コーヒー焙煎機の開発物語 #1

コーヒー焙煎機の開発物語 #1

IRU KIKAI
IRU KIKAI (ID4089) 2016/06/06
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こんにちは。プロジェクト代表の太田です。
家庭で、「プロ並みのコーヒー豆焙煎を可能にしたい」というコンセプトで開発をしています。

コーヒー豆の焙煎

焙煎(ロースト)とは、コーヒーの生豆を炒る加熱作業のことです。収穫・精製された生豆は淡緑色をしており、味も香ばしさもほとんどなく、この状態では飲むことはできません。焙煎が進むと豆は茶褐色、さらに黒褐色へと変化していきます。焙煎によって、豆に含まれる成分が化学変化を起こし、揮発性の素晴らしい香りや、苦味、酸味、甘味といったコーヒー独特の風味が生まれます。

出典- https://www.ucc.co.jp/enjoy/brew/roast.html#advanced

開発の歴史

2014年にコーヒー豆焙煎にハマり、試作品を作ってきました。

記念すべき1号機は、中古のトースターを改造した手回し式の焙煎機です。

https://youtu.be/9lYWVjVst6s

焙煎は、だいたい10分から20分かかります。さすがに20分間手回しはツラいということで、TAMIYAのギヤボックスを使ってモーター化しました。
生豆を金網の中に入れて、トースターにセットしてスイッチON! あまりにみすぼらしいトースターだったので、新品のトースターで試作品を作りました。見た目と機能面で大幅グレードアップです。動画も音楽付きになりました。

https://youtu.be/9EwDgEfS4xY

この焙煎機では、およそ100gのコーヒー豆を焙煎することができます。1回飲むのに10gの豆をつかうので、10回分の計算ですね。
実は、この時点でその辺のコーヒー屋さんで買うのと遜色無いコーヒーができるようになりました。しかし、焙煎する時間を誤ると黒焦げのコーヒーや生焼けの酸っぱいコーヒーになってしまいます。繰り返し焙煎したことで、焙煎時間や温度によって風味が変わってくることがわかりました。(もちろん途中で扉を開閉すると内部の温度は変わってしまいます。)

時間と温度が重要ならば、時間と温度を計測すればよいではないか。ということで、温度計測システムを導入しました。

■業務用焙煎機向けの焙煎ログソフト「Artisan」


これがなんとフリーソフト!

温度計として、4チャネルの熱電対を接続可能な、「Phidgets 1048」に熱電対を接続し、温度測定の準備完了です。
■「 Phidgets 1048 TemperatureSensor 4-Input 」

これが、実際に「Artisan」と「Phidgets 1048」を使用して温度計測した結果です。

ゼロからつくる焙煎機

今までは市販のオーブントースターを改造して試作機を作りましたが、やはり自分でゼロから設計したいという思いがありました。設計思想はある程度固まっていましたが、問題はCADと、試作品の加工先が見つからないことでした。
CADは「FUSION360」が個人であれば無料で使えることがわかり解決。試作はDMM.make AKIBAを検討しましたが、材料やサイズの問題で断念。ガイアの夜明けで紹介された、墨田区の「浜野製作所」に試作品の加工を依頼しました。

「FUSION360」で製図した試作機のモデル

今後は

試作機の板金加工が終わったので、残るは組立ですが、
・温度制御ソフトの実装
・小物部品の製作
が残っています。

次回は、試作機について紹介します。

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