特開 2025-4376 焙煎装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004376

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】焙煎装置

(51)【国際特許分類】

   A23N 12/08 20060101AFI20250107BHJP

   A23F 5/04 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

A23N12/08 A

A23F5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104028

(22)【出願日】2023-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】000109026

【氏名又は名称】ダイニチ工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】大塚 優吾

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 允

(72)【発明者】

【氏名】生田 竜晟

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 玲

(72)【発明者】

【氏名】上田 昌史

(72)【発明者】

【氏名】高野 優斗

【テーマコード（参考）】

4B027

4B061

【Ｆターム（参考）】

4B027FB21

4B027FC01

4B027FC02

4B027FE01

4B027FQ02

4B027FR04

4B061AA01

4B061AB07

4B061BA09

4B061CD01

4B061CD05

4B061CD18

4B061CD30

(57)【要約】

【課題】被焙煎物の基本となる風味を作り、かつ焙煎レベルに応じた風味も作ることができる焙煎装置および制御プログラムを提供すること。
【解決手段】複数の焙煎レベルから１つを選択できる焙煎装置において、焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一段階と、焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二段階とからなる焙煎プロファイルに基づいて制御装置が焙煎動作を制御する。被焙煎物が焙煎される過程では様々な化学反応が起こり、酸味や旨味、コクといった風味が作られる。そこで、第一段階を設けることで、いずれの焙煎レベルが選択された場合でも被焙煎物に必要とされる基本の風味を作り、味の土台を築くことができる。そして、第二段階では焙煎レベルに応じた風味を土台となる味の上に加えることで、風味の良い被焙煎物が得られる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の焙煎レベルから１つを選択するレベルスイッチと、
経過時間に対する温度の変化を示す焙煎プロファイルに基づいて焙煎動作を制御する制御装置と、を備え、
前記焙煎プロファイルは、前記焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一段階と、前記焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二段階とからなる焙煎装置。

【請求項2】

前記第一段階は、経過時間に対する温度の変化が多段の階段状である請求項１記載の焙煎装置。

【請求項3】

前記第二段階は、前記焙煎レベルが高いほど高い温度で温度を維持する請求項１または２に記載の焙煎装置。

【請求項4】

複数の焙煎レベルから１つを選択するレベルスイッチを備えた焙煎装置の制御プログラムであって、
焙煎時の昇温制御として、
前記焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一工程と、
前記焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二工程と、を実行させる制御プログラム。

【請求項5】

前記第一工程は、経過時間に対する温度の変化が多段の階段状である請求項４記載の制御プログラム。

【請求項6】

前記第二工程は、前記焙煎レベルが高いほど高い温度で温度を維持する請求項４または５に記載の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コーヒー豆などの被焙煎物を焙煎する焙煎装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、コーヒーの生豆等の被焙煎物を焙煎する装置があり、ガスを利用して焙煎を行うガス式焙煎装置やヒータで加熱した空気によって焙煎を行う熱風式焙煎装置など、様々な方式のものが知られているが、いずれの方式においても、焙煎は焙煎プロファイルと呼ばれる熱対時間曲線を被焙煎物に適用することによって行われる（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１１３９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、コーヒー豆を焙煎する際には、好みに応じて浅煎りから深煎りまで複数段のレベルに分けて焙煎を行うこともある。この場合、コーヒー豆に必要とされる風味と、好みに応じた風味が作られることで、コーヒー豆らしさと使用者の好みの風味とが合わさった風味の良いコーヒー豆を得ることができるが、このような風味の良いコーヒー豆を得るための焙煎制御には改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためのもので、焙煎レベルによらず被焙煎物に必要とされる風味と、選択された焙煎レベルに応じた風味も持つ被焙煎物を得ることができる焙煎装置および焙煎装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、
複数の焙煎レベルから１つを選択するレベルスイッチと、
経過時間に対する温度の変化を示す焙煎プロファイルに基づいて焙煎動作を制御する制御装置と、を備え、
前記焙煎プロファイルは、前記焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一段階と、前記焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二段階とからなる焙煎装置である。

【0007】

また、本発明は、
複数の焙煎レベルから１つを選択するレベルスイッチを備えた焙煎装置の制御プログラムであって、
焙煎時の昇温制御として、
前記焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一工程と、
前記焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二工程と、を実行させる制御プログラムである。

【発明の効果】

【0008】

上述のように構成することにより、第一段階および第一工程では被焙煎物に必要とされる風味を基本の風味として作り、第二段階および第二工程では選択された焙煎レベルに応じた風味を基本の風味のうえに加えることができるため、風味の良い被焙煎物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の焙煎装置の断面構成図である。

【図2】本実施形態における焙煎プロファイルの一例を示したものである。

【図3】本実施形態の焙煎装置における制御装置のブロック図である。

【図4】本実施形態における各焙煎レベルの焙煎プロファイルを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0011】

