特許 5792875 焙煎装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5792875

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】焙煎装置

(51)【国際特許分類】

   A23N 12/08 20060101AFI20150928BHJP

   A23F 5/04 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   A23N12/08 A

   A23F5/04

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-150560(P2014-150560)

(22)【出願日】2014年7月24日

【審査請求日】2015年2月2日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390006600

【氏名又は名称】ユーシーシー上島珈琲株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中桐 理

【審査官】 大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５３１６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４７２６００８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００７−１４３５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２７３４６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ２３Ｎ １２／０８

Ａ２３Ｆ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

豆の焙煎を行う焙煎機と、
前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、
前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、
前記焙煎機を通過した熱風を排出させる排出経路と、を備えた焙煎装置であって、
前記送り込み経路に水分を補充するための加湿手段と、
この加湿手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、豆の乾燥工程において前記加湿手段を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において前記加湿手段を動作させて、水分を焙煎機に送り込むように制御することを特徴とする焙煎装置。

【請求項2】

前記送り込み経路と前記排出経路とをバイパスするバイパス経路を備え、
前記制御手段は、焙煎工程終了後に、熱風の流路を前記バイパス経路へと切り替えるように制御することを特徴とする請求項１に記載の焙煎装置。

【請求項3】

豆の焙煎を行う焙煎機と、
前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、
前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、
前記焙煎機を通過した熱風を前記熱風炉へと戻す循環経路と、
前記送り込み経路から分岐した分岐経路と、を備えた焙煎装置であって、
前記送り込み経路に水分を補充するための加湿手段と、
この加湿手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、豆の乾燥工程において前記加湿手段を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において前記加湿手段を動作させて、水分を焙煎機に送り込むように制御することを特徴とする焙煎装置。

【請求項4】

前記送り込み経路と前記循環経路とをバイパスするバイパス経路を備え、
前記制御手段は、焙煎工程終了後に、熱風の流路を前記バイパス経路へと切り替えるように制御することを特徴とする請求項３に記載の焙煎装置。

【請求項5】

前記制御手段は、焙煎工程において、前記分岐経路を第１開度で開放し、焙煎工程終了後に前記分岐経路を第１開度よりも大きな第２開度で開放するように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の焙煎装置。

【請求項6】

豆の焙煎を行う焙煎機と、
前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、
前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、
前記焙煎機を通過した熱風を前記熱風炉へと戻す循環経路と、
前記焙煎機を通過した熱風を排出させる排出経路と、
前記送り込み経路から分岐した分岐経路と、を備えた焙煎装置であって、
前記送り込み経路に水分を補充するための加湿手段と、
この加湿手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、豆の乾燥工程において前記加湿手段を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において前記加湿手段を動作させて、水分を焙煎機に送り込むように制御することを特徴とする焙煎装置。

【請求項7】

前記送り込み経路と前記循環経路及び／又は前記排出経路とをバイパスするバイパス経路を備え、
前記制御手段は、焙煎工程終了後に、熱風の流路を前記バイパス経路へと切り替えるように制御することを特徴とする請求項６に記載の焙煎装置。

【請求項8】

前記制御手段は、焙煎工程において、前記分岐経路を第１開度で開放し、焙煎工程終了後に前記分岐経路を第１開度よりも大きな第２開度で開放するように制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の焙煎装置。

【請求項9】

前記制御手段は、豆の乾燥工程において、前記排出経路を開いて前記循環経路を閉じ、焙煎工程において、前記排出経路を閉じて前記循環経路を開き、焙煎工程終了後に再び、前記排出経路を開いて前記循環経路を閉じるように制御することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の焙煎装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コーヒー豆等の豆の焙煎を行う焙煎機と、前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、を備えた焙煎装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

