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커피 컬럼 정보

【Cultured Consumers​】 덕트가 포함된 로스터기를 통해 알아 보는 열의 구조

2017-07-11  



덕트가 포함된 로스터기를 통해 알아 보는 열의 구조




최근 나는 프리랜서의 일을 시작했고, 신사동 아르코(Arco coffee)의 관리를 돕게 되었다. 그로 인해 아르코의 태환 프로스터의 주관적인 시선과 관찰, 그리고 로스팅의 핵심 중 하나인 '열' 구조를 독자들과 함께 이해해보는 시간을 갖고자 한다.



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태환자동화산업의 커피 로스터 PROASTER 3kg


단단하고 오랜 역사를 지닌 프로밧, 기센 등의 로스터를 초심자 시절부터 다뤄 보았지만 반대로 국내 브랜드 로스터의 경험이 늦었다. 최근 국내에서 강하게 부상하고 있는 스트롱홀드와 이지스터의 직접적인 경험은 유럽의 로스터기 못지 않게 발전하고 있다는 것을 느끼고 있다. 또한 태환 프로스터 3kg를 다루게 되면서 로스팅 이론과 편견 등을 바로 잡을 수 있는 기회가 되었다.



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태환자동화산업의 경영진은 자동 볶음 기계인 '도리깨'를 개발하고 지금까지 한국의 식품산업의 기여에 힘쓰고 있는 회사로 자리 잡고 있다. 그 가운데 카페에서 적절하게 사용할 수 있는 용량인 3kg 사이즈를 가진 프로스터. 개인적으로 2kg ~ 4kg 이하의 원두 생산량이 대개의 매장 상황을 고려하면 가장 적합하다고 생각한다. 2kg 이하는 연속 생산 혹은 블렌딩 시에 다소 균일하지 못한 상품성을 볼일 수 있고, 4kg 이상의 생산은 조금은 범위가 다른 중 사이즈 생산이므로 소비를 빠르게 할 수 있는 매장이 아니고선 관리가 까다로워지기 시작한다. 물론 이 생각은 각 상권과 사업적 구조에 다를 수 있다. 



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열의 구조
프로스터 역시 드럼의 바로 밑에 열원이 있는 전도열(Conduction)형태에서 시작한다. 많은 로스터 제작자는 바로 이 버너에서 어려움을 경험하고 있다. 한국의 음식은 한 방향에서 제공되는 열을 이용하는 방식이 전통적인데 이는 적절한 교반과 뒤섞임이 없을 경우 그 부분만 타는 경우가 발생한다. 삼겹살이라던가 기타 많은 솥뚜껑 음식들을 비유할 수 있다. 하지만 그러한 음식은 조금 탄 맛이 배어 감질나게 느껴지는 음식만 포함될 뿐, 커피에선 그러한 현상은 있어선 안될 식음료다. 그렇기 위해 이 버너를 너무 강하게 혹은 약하게 조절해선 안된다. 이러한 전도열을 이용한 로스팅은 생두를 감싸는 드럼의 재질과 그 회전수로 연관된다. 



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로스터기 재질에 많은 관심을 두게 되는 것은 열을 얼마나 잘 전도(열을 얼마나 잘 전달할지) 할지가 연결되기 때문이다. 재질의 밀도나 구조가 얇게 되면 금방 가열되어 생두는 타게 된다. 또한 중요한 조건 중 하나인 열을 골고루 퍼트릴 수 없게 된다. 그래서 우리가 2중 드럼 구조나 주물(Casting)형 드럼을 선호하게 되는 이유다. [전도가 더욱 잘 되거나 비열(1g을 1도 올리는 열량)이 낮은 구리, 알루미늄을 사용하지 않는 이유는 열을 너무 빠르게 머금고 가격이 높기 때문이다. 이는 생두의 입장에선 매우 급격히 열이 전달된다]

그리고 열의 방향이 아랫 쪽에서부터 시작되기 때문에 적절한 RPM(분당 회전)을 맞춰야 한다. 버너 열의 용량에 비해 너무 빠르면 생두가 드럼에 닿는 시간이 짧기 때문에 내부까지 전달되는 열이 부족해 쉽게 겉과 내부가 다른 결과를 얻게 되고 반대로 느리면 한 방향에서 올라오는 열의 에너지로 인해 불균일하고 겉만 타는 원두가 생산되기 쉬울 것이라 예상된다. 그렇기에 로스터 제작자의 의도가 유저의 피드백을 소중히 생각해야 하며 반대로 유저는 로스터 제작자(회사)의 의도를 어느 정도 이해해야 하는 노력이 필요하다.



