2)의 회전력을 인가받아 회전하는 드럼(3)과, 상기 드럼(3)이 축(4)회전하도록 고정되는 하우징(5)과, 상기 하우징(5)에 고정되며 상기 드럼(3)의 전면를 폐쇄하도록 된 커버(6)와, 상기 커버(6)에 고정됨과 아울러 전원을 공급받아 발열하는 발열부(7)가 상기 드럼(3)의 공간부이 위치되게 구비된 가열수단(8)과, 상기 커버(6)에 일 부위를 개폐하여 상기 드럼(3)의 내부에서 로스팅된 원두를 배출하도록 된 배출구(9)와, 상기 커버(6)에 고정되되 상기 드럼(3)의 공간부로 생두를 투입하도록 된 투입구(10)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 투입구(10)를 통해 생두를 상기 드럼(3)의 공간부로 투입한 후, 모터(2)에 전원을 인가하여 모터(2)를 구동하면, 모터(2)가 회전동력을 발생시키게 되고, 발생된 회전동력을 상기 드럼(3)이 인가받아 상기 하우징(5)의 내부에서 상기 드럼(3)이 회전하게 된다.

이와 같이 상기 드럼(3)이 회전을 함과 동시에, 상기 가열수단(8)에 전원을 인가하여 상기 발열부(7)에서 발산되는 열을 이용하여 생두가 로스팅되어 원두가 제조된다.

그리고, 제조된 원두를 상기 배출구(9)를 통해 외부로 빼내면 된다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 커피 로스터기(1)에서 상기 투입구(10)와 배출구(9)에는 상기 드럼(3)의 공간부가 외부와 연통하는 것을 개폐하여 공간부의 열이 외부로 누출되지 않고 필요시에만 개방될 수 있도록 하는 도어(11)(12)가 각각 구비된다.

즉, 상기 투입구(10)의 도어(11)를 개방하여 생두를 상기 드럼(3)의 내부로 투입하고, 생두의 투입이 완료된 후에는 상기 도어(11)를 폐쇄하여 공간부의 열이 외부로 누출되지 않도록 하고, 상기 배출구(9)의 상기 도어(12)를 개방하여 제조된 원두를 외부로 배출한 후, 상기 도어(12)를 폐쇄하여 공간부의 열이 외부로 누출되지 않도록 되어 있다.

상기에서 배출구(9)의 상기 도어(12)에는 내부를 투시할 수 있는 투시창을 마련하여 내부를 육안으로 투시할 수 있도록 함으로써, 로스팅되는 생두의 로스팅 상태를 육안으로 확인하여 작업을 수행함으로써, 더 질 높은 원두를 제조할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기에서 하우징(5)에는 보온단열층(13)이 구비되어 상기 드럼(3)의 내부에서 발생된 열이 외부로 전파되어 냉각되는 것을 방지함과 아울러 에너지사용효율(생두 1kg당 1kw)을 증대하여 에너지를 절감하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 실시예에 의한 커피 로스터기(1)에서 상기 가열수단(8)은 전원을 인가받으면 전열을 발생하는 히터봉(전열봉)들이 다수 개가 구비된 카트리지 히터로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 히터봉은 종래 공지된 기술이 적용되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에 의한 커피 로스터기(1)에서 상기한 가열수단(8)의 발열부(7)의 근처에 생성되는 집중열을 상기 드럼(3)의 공간부상 전 영역으로 발산하도록 하는 열확산수단이 구비된다.

즉, 상기 집중열을 파괴하여 집중열이 확산되도록 하여 확산된 열에 의해 생두가 가열되도록 되어 있다.

그리고, 상기한 열확산수단은 상기 커버(6)에 고정되며 외부의 공기를 상기 드럼(3)의 내부로 분사하여 분사된 공기에 의해 상기 집중열의 열이 상기 드럼(3)의 내부로 확산하도록 된 에어분사부재(14)로 이루어진다.

상기에서 에어분사부재(14)의 단부에는 에어가 분무되는 분사노즐(15)이 구비되어 상기 집중열로 에어를 분사함으로써, 인가되는 에어에 의해 집중열이 파괴되면서 열이 확산시키게 된다.