コーヒー豆の焙煎装置として、例えば、下記特許文献１，２に開示される装置が知られている。コーヒー豆等の豆の焙煎を行う場合には、まず、焙煎機に豆が投入され乾燥工程が行われる。乾燥を行うために、熱風炉が設けられており、焙煎機に熱風を送り込む。これにより、豆に含まれていた水分が蒸発し、生豆の状態では水分含有量が１２％程度であったものが、４〜５％程度まで減少する。またコーヒー豆の温度も１６０℃程度まで上昇し、表面の色も薄茶色に変化する。ここまでが乾燥工程であり、水分の含有量以外に品質の変化は特に生じない。

【0003】

乾燥工程に引き続き、さらに温度が上昇していき、焙煎工程に移るが、約１９０℃になると水分３％となる第１焙煎工程と、約２１０℃になると水分１〜２％の第２焙煎工程とに分けることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４７３２７７７号

【特許文献2】特許第３６１７９０６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

かかる焙煎工程に関して、本発明の発明者は次のような課題を見出した。豆を加熱して焙煎していくと、豆の一番外側が焼けるものと考えていたが、実際に豆を切断して内部を観察してみると、必ずしもそうではないことが判明した。生豆では、約１２％の水分を含んでいるが、表面よりも中心の方が水分量は高くなっている。焙煎工程が進んでいくと、まず外側が乾燥していき、組織が固化していく。そこにさらに熱が加わっていくと、内部に溜まっている水分が蒸発しようとするので、内圧が高まっていく。これにより、外側よりも内部の方が温度が高くなり、外側よりも内部の方がよく炒られる状態になる。これがコーヒー豆の嫌な臭い（刺すような強い苦み）の原因になっていると考えられる。

【0006】

１９０℃〜２１０℃ぐらいになると、内圧の高まりによりコーヒー豆が音を立ててはじけるという現象が生じる。このような現象は、コーヒー豆全体に均一に熱が伝わらないことに起因している。

【0007】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、豆全体に熱が均一に伝わるようにして、豆の急激な膨張を抑えて、品質の良い豆の焙煎を行うことのできる焙煎装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため本発明に係る焙煎装置は、
豆の焙煎を行う焙煎機と、前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、前記焙煎機を通過した熱風を排出させる排出経路と、を備えた焙煎装置であって、
前記送り込み経路に水分を補充するための加湿手段と、この加湿手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、豆の乾燥工程において前記加湿手段を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において前記加湿手段を動作させて、水分を焙煎機に送り込むように制御することを特徴とするものである。

【0009】

かかる構成による焙煎装置の作用・効果は、次の通りである。熱風炉にて発生した熱風を送り込み経路を介して焙煎機に送る。焙煎機に送り込まれた熱風は、排出経路を介して排出される。これにより、焙煎機に投入された豆に対して乾燥工程とそれに引き続く焙煎工程が実施される。送り込み経路に水分を補充するための加湿手段が設けられており、乾燥工程では動作しないが、焙煎工程において水分を焙煎機に向けて供給する。これにより次のような作用・効果を奏する。

【0010】

乾燥工程において水分量は４〜５％に減少しており、さらに焙煎工程において水分量は１〜２％にまで減少する。この豆に含まれる水分は、豆の外側から内部へ熱を伝える役割を果たす。また、水分により組織の軟化を促進し、内部で発生する蒸気を外部に出しやすくし、豆の膨張作用を助ける。そして炒り豆の表面と内部の焙煎度の均一化を図る。これにより、豆内部での急激な温度上昇と圧力上昇による膨張を抑えて、品質の良い豆の焙煎を行うことができる。

【0011】

なお、前述の特許文献１には、コーヒーの焙煎豆の水蒸気による処理方法が開示される。しかし、乾燥工程と焙煎工程において加湿手段の動作の制御を行うことに関しては開示されていない。

【0012】

本発明において、前記送り込み経路と前記排出経路とをバイパスするバイパス経路を備え、
前記制御手段は、焙煎工程終了後に、熱風の流路を前記バイパス経路へと切り替えるように制御することが好ましい。

