JPH069494B2 - コーヒー焙煎機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、生豆類の加熱から冷却までの各工程を自動化
した焙煎機に関する。

（従来の技術） コーヒー生豆を自動的に焙煎する技術として特公昭５６
−１９９８６号公報に示される焙煎機が知られている。

この焙煎機は、回転ドラムに生豆を投入し、このドラム
の内に風を送りつつ、ドラムの外にヒータでドラムを加
熱し、このドラムを介して生豆を加熱焙煎する。

（発明が解決しようとする課題） 前記焙煎機の送風用ファンは基本的に一定風量を送風す
る。そして、孔あきダンパを閉じて、その孔から少量の
空気をドラム内へ送風しつつ加熱焙煎をなす。

しかし、近年、愛飲家の好みが多様化し、例えば送風量
の少ない焙煎での渋みあるいは嫌な匂いの残るコーヒー
豆は好まれず、よって送風量を過剰にした焙煎が為され
つつある。

しかし、この技術はコーヒー独特の香りをもを強制排出
する虞れがあり、コーヒー豆の風味を損ねるとともに熱
及び電気エネルギの損失を招く。

（課題を解決するための手段及び作用） よって、本発明者は種々研究を重ね、過度な送風量を保
つことによって前記欠点を解決することを知見し、本発
明を完成させるに至った。

即ち、本発明は加熱室を掃気する掃気手段に送風量切換
手段を付設したことを特徴とし、詳しくは前記送風量切
換手段は加熱室の温度上昇に合せて階段状に送風量を増
加させる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る焙煎機正面図、第２図は同焙煎機
断面図、第３図は第２図より奥部分の断面図である。

焙煎機１は、脚材２ａ…にて空中に保持されるボディケ
ース２の上方に設けた加熱室３と、この加熱室３の下方
に前記ボディケース２内に形成した冷却室９とから成
る。

前記加熱室３は、第２図に示す如く前記ボディケース２
の上面２ｂに２枚の仕切板４，５を離して立設し、これ
ら仕切板４，５の間にシリンダ６を横置きして挟持せし
め、このシリンダ６の内部に第１の撹拌手段８を具備し
た構成からなる。

前記シリンダ６は、石英ガラス、高ケイ酸ガラス、ホウ
ケイ酸ガラスに代表される耐熱ガラス性円筒であって、
第４図及び第５図に示すように、断面方向約２７０゜分
の外周面に例えば酸化スズを塗布、焼き付け処理して遠
赤外線を発する発熱体７ａを形成し、この発熱体７ａの
両端に帯状の電極板７ｂ，７ｂを貼着し、この電極板７
ｂ，７ｂの夫々にターミナル７ｃ，７ｃを固設して成る
加熱手段７をシリンダ６に付設する。

そして、発熱体７ａや電極板７ｂ，７ｂが付設されてい
ない約９０゜部分が後述する覗き窓に向くようにしてシ
リンダ６は取りつけられる。

前記第１の撹拌手段８は、第６図に示す回転軸８ａに３
枚のワイパー状の撹拌羽根８ｂ…が一体的にピン係止さ
れている。

撹拌羽根８ｂは回転軸８ａ軸に対して傾斜して取りつけ
られ、傾斜した状態でシリンダ６内面に密に摺接するよ
うに、前縁を湾曲形成されている。

前記回転軸８ａは、第２図に示す如くその先端部８ｃを
一方の仕切板５に回転自在に支持され、基端部８ｄを、
他の仕切板４にて支承するとともに、減速機付モータ８
ｅに連結している。

仕切板４上部には豆の入口４ａが開口し、この入口４ａ
に投入口４ｂを上部に備えた入口通路４ｃが付設されて
いる。

もう一方の仕切板５下部には豆の出口５ａが開口し、こ
の出口５ａには加熱室３から排出された豆を導く連絡通
路５ｂが付設されている。

前記豆の出口５ａは、ピン５ｃを揺動中心にて揺動する
アーム５ｄの先端に設けた蓋体５ｅにて閉塞される。

アーム５ｄは、その上端部に形成したレバー５ｆに係合
するシリンダユニット５ｇにて任意に揺動する。

前記連絡通路５ｂは、ボディケース２に連結され、下方
の冷却室９に豆を落下せしめる。

冷却室９は、ボディケース２に引出し自在とされた有底
円筒形状の冷却ケース１０と、この冷却ケース内の豆類
を撹拌する第２の撹拌手段１１と、同豆類を空気強制冷
却する冷却手段１２とからなる。

