焙煎機の火力は､バーナーのガス圧で決めています。 実際に、どのぐらいの炎が伸びているかは実際にはよくわかっていません。 そこで、焙煎機からバーナーをはずして炎の高さをはかってみることにしました。 ちなみに、バーナーは､３kg用焙煎機のプロパン仕様です。

今回の装置
バーナーを台にしっかりと固定して危なくないようにします。
（思ったよりも怖い）
バーナーがひっくりかえったら本当に火事になると思いました。 それぐらい、やっていて実験が怖く感じられました。
それと、ものさしをたてておきましたが､残念ながら全く役にたちませんでした。 そのため、元のデジカメの画像から炎の大きさを割り出しました。

50mmaq
炎の高さ　85mm

100mmaq
炎の高さ　100mm

150mmaq
炎の高さ　120mm

200mmaq
炎の高さ　135mm

250mmaq
炎の高さ　145mm

バーナーの炎
バーナーの炎は､写真にとりにくかったので画像に５０％コントラストを強くしてみました。 ただし、実際の焙煎機の場合は、排気を強くすると炎が長くなります。 これは、排気で炎も空気といっしょに吸い上げられるからです。 実際にバーナーの高さ調節機能は５ｃｍもあればじゅうぶんだと思いました。 一番使う領域での炎の高さの差が約５ｃｍで収まるからです。

ガスの吹き出し量をはかる
焙煎機のバーナーのノズルを取り寄せてガスの噴出量を 正確に測定することにしました。 微圧計もバルブも焙煎機に使うものと同じものを使って います。 その状態でガスの吹き出し量はかってみました。 ところが、残念なことにガスの圧力はめちゃめちゃ弱いので この実験装置では、水の中にガスを通すときに圧力が下がってしまうのです。 ですから、実験装置も考え直さないと無理だと感じました。

ガスの吹き出し量測定装置をつくる
水道の水を上のじょうごに流しっぱなしにします。
（これにより、水圧が一定になる）
じょうごよりホースを通って下のガラスタンクに水がはいります。
（高低差によって圧力をつくっている） ガラスタンクの空気は､微圧計を通ってバーナーのノズルから放出させます。
バルブを適当に調整しておき水を流すと微圧計が適当な圧力をさします。
その状態で、ガラスタンクに一定の量の水がたまるまでの時間を正確にはかります。
（５００ｃｃの量で調べました。）

実験データー

ガス圧・・・・・微圧計の数値
ガス流量・・・・そのガス圧時のガス流量
バーナー.(6)・・３ｋｇ焙煎機のバーナー火力
バーナー.(9)・・５ｋｇ焙煎機のバーナー火力
バーナー.(15) ・５ｋｇ河野仕様の焙煎機のバーナー火力

ガス圧 (mmaq)	ガス流量 (ml/s)	バーナー.(6) (cal/s)	バーナー.(9) (cal/s)	バーナー.(15) (cal/s)
３０	５．６	７９２	１１８７	１９７９
４０	６．３	８９１	１３３６	２２２６
５０	６．８	９６１	１４４２	２４０３
６０	７．７	１０８８	１６３３	２７２１
７０	８．１	１１４５	１７１８	２８６３
８０	８．９	１２５８	１８８７	３１４５
９０	９．８	１３８５	２０７８	３４６３
１００	１０．２	１４４２	２１６３	３６０５
１１０	１０．９	１５４１	２３１１	３８５２
１２０	１１．１	１５６９	２３５４	３９２３
１３０	１１．４	１６１２	２４１７	４０２９
１４０	１２．２	１７２５	２５８７	４３１１
１５０	１２．５	１７６７	２６５１	４４１８
１６０	１３．２	１８６６	２７９９	４６６５
１７０	１３．５	１９０８	２８６３	４７７１
１８０	１３．９	１９６５	２９４７	４９１２
１９０	１４．３	２０２１	３０３２	５０５４
２００	１５．１	２１３５	３２０２	５３３６
２１０	１５．２	２１４９	３２２３	５３７２
２２０	１５．６	２２０５	３３０８	５５１３
２３０	１６．１	２２７６	３４１４	５６９０
２４０	１６．６	２３４７	３５２０	５８６６
２５０	１６．７	２３６１	３５４１	５９０２
２６０	１７．２	２４３１	３６４７	６０７８
２７０	１７．９	２５３０	３７９６	６３２６

結論

ガス圧を１０(mmaq)上げると０．５(ml/s)ガス量が上昇する

（バーナー１本に対して）
プロパンガスの燃焼熱
23560(kcal/m３)
23.56(cal/ml)
たとえば、１５０ (mmaq)　の
ガス圧で燃焼した場合
23.56(cal/ml)*12.5(ml/s)=294.5(cal/s)・・・・１本のバーナー