【0013】

かかるバイパス経路を設けることで、焙煎工程終了後に、熱風を焙煎機内の回転ドラムを通過させず、あるいは焙煎機自体を通過させず、バイパス経路を経由して排出経路へと導くことができる。これにより、焙煎工程の終了した豆に過剰な熱風を加える事無く、次の工程（例えば、冷却工程）に移行させることができる。

【0014】

上記課題を解決するため本発明に係る別の焙煎装置は、
豆の焙煎を行う焙煎機と、前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、
前記焙煎機を通過した熱風を前記熱風炉へと戻す循環経路と、前記送り込み経路から分岐した分岐経路と、を備えた焙煎装置であって、
前記送り込み経路に水分を補充するための加湿手段と、この加湿手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、豆の乾燥工程において前記加湿手段を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において前記加湿手段を動作させて、水分を焙煎機に送り込むように制御することを特徴とするものである。

【0015】

かかる構成による焙煎装置の作用・効果は、次の通りである。熱風炉にて発生した熱風を送り込み経路を介して焙煎機に送る。焙煎機に送り込まれた熱風は、循環経路を介して再び熱風炉に戻される。これにより熱効率を上げて、燃料のランニングコストを軽減するものである。なお、送り込み経路から分岐した分岐経路が設けられており、循環経路を経由して戻ってくる風量と、熱風炉において新たに取り込む風量とが加算されるので、それを分岐経路から一部排出するようにして、全体の風量が増加しないように調整する。以上の構成により、焙煎機に投入された豆に対して乾燥工程とそれに引き続く焙煎工程が実施される。

【0016】

送り込み経路に水分を補充するための加湿手段が設けられており、乾燥工程では動作しないが、焙煎工程において水分を焙煎機に向けて供給する。これにより奏する作用・効果は、前述のとおりである。これにより、豆内部での急激な温度上昇と圧力上昇による膨張を抑えて、品質の良い豆の焙煎を行うことができる。

【0017】

本発明において、前記送り込み経路と前記循環経路とをバイパスするバイパス経路を備え、
前記制御手段は、焙煎工程終了後に、熱風の流路を前記バイパス経路へと切り替えるように制御することが好ましい。

【0018】

かかるバイパス経路を設けることで、焙煎工程終了後に、熱風を焙煎機内の回転ドラムを通過させず、あるいは焙煎機自体を通過させず、バイパス経路を経由して循環経路へと導くことができる。これにより、焙煎工程の終了した豆を次の工程（例えば、冷却工程）に移行させることができる。

【0019】

本発明に係る前記制御手段は、焙煎工程において、前記分岐経路を第１開度で開放し、焙煎工程終了後に前記分岐経路を第１開度よりも大きな第２開度で開放するように制御することが好ましい。

【0020】

焙煎工程においては、分岐経路を第１開度（例えば、半開）で開放し、循環経路を経由して戻ってくる風量と、新たに取り込まれる風量との総量を調整する。また、焙煎工程が終了すると、分岐経路を第１開度よりも大きな第２開度（例えば、全開）で開放する。これにより、熱風を分岐経路から排出させることができる。

【0021】

上記課題を解決するため本発明に係る更に別の焙煎装置は、
豆の焙煎を行う焙煎機と、前記焙煎機へ熱風を送り出すための熱風炉と、前記熱風炉から前記焙煎機へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路と、
前記焙煎機を通過した熱風を前記熱風炉へと戻す循環経路と、前記焙煎機を通過した熱風を排出させる排出経路と、前記送り込み経路から分岐した分岐経路と、を備えた焙煎装置であって、
前記送り込み経路に水分を補充するための加湿手段と、この加湿手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、豆の乾燥工程において前記加湿手段を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において前記加湿手段を動作させて、水分を焙煎機に送り込むように制御することを特徴とするものである。

