コーヒーの焙煎と湿度の関係は？（焙煎機の構造などについても）

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

焙煎時の湿度って言うのはね。実はあまり関係ないと思うの。飽和水蒸気量が温度によって、どう変わるか見てみるといい。http://t.co/4XvH7bdaKG　15度では1立方メートルに12.85ｇ。150度になると、2516ｇ。加熱された空気はカラッカラ。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

夏と冬で焙煎の具合が変わるのは、室温の影響の方がずっと大きいと思っている。特にうちの様な小さい釜はこの影響がでかい。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

過加熱水蒸気焙煎って言うのも、一時期あったけど。あれはどうなったんだろ？ローヤルさんとかやってましたよね。

GreenP's（福島） @greenps_FKS

@coffee_sen 殿：相対温度（室温）で考えるべきか、絶対温度（室温と湿度による温度）で考えるべきか・・でしょうか。 個人的に冬になると、豆の中心部分の水分が抜けにくくなる感じはします。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

外気温が低いと釜の外へ逃げる熱も多くなる。夏と同じ時間、同じ温度上昇率で焙煎をやろうとすると、ガス圧を上げることになる。すると豆にあたる風の温度が高くなる。豆の表面だけ温度が上がりやすくなるので、芯残り（中心部の水分が抜けてない状態）が起こりやすいと私は考えます。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

うちの釜は小さいけどドラムはダブルウォールで、ドラムの周りも断熱材で覆っているので、この影響は少ない方ですが、普通の小さい釜の場合はこの逃げる熱はバカにならないと思う。釜の前部分を鋳鉄で作ってある物が多いのも、蓄熱量を増やす工夫だと思います。

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen そもそも、外気の湿度だけでなしに、熱源がガスだと燃焼したときに出る水蒸気の分があって。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

カラッカラと言うわけでもないと言うことですね。外気の湿度の影響より、ガスの発生させる水分の方が影響が大きい？

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen ガスで出る水蒸気に、豆から出る水分、そして外気の湿度。ドラム式の場合、釜内の湿度をきっちり考えようとすると、大体これくらいの要素を考えないといけないはずなのですが、なかなかに厄介。ガスからでる水分量はガス種類とガス圧にもよるけど、おそらく無視できない量かと

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

@y_tambe ガスが出す水分については、http://t.co/WOOxh3BwpJ　こんなページが参考に出来ると思うのですが、実際の所の水分量を知るには、最低でも排気系に流量計が欲しいですね。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

なんだかわからなくなってきたので頭の中を整理。 外気の湿度は焙煎にどのような影響を与えるか？→水蒸気飽和量は温度が上がると非常に多くなるので、大した影響はないのではないか→燃料のガスが燃えるときにも水蒸気が発生する。また、豆からでる水分もある。釜の中の湿度を考えるのは難しい。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

「カラッカラ」と言う私のコメントがすでにずれているなあ。もう一度ここから考える。→空気の中に水蒸気があると、無いときより熱エネルギーが大きい。空気が100度以下の場合、このエネルギーとは潜熱？潜熱なら、水蒸気が水に戻らないと熱を発生させない？

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen 水蒸気を含んだ熱風（＝湿り空気）の方が、乾き空気よりも、単位時間当たりに、豆に与える熱量は大きいです。理由は二つ。一つ目は、比熱で、空気よりも水蒸気の方が比熱が大きいので、その分持ってるエネルギーが多い。もう一つは、凝縮熱。いわゆる「過熱水蒸気」の作用。

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen 同じ温度（300℃）の乾き空気と湿り空気、これを「同じ容積の密閉容器の中、同じ量の冷たい豆（20℃とか）と一緒に閉じ込める（箱や外気への熱のロスは、簡便化のため無視）とどうなるか」で考えるといいかもです。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

1気圧で100度以上に熱せられた水蒸気は過熱蒸気。これは飽和蒸気より大きな熱エネルギーを持つ。このエネルギーは相の変化がなくても他に伝えられる？？．．．．．．頭が飽和した。家に帰ってから考える。

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

豆挽いていたら、話が進んでた。

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen 比熱の関係から、湿り空気の方が「持ってるエネルギー量は大きい」。その分、豆は早く温まり、平衡に達したときの温度も高くなる。一方、凝縮熱の影響は、むしろ温まる早さに影響する。ドラム式の半熱風、熱風式では、熱風が釜内に留まる時間が有限。

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen あ、いきなりドラム式の話に飛んだのでわかりにくくなったかも。

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen マイスター／大和鉄工所の岡崎さんとかがよく言う、「豆が熱を吸い込みやすいかどうか」というのが、凝縮熱の影響を考えるときには近いかも。凝縮熱が多くなる状況の方が「熱を吸い込やすい」。あと冷たいところほど凝縮するので煎りムラが減る（田口さんのいう「蒸らし」）

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen ただし水蒸気量がいつまでも極端に多すぎて、豆からの水分抜けを妨げるようだと、「表面だけが素早く、効率的に暖まる」＋「水が残った状態」が相まって、蒸れた香味になりやすい面もあるけど…まぁそこは熱風の水蒸気量よりも、豆のかたちや水分量、硬さとかの方が多分重要。

Y Tambe @y_tambe

（ここらへんは、どっか専門の研究室でモデル系使って実験やれば、面白い実データがとれるんだろうけど、残念ながらまだまだで）

Y Tambe @y_tambe

@coffee_sen 過熱水蒸気からの伝熱は、通常の（相変化を伴わない伝熱の）対流熱に加えて、相変化を伴う凝縮熱があります。凝縮熱によって豆の表面に素早く熱が伝わるけど、最終行程までにはこの水も蒸発するので、そのとき奪われる気化熱で、収支上はとんとんに。ただ「早く」加熱される

焙煎珈琲SEN（大庭　周平） @coffee_sen

コーヒーを淹れている間に講義が進む。汗

GreenP's（福島） @greenps_FKS

温度制御を考える場合、空気線図のエンタルピーで考えるようにと、８年くらい前にプラント設計業務やったときに機械部門から言われたような・・焙煎には役に立たない知識なのかな。 電気設計部門にいたことを理由に勉強しなかったんで、全然覚えていない・・熱力学は今でも苦手分野の一つです(^^;

鳥目散 帰山人 @kisanjin

コーヒー焙煎に過熱水蒸気を利用する場合、いわゆる「蒸らし」に至るまで（前半）の凝縮熱による伝熱の効率化の作用と、豆自体が逆転点温度をはるかに超えている（後半）の乾燥逆転の作用と、実践上は分けて捉えた方がいいんじゃないか？過熱水蒸気の作用は同じでも、豆の伝熱状態は異なると思うが…