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커피 컬럼 정보

【Cultured Consumers​】 로스팅 Air Temp에 대한 개인적 소고

2017-08-08  


외부 기고자 배준호 로스터
원문출처 https://blog.naver.com/cconsumers/221068915210
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로스팅 Air Temp에 대한 개인적 소고




'커피'라는 큰 주제에서 가장 중요한 소재는 생두(Green Bean)이지만, 로스팅을 하나의 번외의 종목으로 공부하기 위해선 로스팅의 구조, 메커니즘을 이해하는 것에 중점을 두는 것이 중요하다고 생각한다.

열원을 로스터기에 대입하면서 드는 철저히 주관적인 생각일 뿐 엔지니어의 시선이나 메커니즘을 단정 짓는 내용은 아님을 밝힌다. 제목대로 하나의 로스팅에 대한 소고(小考)일 뿐이다. 전혀 다른 열원을 사용하는 로스터기로 같은 결과를 얻는 작업(로스팅, 생두를 원두화)에 있어서 철저히 다른 시선이 필요하다고 느끼고 있다. 바로 열풍과 반열풍이라는 로스팅 방식을 응용하기 위해서, 또한 생두에 3가지 열원(대류열Convection, 복사열 Radiant Heat, 전도 열 Conduction)을 대입하기 위해서는 어떤 구조를 띄어야 하는지를 고민하게 된다. 유저로서 느끼는 피드백과 제작자로서 의도하는 피드백은 다를 수 있기에 이를 이해하고자 하는 것도 필자의 목적 중 하나다.



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3kg 로스터기의 드럼 내부 모습


위 사진은 태환뿐 아니라, 아마 반열풍식의 구조를 띄고 있는 로스터기에 대부분 충족되는 드럼 내부의 모습일 것이다. 타공의 수와 크기, 규격에 따라 완성도 또한 좌우될 수 있다는 이야기를 들은 적이 있다. 하지만 유저로서 직접적으로 메커니즘까지 이해하긴 어려운 부분이다.

타공된 구멍으로 인해서 우리는 무엇을 유추해 볼 수 있는가가 핵심일 것이다. 번거롭게도 계속 되풀이 내용인 '반열풍' 조건 중 하나, 대류 열(Convection)을 언급한다. 드럼 밑에선 LNG나 LPG의 보급으로 복사열이 발생히고 드럼의 두께와 재질에 따라 비열이 접목되어 전도열까지 연결된다. 사실 전도열이란 엄청난 에너지를 갖는 열이다. 1g을 1도 올리는 에너지는 드럼의 재질과 환경에 따라 천차만별인데 전도가 훌륭한 물건은 대체로 비열이 높은 편이다. 즉, 많은 에너지를 넣어야 열을 머금게 된다. 시간이 오래 걸리지만 머금은 열이 재질과 밀도에 따라 더욱 많은 에너지를 갖게 된다. 이것이 전도열이며 인류가 정확히 PID 수준까지 컨트롤하기엔 매우 까다로운 일이다. 이렇게 복사와 전도되는 에너지에 힘입어 생두는 화학 반응을 하게 된다. 그리고 발생된 열은 로스터기 후면에 위치한 사이클론이 공기를 빨아내게 되고 자연스럽게 생두는 타공된 구멍으로 빠져나가는 대류열을 느끼게 되는 구조가 바로 반열풍 로스터기의 핵심 메커니즘이다.



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하지만 많은 로스팅 유저가 혼란스러워하는 것은 역시나 대류되는 열을 측정하기 위한 지점과 그로 인한 측정 수치일 것이다. 과연 이 Air Temp는 로스팅 되는 과정에서 도대체 무엇을 뜻하는 것인지 알 필요가 있다.