前記第２の撹拌手段１１は、冷却ケース１０の底面１０
ａを貫通した軸１１ａにて支承されて水平方向に旋回す
る羽根１１ｂと、軸１１ａの下端部に嵌着された従動ギ
ヤ１１ｃと、ボディケース２下面から吊下されたギヤモ
ータ１１ｄと、このギヤモータ１１ｄの出力軸に嵌着さ
れ前記従動ギヤ１１ｃに噛合可能とされた駆動ギヤ１１
ｅとからなる。

前記冷却手段１２は、冷却ケースの底面１０ａに穿設さ
れた多数の小孔１０ｂ…を介して上向きに冷却ケース１
０内へ外部空気を送り込む冷却ファンが好適である。

ボディケース上面２ｂの略中央には冷却室の空気出口９
ａを含む開口２ｃが形成され、冷却室の空気出口９ａを
出た冷却空気が仕切板４下部の切欠き部４ｄを通って、
開口２ｃから再びボディケース２内に流入可能となるよ
うにしていて、この部分の第２の薄皮ストッカ１７を配
設する。

次に、第３図に示す第１の薄皮排出手段１３を説明す
る。

仕切板４上部と、シリンダ６上方と仕切板５上部を覆う
如くに給気ダクト１４が配設され、この給気ダクト１４
の仕切板４側基端部１４ａには空気孔１４ｂ…が開けら
れていいるととも、モータ付きファン１４ｃが設けられ
ている。また給気ダクト１４の先端部１４ｄは仕切板５
上部に設けられた空気入口５ｈに接続している。

そして、この空気入口５ｈに対向して仕切板４には、空
気出口４ｅが設けられる。この空気出口４ｅからは排気
ダクト１５が延設されている。

排気ダクト１５は、図示する如く、緩く上り勾配に形成
した横ダクト部１５ａと、これに続く縦ダクト部１５ｂ
とからなる。横ダクト部１５ａは縦ダクト部１５ｂの高
さ方向途中に連結されていて、この連結部分には横ダク
ト部１５ａから流出する空気を下向きに偏向させる邪魔
板１５ｃが介設されている。

縦ダクト部１５ｂはボディケース２に連通し、縦ダクト
部１５ｂの下方に第１の薄皮ストッカ１６が配置されて
いる。

この第１の薄皮ストッカ１６はボディケース２に引出し
自在であって、前記第２の薄皮ストッカ１７と横並びに
配設される。

以上のファン１４ｃと、給気ダクト１４と、空気入口５
ｈと、空気出口４ｅと、排気ダクト１５とで第１の薄皮
排出手段１３を構成する。

そして、前記邪魔板１５ｃより上の縦ダクト部上端部１
５ｄには、ヒータ１８とこのヒータ１８の上に触媒１９
が介設されている。

以上の内部構成からなる焙煎機１には、第１図に示すよ
うに、その正面１ａに、覗窓２０が設けられ、この覗窓
２０の隅で覗窓２０と前記シリンダ６の間の空気に照明
２１が介設され、また覗窓２０の右方には、コントロー
ラ２２が付設されている。このコントローラ２２には、
第８図に示す如く加熱手段７に関する昇温率設定器２４
と、ファン１４ｃに関する送風量切換手段２５とが付設
されている。

以上の構成からなる焙煎機１の作用を以下に述べる。

先ず、コントローラ２２の電源スイッチ２２ａを入れ
る。モータ８ｅが作動し、回転軸８ａを介して撹拌羽根
８ｂ…が回転をはじめる。

焙煎機１の上方に保持した定量ホッパ２３から、そのロ
ータリーバルブ２３ａを回動して、シリンダ６の容積の
２０〜４０％相当量の豆を落下させ、投入口４ｂ→入口
通路４ｃ→豆の入口４ａの経路をへて、シリンダ６内へ
生豆を投入する。