따라서, 상기 가열수단(8)에서 발생된 열을 생두로 확산시켜 열을 가함으로써, 로스팅이 원활하게 이루어진다.

이때, 상기에서 에어가 집중열로 분사되는 중에 상기 가열수단(8)의 발열부(7)를 냉각하여 상기 발열부(7)의 표면이 발산되는 열에 의해 손상이 방지되는 부수적인 기능을 수행한다.

또한, 상기한 열확산수단은 상기 가열수단(8)의 발열부(7)와 마주보는 상기 드럼(3)의 측면에 구비되며 상기 발열부(7)를 향하여 볼록한 볼록면을 가지는 열확산반사경(16)으로 이루어진다.

즉, 집중열의 열이 상기 열확산반사경(16)을 통해 공간부의 전 영역으로 반사되어 최종적으로 생두에 열을 인가하여 가열함으로써, 로스팅이 원활하게 이루어 질뿐만 아니라 에너지 절약에 따른 원두생산비용을 절감하는 효과를 볼 수 있다.

그리고, 상기한 가열수단(8)의 발열부(7) 상측에는 자유 낙하하는 생두가 상기 발열부(7)와 접촉하는 것을 방지하며, 상기 발열부(7)에서 발산되는 열을 하부로 유도하게 반사하는 양단부가 하향된 반사커버(17)가 구비된다.

이에 따라, 상기 가열수단(8)의 발열부가 생부와 직접적으로 접촉되는 것을 방지하여 생두의 일 부위가 과도하게 가열되어 탄화되는 것을 방지함으로써, 제품의 질을 향상할 수 있으며, 집중열을 하부로 반사하여 상기 드럼(3)의 공간부에서 하측 공간에 위치된 생두로 열을 효율적으로 인가할 수 있어, 로스팅 효율을 증대할 수 있다.

상기에서 드럼(3)의 내측면에는 회전하는 상기 드럼(3)을 따라 생두가 교반되어 위치를 변위시키는 날개편(18)이 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 하우징(5)은 이동바퀴가 구비된 기체에 고정되어 이동이 자유 자재하게 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다

1 : 커피 로스터기 2 : 모터
3 : 드럼 4 : 축
5 : 하우징 6 : 커버
7 : 발열부 8 : 가열수단
9 : 배출구 10 : 투입구
11,12 : 도어 13 : 보온단열층
14 : 에어분사부재 15 : 분사노즐
16 : 열확산반사경 17 : 반사커버
18 : 날개편

Claims (4)

1. 내부에 전면이 개방된 공간부를 가지며 생두가 수용되며 모터의 회전력을 인가받아 회전하는 드럼과, 상기 드럼이 축회전하도록 고정되는 하우징과, 상기 하우징에 고정되며 상기 드럼의 전면를 폐쇄하도록 된 커버와, 상기 커버에 고정됨과 아울러 전원을 공급받아 발열하는 발열부가 상기 드럼의 공간부이 위치되게 구비된 가열수단과, 상기 커버에 일 부위를 개폐하여 상기 드럼의 내부에서 로스팅된 원두를 배출하도록 된 배출구와, 상기 커버에 고정되되 상기 드럼의 공간부로 생두를 투입하도록 된 투입구를 포함하여 이루어진 커피 로스터기에 있어서;
   가열수단의 발열부에서 생성되는 집중열을 드럼의 원주방향으로 확산되도록 하는 열확산수단이 구비된 것을 특징으로 하는 커피 로스터기.
   
2. 제 1항에 있어서;
   열확산수단은 커버에 고정되며 외부의 공기를 드럼의 내부로 분사하여 분사된 공기에 의해 집중열이 드럼의 내부로 확산하도록 된 에어분사부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 커피 로스터기.
   
3. 제 1항에 있어서;
   열확산수단은 상기 가열수단의 발열부와 마주보는 드럼의 측면에 구비되며 발열부를 향하여 볼록한 볼록면을 가지는 열확산반사경으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커피 로스터기.
   
4. 제 1항에 있어서;
   가열수단의 발열부의 상측에는 자유 낙하하는 생두가 발열부와 접촉하는 것을 방지하며, 발열부에서 발산되는 열을 하부로 유도하게 반사하는 양단부가 하향된 반사커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 커피 로스터기.

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