３ｋｇの焙煎機の場合は、バーナーが６本だから
294.5(cal/s)*6=1767(cal/s)・・・・６本のバーナー

５ｋｇの焙煎機の場合は､バーナーが９本だから
294.5(cal/s)*9=2650.5(cal/s)・・・・９本のバーナー

５ｋｇ河野仕様の焙煎機の場合は､バーナーが１５本だから
294.5(cal/s)*15=4417.5(cal/s)・・・・１５本のバーナー

つまり、３ｋｇの焙煎機で２００ (mmaq)の火力で焙煎していたものを
５ｋｇの焙煎機で同じ量の豆を焙煎しようと考えた場合､

３ｋｇの焙煎機の２００ (mmaq)のときの火力は２１３５(cal/s)
５ｋｇの焙煎機の火力で２１３５(cal/s)に近いガス圧は９０(mmaq) ぐらいとなります。

この表を使うと少量の焙煎をするときのガス圧の目安になります。
つまり、豆の量が半分になったら､カロリー数が半分になるぐらいの ガス圧を表で調べればいいのです。

＊　ここでは､焙煎機の蓄熱量や排気力は無視しています。
＊ 焙煎機はプロパンガス仕様のものです。

燃焼時の水の量 ガスを燃やしたときにどれくらい水がでるか計算してみました。
プロパンガスの化学式・・・・ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3
プロパンガスの燃焼
ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3＋５Ｏ2－－－３ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ

つまり、プロパンガス1に対して酸素が５必要になります。
実際は､空気に酸素が２０％しかないので プロパンガス１に対して空気は２５必要となります。 そして、炭酸ガスが３と水が４できます。

ガス圧200mmaqでバーナーを使うと３ｋｇ用の焙煎機では ９０ml/sのガスがでます。
90/22400=0.004・・・一秒間にバーナーからでるモル数
水４モルの重さ　７２ｇ
72*0.004=0.3g

つまり、ガス圧 200mmaq でバーナーを使うと３ｋｇ用の焙煎機では 一秒間に 0.3cc の水をつくっていることになるのです。
ちなみに、焙煎時間が20分 ならば、360cc ということになります。

気温と熱量の関係について
プロパンガスも都市ガスもあたりまえですが気体です。
当然、気体というのは気温によって体積が変化します。
そして、その体積の変化は熱量の変化となるわけです。
（微圧計は圧力をはかっていて熱量をはかっているわけではないですから・・・）
ですから、真夏と真冬では同じガス圧でも熱量はまったく違ってしまうのです。

例　3kgの焙煎機・ガス圧 200(mmaq)
火力　
2301(cal/s) 5℃・・・ガス圧 240 相当
2135(cal/s) 25℃
2060(cal/s) 35℃・・・ガス圧 190 相当

つまり、冬はバーナーの火力が表よりも１．０７８倍高い数値を示し
夏は逆に０．９６５倍低い数値になるわけです。
だから、夏はガス圧を高めにしなければカロリー不足なるし、冬は逆にガス圧を下げなければ
カロリーオーバーにおちいることになるわけです。

おおざっぱにいえば・・・
秋を基準にすると夏は10mmaq たかく・冬は逆に秋よりも10mmaq 低くする。
（夏と冬では約30mmaqぐらいは変化させてもいいということ）

（写真・ウォータークエンチ全体）

（写真・霧吹きのアップ）

ウォータークエンチ
コーヒーを冷却するときに、水をかける装置です。
（大手企業では・・けっこう使われている）
もともと冷却で水をかけることに否定的だったんですが、高温のコーヒー豆に水をかけることにより 豆の表面が急冷されて表面が締まるんじゃあないかと思ったんです。
そして、豆の表面が閉まれば香りが放出されにくくなるはずです。
つまり、豆の香りとか空気を遮断するのに有効な方法になりえると思ったのです。
熱風式の焙煎機で焙煎したものは豆が開いて香りの放出が早いといわれています。
本来は、そんなコーヒーに使うと効果が如実に表れると思います。
ちなみに・・・豆を冷却機に落としてスイッチを入れるとタイマー分だけノズルから霧が豆に吹き付けられます。
そのときに霧をまんべんなく広げるために扇風機が後ろから風を送るようになっています。
（現在は、４０秒間霧をコーヒー豆に吹き付けている）

（写真・ウォーターサイクロン）

ウォーターサイクロン
これも別に珍しい装置ではないのです。
シャワー機能を持っていてチャフを落とすサイクロンがないわけではありません。
ただ・・・今回つくった装置はチャフを水浸しにするわけではないのです。
もともと・・過熱水蒸気を煙に混ぜると煙の粒子を核にして水蒸気が水に戻ろうとします。
それを助けるために、サイクロンで霧を吹くのです。
そして、煙の粒子を重くしてサイクロンで取り去るのです。
そのために、ある一定温度に達したとき以外は霧を吹かないようにしてあります。
そして、この装置を使うことによりサイクロンの下にたまるチャフの量と微粒子の量が増えたように思います。
それと・・・チャフの乾燥度が下がりちょっと湿っぽくなった感じがします。