コントローラ２２にて希望の焼上り温度を設定しての
ち、スタートボタン２２ｂを押す。

コントローラ２２は後に詳述する昇温率設定器２４を介
して加熱手段７の出力を制御し、この制御された加熱手
段７はシリンダ６を暖めるとともにその遠赤外線にて生
豆を加熱する。この間、照明２１の作用にて覗窓２０を
介してシリンダ６内を覗くことができる。そして、第１
の撹拌手段８にて撹拌されながら徐々に加熱される豆
は、第３図に示されるような仕切板５に貫通挿入された
サーミスタなど測温手段２２ｃにて温度計測され、所定
のヒートパタンで処理される。

生豆の表皮は加熱されることにより剥離して薄皮とな
り、また生豆は匂いを発するようになる。

従って、コントローラ２２は、後に詳述する送風量切換
手段２５を介して、第１の薄皮排出手段１３のファン１
４ｃを運転する。ファンは焙煎機１内部の暖かい空気を
空気孔１４ｂ…から吸い込み、過圧して、給気ダクト１
４を介して、シリンダ６へ送り込む。空気はシリンダ６
内を掃気して浮遊する薄皮を空気出口４ｅを介して排気
ダクト１５へ払い出す。排気ダクト１５内にて偏向され
た薄皮は、落下して下方の第１の薄皮ストッカ１６に溜
る。

空気はドラフトで上昇し、ヒータ１８で再加熱され触媒
１９を通過する間に脱臭処理される。

ヒータパターンに沿って例えば２３０℃まで昇熱して加
熱工程が終了すると、コントローラ２２は加熱手段７を
停止し、シリンダユニット５ｇを作動し、蓋体５ｅを明
けると同時に、モータ１４ｃの回転数を高めて第１の薄
皮手段の排気作用を強力にして薄皮の排出を促進させ
る。

一方、撹拌羽根８ｂが傾斜して豆を豆の出口５ａ側へ押
し出すので、豆は連絡通路５ｂに沿って落下し、冷却室
８へ移る。

冷却室９では、羽根１１ｂでこの豆を撹拌し、冷えた外
部空気を冷却手段にて連続して送り込む。豆は冷却され
るとともに、残った薄皮は剥離される。空気は、この薄
皮を冷却室の空気出口９ａから排出し落下させてのち
に、上昇して前記ファン１４ｃに吸入される。

測温手段２２ｃにてシリンダ６内の温度下降をモニタ
し、例えば１２０℃に至った時点で、定量ホッパ２３か
ら次の生豆を加熱室３へ投入して、前記と同様の加熱工
程を開始する。

焙煎の終った豆は冷却ケース１０を引出して取り出す。
また、第１・第２の薄板ストッカ１６、１７は薄板のた
まり具合に応じて適宜引出し空にする。

次に、コントローラ２２に付設されている昇温率設定器
２４並びに送風量切換手段２５について説明する。

第８図に示すように、昇温率設定器２４は加熱手段７の
ターミナル７ｃ，７ｃへの給電系にて介設されて、供給
電圧を制御する。本実施例では昇温率設定器２４は２℃
／分〜９℃／分の範囲の任意の昇温率を１／分を単位に
選択可能とされている。

また、送風量切換手段２５はファン１４ｃの給電系に介
設され、この送風量切換手段２５は内蔵する周波数変換
器２５ａにて給電周波数を低下させファンの回転数を低
減する。

以上の昇温率設定器２４と送風量切換手段２５の作用を
第９図及び第１０図に基づいて説明する。

第９図は、測温手段２２ｃにて計測した加熱室３の温度
と加熱手段７の出力の関係を示し、加熱室温度が焼上り
設定温度の５０％に当る１１５℃において、コントロー
ラ２２は加熱手段７の出力を１００％とし、その後加熱
室の温度が１１５℃〜１３０℃において昇温率設定器２
４に昇温率８℃／分となるように給電圧を制御させ、更
に１３０℃以上において昇温率設定器２４に昇温率５℃
／分となるよう給電圧を制御させる。尚、温度制御はＰ
ＩＤ比例制御でもＯＮ−ＯＦＦ制御でも良い。