本発明は、複数の焙煎レベルから１つを選択するレベルスイッチと、経過時間に対する温度の変化を示す焙煎プロファイルに基づいて焙煎動作を制御する制御装置と、を備えた焙煎装置であって、焙煎プロファイルは、焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一段階と、焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二段階とからなる。被焙煎物が焙煎される過程では様々な化学反応が起こり、酸味や旨味、コクといった風味が加えられ、被焙煎物の風味が作られる。そのため、焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じ第一段階を設けることで、化学反応の進行の程度を揃え、いずれの焙煎レベルが選択された場合でも被焙煎物に必要とされる風味を基本の風味として作り、味の土台を築くことができる。そして、第二段階で焙煎レベル毎に熱の加え方を変えて、焙煎レベルに応じた風味を土台となる味のうえに加えることで、風味の良い被焙煎物を得ることができる。

【0012】

また、第一段階は、経過時間に対する温度の変化が多段の階段状である。上述した化学反応は特定の温度帯で活性化することが知られているため、第一段階を多段とすることで複数の味覚成分を付加し、奥行きのある優れた風味を作ることができる。さらに、階段状に温度を上げることで、狙った風味を引き出して輪郭がはっきりとした風味を作ることができ、より風味の良い被焙煎物を得ることができる。

【0013】

また、第二段階は、焙煎レベルが高いほど高い温度で温度を維持する。第一段階では基本となる風味が作られるが、焙煎レベル毎の違いがない。そこで、第二段階では焙煎レベルが高いほど高い温度で焙煎を行うことで、深煎りの被焙煎物の特徴である苦みを付加し、選択された焙煎レベルに応じた風味を作ることができる。

【0014】

また、本発明は、複数の焙煎レベルから１つを選択するレベルスイッチを備えた焙煎装置の制御プログラムであって、焙煎時の昇温制御として、焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである第一工程と、焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なる第二工程と、を実行させる。被焙煎物が焙煎される過程では様々な化学反応が起こり、酸味や旨味、コクといった風味が加えられ、被焙煎物の風味が作られる。そのため、焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じ第一工程を設けることで、化学反応の進行の程度を揃え、いずれの焙煎レベルが選択された場合でも被焙煎物に必要とされる風味を基本の風味として作り、味の土台を築くことができる。そして、第二工程で焙煎レベル毎に熱の加え方を変えて、焙煎レベルに応じた風味を土台となる味のうえに加えることで、風味の良い被焙煎物を得ることができる。

【0015】

また、第一工程は、経過時間に対する温度の変化が多段の階段状である。上述した化学反応は特定の温度帯で活性化することが知られているため、第一工程を多段とすることで複数の味覚成分を付加し、奥行きのある優れた風味を作ることができる。さらに、階段状に温度を上げることで、狙った風味を引き出して輪郭がはっきりとした風味を作ることができ、より風味の良い被焙煎物を得ることができる。

【0016】

また、第二工程は、焙煎レベルが高いほど高い温度で温度を維持する。第一工程では基本となる風味が作られるが、焙煎レベル毎の違いがない。そこで、第二工程では焙煎レベルが高いほど高い温度で焙煎を行うことで、深煎りの被焙煎物の特徴である苦みを付加し、選択された焙煎レベルに応じた風味を作ることができる。

【実施例0017】

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。なお、被焙煎物を煎る焙煎装置の一例として、コーヒー豆焙煎装置を例に説明する。

【0018】

図１は本実施形態の焙煎装置の断面構成図である。本実施形態の焙煎装置１は、被焙煎物であるコーヒー豆を焙煎する本体部２と、焙煎の過程で剥がれたコーヒー豆の薄皮を回収するためのチャフコンテナ３とを備えて構成されている。チャフコンテナ３は本体部２の上方に着脱自在に設けられている。

【0019】

本体部２は、外装をなすケーシング２０を有している。ケーシング２０内には、ファン１１とモータ１２からなり、空気流を発生させる送風機１３、送風機１３により発生した空気流を整流するファンケース１１０、送風機１３の下流に設けられて空気を熱するヒータ１４、ヒータ１４を収容するヒータケース１４０、ヒータ１４で熱された空気によりコーヒー豆を焙煎する焙煎釜１５が設けられている。

【0020】

ケーシング２０の上部と底部には、本体部２内に空気を取り入れる吸気口２１が設けられていて、送風機１３が駆動すると吸気口２１から本体部２内に空気が流入する。上部の吸気口２１から取り入れられた空気は、ケーシング２０の側面に沿って下方へ流れて本体部２の底部に向かう。この空気流は、ヒータ１４から発せられる熱がケーシング２０に伝わることを抑制し、ケーシング２０の表面温度が上昇することを防いでいる。底部の吸気口２１から取り入れられた空気は、上部の吸気口２１から取り入れられた空気と合流してファンケース１１０に流入する。そして、流入した空気はファンケース１１０によって整流されてヒータケース１４０へ向かう。