（写真・煙突スプレーの配管部分）

（写真・煙突部分）

煙突スプレー
これは、煙突のてっぺんから霧を吹いて煙の粒子をできるだけ取り去ろうとしてつくりました。
（びみょうに・・・煙が消えたらいいなぁというのも、ちょっと・・・）
そして・・・煙突の下部分にホースがついていてコーヒーの木酢液をとろうと思っています。
本来の木酢液は、炭をつくるときの煙を冷やすことによりででくる液体なんです。
しかし、残念ながらコーヒーからでる煙ではそこまでうまくとれない・・・
そこで、煙突の上から霧を吹いて煙を溶け込ませて煙突の下にあるホースから取り出すわけです。
・・・・問題は、このコーヒー木酢液もどきがなんに使えるのか・・・
とりあえず、お風呂にでも使ってみますか・・・
（この部分は・・・しゃれでつくってみました・・・）

最終更新日：2016年 9月 29日 (木)

排気ファンの圧力測定装置

マノスターゲージを取り付ける

排気ファンの圧力測定装置通常の排気をおこなっているときに、 排気室の圧力はどのように変化しているかを調べてみました｡
この装置の構造は､排気室にパイプを差し込んで 水がどれだけの高さまで引っ張られるかで排気室の圧力を測ろうとするものです。
（構造がめちゃめちゃ簡単ですが一番正確に測れる）
当然､吸う力が強ければ強いほど排気が強いことになります｡
富士ローヤルの３－５ｋｇ用の焙煎機は､排気用のファンで排気室の空気を抜く構造になっています｡
そして、その排気室には冷却と排気を切り替えるための切り替えダンパーと 排気の量を調節する排気ダンパーの２種類があります｡
この２つのダンパーが排気室の圧力に対してどのような影響を与えるのかを調べることにより 排気を感覚的でなく数値的に考えることができるからです。
（ちょっとした、思いつきもありますが･････）

実際の測定（単位はmmaq）＊　数字が大きいほど引っ張る力が強い

排気ダンパー	１	２	３	４	５	６	７	８
ノーマル	１６	１５	１５	１４	１３	１３	１２	１２
切り替え１	１４	１４	１３	１３	１２	１２	１２	１１
切り替え２	１０	１０	１０	１０	１０	９	９	９
切り替え３	７	７	７	７	７	６	６	５
補助ダンパー開	１３	１３	１３	１３	１２	１２	１２	１２
補助ダンパー連動	１３	１３	１４	１４	１３	１３	１３	１２

表の解説と傾向と対策　（ってこともないですが・・・・）ノーマルの状態では、排気１と排気２の部分で圧力に差がでます｡
つまり、排気１では排気を絞っているにもかかわらず排気室の圧力が低く 引っ張る力が強いため絞っているわりに排気が絞れないことになります｡
ですから、排気のイメージと実際の排気ではおおきく食い違ってしまうのです｡
つまり、排気１は、掃除機が紙なんかをすいつけて一生懸命吸おうとしている状態 なんです。圧力が低くなると小さい隙間でも勢いよく空気が流れ込んで思ったほど 吸う量が減らないのです｡
圧力が一定ならば、排気は排気ダンパーの穴の面積に依存するのですが､ その圧力部分が変化するとそのぶん排気が複雑になるのです｡
つまり、排気をイメージどおりにするには、最初から適当な抜け穴をつくっておいて 排気室の圧力の下がりすぎを押さえる必要があるのです｡
それに一番有効な方法は､切り替えダンパーを少し開けておいて排気を絞ったときに 圧力の下がりすぎを防ぐことだと思います｡
（ちなみに、切り替えダンパーの切り替え板に隙間がけっこうある場合は何もしなくても 排気が安定的に変化します）

ルーペ鏡筒部分

ルーペ部分

豆チェック用ルーペ
スプーンで豆をチェックするとき、ほとんど豆の色あわせしかやっていませんでした｡
過熱水蒸気を使っていてもっとレベルの高いチェックをしようということで 豆ののびと表面のテカリ具合をみるためにルーペを取り付けました｡
ルーペに光が入らないように缶を細工して鏡筒をつくりました。
けっこうみやすくなって都合がいいです。
（ちなみに、ミートソースの缶と同じサイズでした）

排気ダンパー表示板
焙煎していて、温度でダンパーを調整するんですが そのときに火力を変更したりバーナー位置を変更したりするんです。
いろいろな焙煎の仕方をやっているとなにがなんだかわかんなくなっちゃいます｡
そこで、ダンパーのところに操作仕様書みたいなものをつけておけば ミスがなくなります｡
そこで、焙煎の方法を磁石で変更が簡単にできるようにしました。

流入温度計
熱風式シリンダーを取り付けた場合に効果があります。
吸い込まれる熱風の温度を正確にはかることができます。
これにより、実際に熱風式焙煎機で実際の熱風の温度を正確に管理することが可能になりました。

最終更新日：2016年 9月 28日 (水)