【0022】

かかる構成による焙煎装置の作用・効果は、次の通りである。熱風炉にて発生した熱風を送り込み経路を介して焙煎機に送る。焙煎機に送り込まれた熱風は、循環経路を介して再び熱風炉に戻されるか、排出経路を介して排出される。循環させることにより熱効率を上げて、燃料のランニングコストを軽減するものである。なお、送り込み経路から分岐した分岐経路が設けられており、循環経路を経由して戻ってくる風量と、熱風炉において新たに取り込む風量とが加算されるので、それを分岐経路から一部排出するようにして、全体の風量が増加しないように調整する。以上の構成により、焙煎機に投入された豆に対して乾燥工程とそれに引き続く焙煎工程が実施される。

【0023】

送り込み経路に水分を補充するための加湿手段が設けられており、乾燥工程では動作しないが、焙煎工程において水分を焙煎機に向けて供給する。これにより奏する作用・効果は、前述のとおりである。これにより、豆内部での急激な温度上昇と圧力上昇による膨張を抑えて、品質の良い豆の焙煎を行うことができる。

【0024】

本発明において、前記送り込み経路と前記循環経路及び／又は前記排出経路とをバイパスするバイパス経路を備え、
前記制御手段は、焙煎工程終了後に、熱風の流路を前記バイパス経路へと切り替えるように制御することが好ましい。

【0025】

かかるバイパス経路を設けることで、焙煎工程終了後に、熱風を焙煎機内の回転ドラムを通過させず、あるいは焙煎機自体を通過させず、バイパス経路を経由して排出経路へと導くことができる。これにより、焙煎工程の終了した豆を次の工程（例えば、冷却工程）に移行させることができる。

【0026】

本発明に係る前記制御手段は、焙煎工程において、前記分岐経路を第１開度で開放し、焙煎工程終了後に前記分岐経路を第１開度よりも大きな第２開度で開放するように制御することが好ましい。

【0027】

焙煎工程においては、分岐経路を第１開度（例えば、半開）で開放し、循環経路を経由して戻ってくる風量と、新たに取り込まれる風量との総量を調整する。また、焙煎工程が終了すると、分岐経路を第１開度よりも大きな第２開度（例えば、全開）で開放する。これにより、熱風を分岐経路から排出させることができる。

【0028】

本発明に係る前記制御手段は、豆の乾燥工程において、前記排出経路を開いて前記循環経路を閉じ、焙煎工程において、前記排出経路を閉じて前記循環経路を開き、焙煎工程終了後に再び、前記排出経路を開いて前記循環経路を閉じるように制御することが好ましい。

【0029】

乾燥工程においては、循環経路を閉じて熱風は排出経路を介して排出する。乾燥工程では、豆に含まれる水分が蒸発して、かなりの量の水分が経路に取り込まれるが、水分を含む熱風を循環させると、乾燥工程における効率が低下する。そこで、乾燥工程では熱風を排出経路を介して排出して、乾燥工程を効率よく行う。乾燥工程に続く焙煎工程では、熱風を循環させて熱効率を高めるそして、焙煎工程が終了すると、再び、排出経路を開いて熱風を排出させる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】第１実施形態に係る焙煎装置の構成を示す模式図

【図2】第２実施形態に係る焙煎装置の構成を示す模式図

【図3】第３実施形態に係る焙煎装置の構成を示す模式図

【図4】時間の経過と温度・焙煎度・水分量の変化を示すグラフ

【図5】加湿機配置の別実施形態を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明に係る焙煎装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。まず第１実施形態〜第３実施形態の構成と動作を簡単に説明する。

【0032】

＜第１実施形態の構成＞
まず、第１実施形態に係る焙煎装置Ａの構成を図１の模式図により説明する。この焙煎装置Ａは、コーヒー豆の焙煎を行う為の装置である。熱風炉１は、熱風を送り出すための装置であり、取り込まれた空気をバーナー１ａにより燃焼してファンにより熱風を送り出す。送り込み経路２は、熱風を焙煎機３に向けて送り出すための経路（熱風供給ダクト）である。焙煎機３には、生のコーヒー豆が投入されて、この焙煎機３の中で乾燥工程と焙煎工程が行われる。焙煎機には炒り豆の温度を検知する温度センサーが取り付けられており、この温度センサーにより設定温度（１６０℃）に達したとき制御手段に信号を送る。温度センサーに基づく制御は、他の実施形態も同様である。