Air temp은 과연 무엇인가 
Air T은 항상 Bean Temp보다 높아야 되는 것인가
왜 크랙 전에 Air T과 Bean T의 교차되는 것인가
도대체 Air Temp은 로스팅을 진행하면서 왜 오락가락하는 것인가
Air Temp은 어떻게 하면 떨어뜨리지 않을 것인가



이 외에도 로스팅 유저가 겪는 Air Temp에 대한 고민은 계속된다. 반면 필자는 로스팅을 하면서 사이클론으로 빠져나와 대류되는 열을 측정하기 위해 만드는 Air Temp에 너무 많은 의미를 부여하는 것이 아닌가 하는 생각을 하게 되었다. 이는 Air temp을 측정하는 센서의 위치를 의심하면서 시작되었다. 어떤 로스터기는 로스팅이 진행되면서 Bean Temp의 3배까지 뛰어오르는 등 전혀 참고할 수 없는 수치에 혼란을 느끼곤 했다. 하지만 댐퍼를 점점 더 열면서 그 수치는 안정적으로 유지되었다. 또한 일전에 필드 로스터기였던 완전 열풍식 Loring Roaster는 절대 Air Temp(흔히 Return, Innet Temp)가 떨어지는 일은 없었다. 이는 결국 대류되는 열이 기타 열보다 월등히 높은 지배도를 가지고 있었기 때문이라고 생각한다. 하지만 반열풍식의 구조는 이와 조금은 다른 온도 유지력을 보여준다. 바로 1차 크랙(First Crack)이 시작하면서 부터다.



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보통 평균적으로 로스팅 제작자(회사)에서 Air Temp을 측정하는 위치는 다음과 같다. 드럼을 전도하면서 생기는 열을 사이클론이 빨아들이고 드럼 내에 타공을 따라 다시 이곳(손가락)으로 지나가게 된다. 그래서 드럼을 훑고 지나가는 (생두를 훑고 지나가는, 생두의 양과 기타 조건은 별개의 대입) 대류열을 측정하는 위치는 바로 위와 같은 지점에 위치해도 '대류되는 열'을 측정하는 조건을 충족할 수 있다. 하지만 위의 모델인 로스터기의 Air Temp의 센서는 드럼의 후면에 존재한다.



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온도 센서의 위치에서 가늠할 수 있는 것은 '드럼 내부에서 발생한 직후의 대류열'을 측정하리라 예상할 수 있었겠지만, 저 위치로 보아 사실 드럼 내부는 아니고 드럼과 드럼 외부(?) 사이의 공간이란 것을 확인할 수 있었다. 그 뜻은 대류가 발생된 직후의 열을 측정하기보다는 '드럼과 로스터기 판(?) 사이의 온도' 혹은 '드럼 내에서 발생되는 밀폐된 전도열' 더 나아가 로스팅을 하는 유저의 측면에서는 이를 통해 '밀폐된 드럼의 온도'를 유추해서 로스팅하란 의미로 해석할 수 있다. 개인적으로 '대류열'의 온도를 측정할 수 있을까 하는 생각이 들었다. 적어도 반열풍에서 사용되는 Half 대류열을 측정하기 위해선 드럼에서 빠져나오는 연통 그 어딘가에 센서가 부착되어 있어야 한다고 생각했고 그 위치에 따라 당연히 Air Temp은 Bean Temp보다 떨어질 수도 혹은 높을 수도 있었다. 불에서 발생된 뜨거운 공기를 측정할 수 있다면 어떠한 위치라 하더라도 'Convection'을 측정하고 있다는 이유는 충족하게 된다. 



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결국 우린 유저(User)로서, 이 측정되는 값을 의심하고 관찰해야 할 필요는 있다고 생각한다. 나는 바리스타 시절부터 '이 온도는 왜 이렇게만 돼야 하지? 이건 도대체 뭘 표시하는 거지?'라는 의문을 갖곤 했다. 결국 측정되는 값이란 정확히 '그곳'의 환경만 대변할 뿐. 우리가 모든 환경에 대입할 수 있는 것이 아니다. 환경을 축소해서 보여주는 값이 더욱 정확하고 믿음이 가겠지만, 적어도 그것으로 인해 자신의 로스팅 과정에 무슨 일이 발생하는지 고찰해야 한다고 생각한다.



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배준호   Roaster

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댓글 1

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lhspo2004

2018-04-14 08:16  #424828

좋은 글입니다.
많은 참고가 됩니다.
결국 보이는 온도 창의 표시를 잘 확인할 필요가 있네요

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