コーヒー豆の焙煎とは、コーヒー豆を熱加工処理する技術操作プロセスだと考えています。
コーヒー豆(生豆)に熱を与えて、その熱をコーヒー豆内部に蓄えさせて、その熱の蓄積量をコントロールする事で焙煎中のコーヒー豆に化学的・物理的変化を発生させて、理想とするコーヒー成分を作り出す作業だと思っています。
コーヒー豆焙煎の技術操作プロセスでは、焙煎しているコーヒー豆１個の熱伝達の仕方が、焙煎中のコーヒー豆集合体(たくさんのコーヒー豆)の熱伝達を表す基本になっているとエカワ珈琲店は考えています。
焙煎中のコーヒー豆が、周囲の流体(空気)に対して静止しているなら、焙煎中のコーヒー豆と流体(空気)との熱伝達は伝導伝熱のみを考えればよいと思っています。
焙煎中のコーヒー豆と流体(空気)が、お互いに動いている場合には、対流による熱伝達も考える必要が出てきます。
焙煎中のコーヒー豆の温度が高くなってくると、輻射が、焙煎中のコーヒー豆の熱交換や熱放射を支配するようになると考えています。
伝熱とは、系内に温度差が存在していると、温度の高いところから、温度の低いところへと熱が移動して等しい温度になろうとする現象だとエカワ珈琲店は理解しています。
伝熱は、温度差や温度勾配が存在すると熱移動が起きる現象で、伝導伝熱、対流伝熱、放射(輻射)伝熱の３種類の伝熱方法が知られています。
エカワ珈琲店の場合、この３種類の伝熱方法を組み合わせてコーヒー豆を焙煎しています。
伝導電熱は、例えば、焙煎中のコーヒー豆の表面(高温側)から焙煎中のコーヒー豆の内部(低温側)へと熱が移動して行く現象です。
対流伝熱は、焙煎中のドラム内の空気(雰囲気)の温度がドラム内で回転している焙煎中のコーヒー豆の温度よりも高温なら、ドラム内の空気(雰囲気)からドラム内で回転している焙煎中のコーヒー豆に熱が移動して行く現象です。
放射伝熱は、高温になった焙煎中のコーヒー豆から熱が放射される現象で、ストーブが温かいと感じるタイプの伝熱です。
余談ですが、筆者(年老いた珈琲豆焙煎屋)は、３０数年前(１９９０年代前半)に購入した小型業務用コーヒー豆焙煎機で自家焙煎したコーヒー豆を小売販売しています。
３０数年前の日本ですが、コーヒー豆の焙煎に関する文献が少なくて、手探りでコーヒー豆の焙煎について学んできました。
その年老いた珈琲豆焙煎屋が最初に学んだのが、熱の伝達の仕方です。
中学校の理科の参考書を書店で買ってきて、自学自習した思い出を持っています。
文科系の人間ですから、中学校の理科といっても、ものすごく難解だったのを覚えています。
(※)キンドルでセルフ出版している電子書籍『コーヒー豆自家焙煎談義』シリーズは、エカワ珈琲店のコーヒ豆焙煎のウンチク断片集です。