このように、加熱手段７の出力を前半で１００％、後半
で制御するようにした理由を次に述べる。

第１に、初めから終りまで好みの昇温率例えば９℃／分
で加熱する方法に比べて、本実施例は出力を１００％と
してので、加熱時間を大幅に短縮できることになる。即
ち、本発明者は焼上り設定温度の約５０％に至るまでは
急速に加熱してもコーヒー豆の焼上り品質は悪化しない
ことを知見したものである。

第２に、加熱の後半は昇温率を人為的に決定し、好みの
酸味若しくは苦味を自在に得るようにしたことである。

また、第１０図は加熱室３の温度とファン１４ｃの送風
量の関係を示し、例えば加熱室温度１４０℃までは、フ
ァン１４ｃの送風量を（８／８を１００％とした場合）
を、３／８風量に保ち、続いて１４０℃〜２３０℃の間
は４／８風量を保ち、２３０℃で８／８風量に切換える
如く、加熱室温度の上昇とともに段階的に送風量を上昇
せしめるように、コントローラ２２は送風量切換手段２
５を作用させる。

このように送風量を増加せしめる理由は、コーヒー生豆
が加熱され昇温するにしたがって放出する水分や油分を
適度に排出して悪い匂いを除くことを目的とし、更に生
豆から剥離した薄皮の除去促進を目的とする。

この為に、本実施例は、第１０図中破線Ｃで示す通り１
４０℃に到達した時点で送風量を８／８に増加せしめ１
分間程度の強制掃気を為し、更に１７０℃の到達した時
点で送風量を６／８に増加せしめ１分間程度の強制掃気
を実施して、好ましい結果を得ている。

そして、本例では前記したように送風量切換手段２５に
ファン１４ｃの軸回転数を変化せしめる周波数変換器２
５ａを採用し、且つこの周波数変換器２５ａには３／
８，４／８，６／８，８／８など数種類の周波数にのみ
を変化させるようにした。

よって周波数変換器２５ａは、無段階に連続的に周波数
を変換せしめる高級な周波数変換器とくらべて、ごく安
価で簡単に構成できるなどの特徴を有する。

（発明の効果） 以上に述べた如く、本発明は掃気手段であるファンの送
風量を加熱室温度に合せて増加するようにしたのでコー
ヒー豆の風味を損ねることなく、しかも熱及び電気エネ
ルギを節約する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焙煎機正面図、第２図は同焙煎機
断面図、第３図は第２図より奥部分の断面図、第４図
は、シリンダ斜視図、第５図は第４図のＡ矢視図、第６
図は撹拌羽根及び回転軸の拡大図、第７図は第６図のＢ
矢視図、第８図は昇温率設定器と送風量切換手段の配置
図、第９図は加熱室温度と加熱手段出力との関係を示す
図、第１０図は加熱室温度と送風量の関係を示す図であ
る。 １…焙煎機、３…加熱室、７…加熱手段、８…撹拌手
段、１４ｃ…掃気手段としてのファン、２４…昇温率設
定器、２５…送風量切換手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 和也 東京都大田区上池台４丁目40番５号 株式 会社学習研究社内 (72)発明者 木村 健一郎 東京都大田区上池台４丁目40番５号 株式 会社学習研究社内 (72)発明者 角田 智彦 東京都大田区上池台４丁目40番５号 株式 会社学習研究社内 (72)発明者 斉藤 侑右 東京都大田区上池台４丁目40番５号 株式 会社学習研究社内 (56)参考文献 実開 昭63−112495（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱手段と撹拌手段と掃気手段とを備えた
   加熱室にてコーヒーの生豆を加熱焙煎するコーヒー焙煎
   機において、 前記掃気手段は、加熱室温度の上昇に合せて階段状に送
   風量を増加せしめる送風量切換手段を備えていることを
   特徴とするコーヒー焙煎機。
2. 【請求項２】前記送風量切換手段は、送風量を加熱室温
   度の上昇に合せて階段状に増加させるとともに、送風量
   を急増せしめてなす前記加熱室内の短時間強制掃気を少
   なくとも１回実施するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載のコーヒー焙煎機。