【0033】

焙煎機３を通過した熱風は、排出経路５（排出ダクト）を介して排出される。排出経路５の途中にはサイクロン２０と排気ブロワー２１が設けられている。サイクロン２０は、排気熱風に含まれる異物等を濾過して除去する。排気ブロワー２１は、排気されてきた熱風を不図示の脱臭装置へと送り出す。バイパス経路６は、送り込み経路２からの熱風を焙煎機３を通過させず、排出経路５へとバイパスさせる。排出経路５には経路の開閉を行うためのダンパー５ａを有する。バイパス経路６も同様にダンパー６ａを有する。

【0034】

また、焙煎装置Ａの動作を制御するための不図示の制御手段（コンピュータ等で構成）が設けられる。特に、加湿機４やダンパー５ａ，６ａの開閉の作動制御を行う。また、前述の温度センサーの検知結果に基づいて、乾燥工程が終わったものと判断し、加湿機４の動作を開始する。制御手段は、その他の機構部分についても作動制御を行う。

【0035】

＜第１実施形態の動作＞
（１）乾燥工程では、焙煎機３に熱風が送り込まれる。このときバイパス経路６のダンパー６ａは閉鎖した状態であり、排出経路５のダンパー５ａは開放した状態である。これにより、送り込み経路２を介して送り込まれた熱風は焙煎機３に取り込まれた後、排出経路５から排出されて脱臭装置へと送り込まれる。また乾燥工程では加湿機４は動作させない。温度センサーにより焙煎機４の回転ドラム内の炒り豆温度が１６０℃になったことが検出されると、乾燥工程が終了したものと判断し、焙煎工程に移行する。

【0036】

（２）温度センサーの検出結果に基づき、焙煎工程に移行する。焙煎工程では、加湿機４を動作させて、水分を焙煎機３に向けて供給する。加湿機４は、例えば、平均粒径が２００μ以下の微霧を発生するノズルを備えている。炒り豆温度が１６０℃以上になった時点から、５分以内で所定の加湿を完了するように、加湿機４のノズルが選定されている。ダンパー５ａ，６ａは、乾燥工程と同じ状態に設定される。水分供給の作用・効果の詳細については後述する。

【0037】

（３）焙煎工程が終了すると、ダンパー６ａを開放するとともに、ダンパー５ａを閉鎖する。これにより、熱風は焙煎機３には送り込まれず、バイパス経路６を介して排出経路５へとバイパスされる。これにより、焙煎工程が終了したコーヒー豆がさらに加熱されて焙煎度が必要以上に進行しないようにしている。

【0038】

＜第２実施形態の構成＞
第２実施形態に係る焙煎装置Ａの構成を図２の模式図により説明する。熱風炉１、送り込み経路２、焙煎機３、加湿機４については第１実施形態と同じである。送り込み経路２の途中が分岐して分岐経路８が設けられる。分岐経路８には、経路を開閉するためのダンパー８ａが設けられる。分岐流路８は、不図示の脱臭装置に接続されている。

【0039】

焙煎機３を通過した熱風は、循環経路７へと送出される。循環経路７の途中にはサイクロン２０と排気ブロワー２１が設けられている。これらサイクロン２０と排気ブロワー２１は、第１実施形態と同じ機能を有する。循環経路７により、熱風は熱風炉１に戻ってくる。バイパス経路６は、送り込み経路２からの熱風を焙煎機３を通過させず、循環経路７へとバイパスさせる。循環経路７には経路の開閉を行うためのダンパー７ａを有する。バイパス経路６も同様にダンパー６ａを有する。

【0040】

また、焙煎装置Ａの動作を制御するための不図示の制御手段が設けられる。特に、加湿機４やダンパー６ａ，７ａ，８ａの開閉の作動制御を行う。制御手段は、その他の機構部分についても作動制御を行う。