【0021】

ヒータケース１４０は、ファンケース１１０によって整流された空気を取り入れる開口１４１を底部に備えた有天筒形状の金属製部品であり、内側にヒータ１４を収容している。また、ヒータケース１４０の上面の中央には取付孔１４２が設けられており、取付孔１４２には焙煎釜１５が取り付けられている。送風機１３から送風された空気は、開口１４１からヒータケース１４０内に流入し、ヒータ１４により熱せられて熱風となった後、焙煎釜１５内に供給されるようになっており、焙煎釜１５内のコーヒー豆は熱風で加熱されることにより焙煎される。

【0022】

焙煎釜１５は、上部が開口した有底筒形の形状であって、熱伝導性の高いアルミなどの材料から構成されている。焙煎釜１５がヒータケース１４０の取付孔１４２に取り付けられると、筒形の下方部分の一部がヒータケース１４０内に収容される。また、焙煎釜１５の側面の所定位置には、外周方向に張り出すフランジ１５０が形成されていて、このフランジ１５０がヒータケース１４０の上面と当接することで焙煎釜１５が所定の位置に配置されるようになっている。フランジ１５０は、ヒータケース１４０の上面とで熱風の流路をシールするように設けられていて、これにより熱風の流路が形成される。

【0023】

焙煎釜１５の側面には、ヒータ１４で発生した熱風を取り入れる熱風流入口１６が複数設けられている。熱風流入口１６は、斜め方向に伸びるスリット形状であって、側面の周方向に一定の間隔を空けて並んで設けられる。熱風流入口１６を通過した熱風は、焙煎釜１５内に流入して旋回流を発生させる。コーヒー豆はこの旋回流によって撹拌され、焙煎釜１５内を回転しながら徐々に水分が蒸発していき、焙煎されたコーヒー豆となる。このように、旋回流によってコーヒー豆が撹拌されることで、煎りムラを生じさせることなく短時間で均一にコーヒー豆を焙煎することができる。

【0024】

コーヒー豆を通過した後の熱風は、焙煎釜１５の上部の開口から排出される。また、焙煎の過程でコーヒー豆から剥がれた薄皮（チャフ）は、この熱風とともに開口から排出されて、本体部２の上方に設けられたチャフコンテナ３に回収される。チャフコンテナ３には排気口３０が設けられており、チャフが回収されたあとの熱風だけがこの排気口３０から焙煎装置１外に排出される。

【0025】

また、本実施形態の焙煎装置には、ヒータケースサーミスタ５０と釜サーミスタ５１の２つのサーミスタが設けられている。ヒータケースサーミスタ５０はヒータケース１４０の上面に取り付けられており、焙煎釜１５に取り込まれる前の熱風の温度を検知している。釜サーミスタ５１は焙煎釜１５の側面取り付けられており、焙煎釜１５内の温度を検知している。

【0026】

上述のように構成される焙煎装置１において、焙煎は、焙煎プロファイルと呼ばれる熱対時間曲線を被焙煎物に適用することによって行われる。図２は、本実施形態における焙煎プロファイルの一例を示したものである。図に示すように、焙煎プロファイルは縦軸を温度、横軸を時間としたグラフによって表され、経過時間に対する温度の変化を示すものである。

【0027】

焙煎装置１には、複数の焙煎レベルが設けられている。使用者は、本体部２に設けられたレベルスイッチ７０（図３参照）を操作して焙煎レベルを選択することができ、選択された焙煎レベルになるよう焙煎が実行される。この焙煎レベルには、浅煎り、中煎り、深煎りの３段階があり、また一般的には、浅煎りから深煎りまでを、ライトロースト、シナモンロースト、ミディアムロースト、ハイロースト、シティロースト、フルシティロースト、フレンチロースト、イタリアンロースト、の８段階に分けている。よって、焙煎レベルは３から８段階の間で設定するとよい。本実施形態では、焙煎レベルを焙煎レベル１から３の３段階から選択でき、焙煎度が深くなるにしたがってレベルの数値が上昇する。そして、各焙煎レベルに応じて異なる焙煎プロファイルが設定されている。

【0028】

焙煎装置１の動作は、後述する制御装置６０によって制御される。制御装置６０は、焙煎釜１５の温度が焙煎プロファイルの通りに変化するようにヒータ１４の通電を制御する。

【0029】

図３は、本実施形態の焙煎装置における制御装置のブロック図である。制御装置６０は、プロファイル記憶部６１と、運転制御部６２と、ヒータ制御部６３と、を含んで構成され、レベルスイッチ７０で選択した焙煎レベルに応じた被焙煎物が得られるように焙煎動作を制御する。