【0041】

＜第２実施形態の動作＞
（１）乾燥工程では、焙煎機３に熱風が送り込まれる。このときバイパス経路６のダンパー６ａは閉鎖した状態であり、循環経路７のダンパー７ａは開放した状態である。これにより、送り込み経路２を介して送り込まれた熱風は焙煎機３に取り込まれた後、循環経路７から再び熱風炉１へと送り込まれる。また乾燥工程では加湿機４は動作させない。循環経路７を通過する熱風は、サイクロン２０と排気ブロワー２１を通過する。

【0042】

熱風を循環させることで、熱効率を上げて、燃料のランニングコストを軽減する。熱風を循環させると、新たに取り込む空気との総和が大きくなるので分岐経路８のダンパー８ａを半開に設定して、一部の空気を排出させる。

【0043】

（２）焙煎工程では、加湿機４を動作させて、水分を焙煎機３に向けて供給する。ダンパー６ａ，７ａ，８ａは、乾燥工程と同じ状態に設定される。

【0044】

（３）焙煎工程が終了すると、ダンパー６ａを開放するとともに、ダンパー７ａを閉鎖する。これにより、熱風は焙煎機３には送り込まれず、バイパス経路６を介して循環経路７へとバイパスされる。これにより、焙煎工程が終了したコーヒー豆がさらに加熱されて焙煎度が必要以上に進行しないようにしている。

【0045】

さらに、焙煎工程が終了すると、排出経路８のダンパー８ａを半開から全開に設定変更する。これにより、循環される熱風は、排出経路８から排出されて脱臭装置へと送り込まれる。

【0046】

＜第３実施形態の構成＞
第３実施形態に係る焙煎装置Ａの構成を図３の模式図により説明する。熱風炉１、送り込み経路２、焙煎機３、加湿機４については第１、第２実施形態と同じである。送り込み経路２の途中が分岐して分岐経路８が設けられる。分岐経路８には、経路を開閉するためのダンパー８ａが設けられる点は、第２実施形態と同じである。分岐流路８は、不図示の脱臭装置に接続されている。

【0047】

焙煎機３を通過した熱風は、循環経路７を介して循環されるか、排出経路５を介して排出されて脱臭装置へ送り込まれる。経路の途中にはサイクロン２０と排気ブロワー２１が設けられている。これらサイクロン２０と排気ブロワー２１は、第１、第２実施形態と同じ機能を有する。焙煎機３から排気ブロワー２１に至るまでの経路は、循環経路７と排出経路５が共用された１つの経路として構成される。排気ブロワー２１から先は、循環経路７と排出経路５が別々の経路として構成される。別々に分岐した循環経路７と排出経路５には、それぞれダンパー７ｂ，５ｂが設けられる。また、共用された経路にもダンパー５ａ（７ａ）が設けられる。

【0048】

循環経路７により、熱風は熱風炉１に戻ってくる。バイパス経路６は、送り込み経路２からの熱風を焙煎機３を通過させず、共用の経路へとバイパスさせる。バイパス経路６もダンパー６ａを有する。

【0049】

また、焙煎装置Ａの動作を制御するための不図示の制御手段が設けられる。特に、加湿機４やダンパー５ａ（７ａ），５ｂ，７ｂ，６ａ，８ａの開閉の作動制御を行う。制御手段は、その他の機構部分についても作動制御を行う。

【0050】

＜第３実施形態の動作＞
（１）乾燥工程では、焙煎機３に熱風が送り込まれる。このときバイパス経路６のダンパー６ａは閉鎖した状態であり、共用の排出経路５（循環経路７）のダンパー５ａは開放した状態である。また、分岐した循環経路７のダンパー７ｂは閉鎖させ、分岐した排出経路５のダンパー５ｂは開放する。

【0051】

これにより、送り込み経路２を介して送り込まれた熱風は焙煎機３に取り込まれた後、分岐した排出経路５を介して脱臭装置へと送られる。乾燥工程では、生豆に含まれている水分が蒸発して、経路に送出されるので、乾燥工程で熱風を循環させると蒸発した大量の水分も循環することになり、乾燥効率が低下する。そこで、乾燥工程では、第１実施形態と同じように熱風をそのまま排出させる。熱風は、サイクロン２０と排気ブロワー２１を通過する。

【0052】

なお、送り込み経路２から分岐した分岐経路８のダンパー８ａは半開に設定しておく。乾燥工程では加湿機４は動作させない。

【0053】

（２）焙煎工程では、加湿機４を動作させて、水分を焙煎機３に向けて供給する。ダンパー５ａ，６ａ，８ａは、乾燥工程と同じ状態に設定される。また、分岐した循環経路７のダンパー７ｂは閉鎖から開放状態に設定変更する。さらに分岐した排出経路５のダンパー５ｂは開放から閉鎖状態に設定変更する。焙煎工程では、熱風を循環させることで、熱効率を上げて、燃料のランニングコストを軽減する。熱風を循環させると、新たに取り込む空気との総和が大きくなるので分岐経路８のダンパー８ａは半開のままに設定しておき、一部の空気を排出させる。焙煎機３を通過した熱風は、サイクロン２０と排気ブロワー２１を通過して、熱風炉１へと戻される。

【0054】

（３）焙煎工程が終了すると、ダンパー６ａを開放するとともに、共用経路のダンパー５ａを閉鎖する。また、分岐した循環経路７のダンパー７ｂは開放から閉鎖状態に設定変更するとともに、分岐した排出経路５のダンパー５ｂは閉鎖から開放状態に設定変更する。これにより、熱風は焙煎機３には送り込まれず、バイパス経路６を介して分岐した排出経路５へとバイパスされる。これにより、焙煎工程が終了したコーヒー豆がさらに加熱されて焙煎度が必要以上に進行しないようにしている。さらに、焙煎工程が終了すると、排出経路８のダンパー８ａを半開から全開に設定変更する。

【0055】

＜乾燥工程・焙煎工程について＞
つぎに、乾燥工程と焙煎工程について説明する。図４は、時間の経過と温度・焙煎度・水分量の変化を示すグラフである。焙煎度はＬ値（明度）で示される。

【0056】

（１）乾燥工程
焙煎機３の中にコーヒー豆（生豆）を投入する。水分量は１１〜１２％である。生豆のＬ値は約６０である。豆の温度が１６０℃になるまで乾燥させると、水分量は５〜６％程度まで減少する。豆の体積膨張は１００ｍｇあたり２０ｍｌ程度である。基本的に、乾燥工程では水分量以外の品質変化は生じない。

【0057】

（２）第１焙煎工程
炒り豆温度はさらに上昇し、２００℃まで上昇する。１９０℃程度で中炒りの豆となる。水分量は３％程度まで減少する。Ｌ値は４５〜２５程度までに急激に変化する。豆の体積膨張は１００ｍｇあたり３０ｍｌ程度である。生成される成分として、刺激臭や甘い香りの原因となるアセトアルデヒドやジアセチルは少なくなり、苦味成分の原因となるピリジンが増加する。

【0058】

（３）第２焙煎工程
炒り豆温度はさらに上昇し、２４０℃まで上昇する。２１０℃程度で深煎りの豆となる。水分量は、１〜２％まで減少する。Ｌ値は１９程度まで低下する。豆の体積膨張は１００ｍｇあたり３５ｍｌ程度である。生成される成分として、酸味や渋味等の刺激成分（酢酸＋フルフラール）が減少し、香ばしさや苦味成分（２−メチルフラン、ピリジン）が増加する。