【0030】

プロファイル記憶部６１は、被焙煎物を加熱する温度と、その温度を維持する時間のデータを保存している。本実施形態において、被焙煎物を加熱する温度とは、釜サーミスタ５１が検知する焙煎釜１５の温度である。そして、焙煎プロファイルは焙煎レベル毎に設定されて保存されている。

【0031】

運転制御部６２は、レベルスイッチ７０で選択した焙煎レベルに基づき、プロファイル記憶部６１に記憶された焙煎プロファイルを読み出して焙煎制御における各部の動作を制御する。また、焙煎釜１５の温度が焙煎プロファイルの通りに変化するように、ヒータ１４の通電量を調整する。

【0032】

ヒータ制御部６３は、運転制御部６２からの指示に基づいてヒータ１４の通電を制御する。ヒータ１４は、例えば１００％または５０％のいずれかで通電されるように構成され、運転制御部８２からの指示に応じてヒータ１４の通電を切り替える。

【0033】

次に、本実施形態の焙煎プロファイルについて詳細に説明する。

【0034】

図４は、本実施形態における各焙煎レベルの焙煎プロファイルを示した図である。焙煎プロファイルは、いずれの焙煎レベルであっても、被焙煎物の基本となる風味を作る第一段階と、選択された焙煎レベルへと仕上げる第二段階とからなる。なお、図では焙煎レベル１を実線、焙煎レベル２を破線（小）、焙煎レベル３を破線（大）で示している。

【0035】

第一段階は、レベルスイッチ７０で選択された焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じである。コーヒー豆を特定の温度で加熱することで、コーヒー豆に含まれる糖やアミノ酸などが化学反応を起こし、酸味や旨味、コクといった風味を加えることができる。コーヒー豆における化学反応の主なものとしては、「加水分解」、「メイラード反応」、「カラメル化」などがあり、これらの化学反応が起こることでコーヒー豆の風味が作られる。このとき、焙煎レベルに関係なく、コーヒー豆に必要とされる味わいや香りを基本の風味として作ることで味の土台を築き、そこに焙煎レベルに応じた風味が加えられることで、風味の良いコーヒー豆が得られる。そこで、焙煎プロファイルに焙煎レベルによらず経過時間に対する温度の変化が同じ第一段階を設けることで、上述した化学反応の進行の程度を揃え、いずれの焙煎レベルが選択された場合でも被焙煎物の基本となる風味を作り、味の土台を築くことができる。

【0036】

さらに、第一段階は多段の階段状とすることが好ましい。上述した化学反応は特定の温度帯で活性化することが知られている。そのため、第一段階を多段とすることで複数の味覚成分を付加し、奥行きのある優れた風味を作ることができる。さらに、階段状として特定の温度を維持することで、狙った味覚成分を引き出して輪郭がはっきりとした風味を作ることができる。なお、本実施形態では１５０℃および１８０℃において温度を維持する時間を設けており、１５０℃はメイラード反応、１８０℃はカラメル化を進行させることを目的とした温度である。これにより、コクと旨味を基本の風味として作ることができる。

【0037】

第二段階は、レベルスイッチ７０で選択された焙煎レベルに応じて経過時間に対する温度の変化が異なり、焙煎レベルが高いほど高い温度で温度を維持する。本実施形態では焙煎レベル１では１９０℃、焙煎レベル２では２１０℃、焙煎レベル３では２３０℃を維持するよう焙煎プロファイルで規定されている。第二段階では、焙煎レベル毎に熱の加え方を変えて焙煎レベルに応じた風味を第一段階で築いた土台となる味のうえに加えることで、風味の良い被焙煎物を得ることができる。本実施形態では、第二段階において焙煎レベルが高いほど高い温度で焙煎を行うことで、深煎りの被焙煎物の特徴である苦みを付加し、選択された焙煎レベルに応じた風味を加えている。また、被焙煎物の色を黒に近い色へと変化させて、焙煎レベルに応じた色の違いを作ることができる。なお、第二段階における熱の加え方は、焙煎レベルが高いほど高い温度を維持する以外に、第二段階の終了時に到達する温度が高くなるようにしてもよい。

【0038】

また、焙煎レベル毎の違いを作るために、焙煎レベルによらず同じ温度で焙煎し、焙煎レベルが高いほど焙煎の時間を長くすることで、深煎りの被焙煎物を得ることもできるが、前述したように焙煎レベルが高いほど高い温度にすることで焙煎にかかる時間を短くすることができる。

【0039】

以上、実施形態として焙煎装置を例示して説明したが、実施形態は、第一段階を第一工程、上記第二段階を第二工程として制御装置に実行させるための制御プログラムの形態としてもよい。

【符号の説明】

【0040】

６０ 制御装置
７０ レベルスイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】