【0059】

＜水分供給の効果＞
本発明においては、乾燥工程では加湿機を動作させないが、焙煎工程においては加湿機を動作させて、水分を送り込み経路２を介して焙煎機３に送り込む。焙煎工程においては、すでにかなり水分量が減少しているが、それを補給するものである。含有水分量は、加湿機４を動作させることで、図４に示すグラフよりも、０．２〜０．５%程度、増加するものと推定される。

【0060】

水分を供給することの効果は、炒り豆の表面から内部への熱伝達を行いやすくすることである。水分を供給して炒り豆を軟化させて、炒り豆の膨張を促進させることである。炒り豆内部の高温高圧化を緩和し豆全体に均一な焙煎を行うことである。これにより、刺すような強い苦味をなくすことができる。また水溶性の成分（例えば、ウイスキー等の液体）を使用することで、新たな味を作り出すことができる。

【0061】

焙煎豆は、表面よりも内部の方が外側よりも温度が高くなり深く炒られる。焙煎工程においては、外側が先に乾燥していく。豆の表面に近いところから水分が失われるが、中心部に水分が残る。水分が抜けて硬化した表面側のポーラスに守られるように、中心部の残存した水分は密閉した状態で加熱されていく。そして内部では水分が蒸発して高圧となり、さらに高温になっていく。これが刺すような強い苦味の原因となる。

【0062】

焙煎工程から炒り上がりまでの工程で炒り豆から出てくる水分は３〜４％程度であり、炒り豆の内部にまで熱を伝達する水分が不足して、炒り豆の中心部まで熱が届きにくいのが現状である。そこで、加湿機（加湿手段）を設けて水分補給を行うことで、熱伝達を行いやすくし、炒り豆の全体に均一に熱が伝わるようにする。それと共に、組織の軟化を促し、炒り豆の膨張をしやすくする。

【0063】

＜加湿機の別実施形態＞
図５は、加湿機４の配置の別実施形態を示す。図１〜図３の実施形態において、加湿機４は送り込み経路２に配置されているが、図５に示すように、熱風炉１や循環経路７に配置してもよい（４ｘ、４ｙで示す）。かかる構成によっても、送り込み経路２を経由して焙煎機３に水分を供給することができる。また、加湿機４は１カ所だけでなく、複数個所、例えば、送り込み経路２と熱風炉１の双方に設けてもよい。

【0064】

＜別実施形態＞
経路（ダクト）を開閉するための手段は、ダンパーに限定されるものではない。

【0065】

第３実施形態では、循環経路と排出経路を一部供用しているが、かかる構成に限定されるものではなく、それぞれを独立して設けてもよい。

【0066】

熱風をバイパス経路を介して排出する場合、焙煎機内の回転ドラムをバイパスするようにしてもよいし、焙煎機自体をバイパスするようにしてもよい。

【符号の説明】

【0067】

Ａ 焙煎装置
１ 熱風炉
２ 送り込み経路
３ 焙煎機
４ 加湿機（加湿手段）
５ 排出経路
５ａ，５ｂ ダンパー
６ バイパス経路
６ａ ダンパー
７ 循環経路
７ａ，７ｂ ダンパー
８ 分岐経路
８ａ ダンパー

【要約】

【課題】豆全体に熱が均一に伝わるようにして、豆の急激な膨張を抑えて、品質の良い豆の焙煎を行うことのできる焙煎装置を提供する。
【解決手段】豆の焙煎を行う焙煎機３と、焙煎機３へ熱風を送り出すための熱風炉１と、熱風炉１から焙煎機３へと熱風を送り込むための流路を形成する送り込み経路２と、焙煎機３を通過した熱風を熱風炉１へと戻す循環経路７と、焙煎機３を通過した熱風を排出させる排出経路５と、送り込み経路２から分岐した分岐経路８と、を備えた焙煎装置であって、送り込み経路２に設けられた加湿手段４と、この加湿手段４を制御する制御手段とを備え、制御手段は、豆の乾燥工程において加湿手段４を非動作とし、乾燥工程に続く焙煎工程において加湿手段４を動作させて、水分を焙煎機３に送り込むように制御する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】