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대류열(Convection)은 최근 스페셜티 커피 필드에서 가장 주목받는 열원이다. 반열풍이란 뜻은 생두가 대류열의 영향을 어느 정도 받는 구조를 가진 로스팅 방식이란 뜻이다. 기존에 필자가 사용했던 로링(Loring)이란 로스터는 이 열원은 100%에 가깝게 사용하는 구조를 띄고 있었다.(물론 연속 배치로 인해 로스터가 뜨거워져 전도열 비중이 있는 게 아니냐고 말한다면 그것도 부정하진 않는다. 미약할 정도일 것이다) 하지만 모든 열풍식과 반열풍식 구조가 로링과 똑같은 열 보급 방식을 띄고 있진 않을 것이다. 프로스터의 좌측을 보면 드럼을 훑고 지나가는 공기가 담긴 관이 연결되어 있다. 이는 위의 가스 버너에서 발생된 열을 사이클론으로 빨아내는 구조를 가지고 있다. 쉽게 말해, 불 옆에 있는 사람이 대류열을 느끼게 하기 위해서 그 사람 바로 뒤에서 공기를 빨아들이고 있는 구조인 것이다. 이해하기를 돕기 위해서 그림과 영상을 준비했다.



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사이클론의 역할을 돕기 위한 그림


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덕트를 닫았을 경우 드럼 내부에서 대류의 방향이 어디로 흐르는지 아래 영상을 참고


라이터 불의 방향을 참고 바란다


덕트 값을 적은 숫자로 돌리게 되면 사이클론으로 빠져나가는 공기의 양이 줄어든다. 자연스럽게 드럼 내부에는 대류, 흐르는 공기의 양은 줄어들고 생두가 받는 대류의 영향은 줄어든다. 그렇다면 총 100%라는 로스팅 열 보급에서 드럼 내의 생두는 예시로 전도열80% 대류열 20%의 영향을 많이 받게 되는 방식으로 로스팅이 진행되고 전도열 위주로 로스팅된 커피를 생산하게 된다. 이 방식이 맞다 아니라는 접근은 하지 않는다. 하지만 앞서 얘기했던 열원에서 올라오는 열의 방향이 한쪽에서 시작되고 그로 인한 열의 컨트롤이 있어야 한다는 것이 동반된다는 점을 참고하길 바란다.



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덕트를 열었을 경우 드럼 내부에서 대류의 방향이 어디로 흐르는지 아래 영상을 참고




덕트 값을 큰 숫자로 돌리게 되면 사이클론으로 빠져나가는 공기의 양이 늘어난다. 영상의 라이터 위치가 의심될 수 있는데 이는 중요하지 않다. 드럼 내부의 생두를 거치고 가는 그 어느 방향일지라도 대류의 영향은 사이클론의 영역 안이라면 가능하다. 대신 전도열은 중력의 영향으로 로스팅 할 대상의 아래에만 존재해야 한다.

사이클론의 영향으로 드럼 내부의 생두는 대류의 영향을 받게 되고 예시로 전도열 50%, 대류열 50%의 반열풍식의 로스팅 조건이 충족된다고 생각한다. 여기서 대류열을 50% 이상으로 할 순 없는가란 의문을 가질 법 한데, 이는 조금 어려운 구조를 띄고 있다. 그러기 위해선 첫 번째, 불의 크기가 좀 더 커야 한다. 산불이 났을 때, 불의 크기가 큰 데 바람까지 불면 불은 다른 곳까지 걷잡을 수 없을 만큼 커진다. 하지만 불이 작으면? 입으로 촛불을 끄는 것과 같다. [불의 크기 = 대류의 용량]의 비례관계에 있다는 구조가 성립하고 있다. 두 번째, 불의 위치가 다른 곳에 있어야 한다. 어찌 됐건 반열풍이란 뜻은 다른 열원이 어느 정도 로스팅에 영향을 끼친다는 의미다. 대류열이 드럼에 많은 영향을 끼치게 하기 위해선 복사와 전도열의 비중이 줄어드는 위치로 열원을 옮겨야 한다. 과거 로링을 사용했던 자료들을 보면 로링의 열원이 어디서부터 시작되고 있는지 관찰하면 큰 도움이 될 것이다.



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전도열 사용이 능숙하다면 덕트를 닫고 열을 자유롭게 사용하는 로스팅 레시피를 제작하면 되고 대류열을 어느 정도 사용하길 원한다면 덕트를 열고 로스팅 레시피를 제작하면 된다. 하지만 필자인 경우 도구의 올바른 사용(이게 왜 이러한 구조로 만들어졌는지)에 많은 의미를 두고 있기 때문에 덕트를 활짝 열고 사용하는 방식으로 선택하고 있다.

개인적으로 덕트의 유무를 만든 이유는 생각보다 단순하며 덕트의 존재를 너무 과도하게 해석하려는 경향을 피하려고 노력하고 있다. 따라서 나는 덕트가 열었음에도 전도가 많은 영향이 생겼다는 뜻은 '덕트를 청소할 때가 되었구나' 정도로 참고한다.



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덕트의 영향과 이곳 환경의 열 구조를 파악하기 위해 덕트 1과 덕트 9-10짜리 원두를 각각 생산하여 피드백을 얻고 있다. 생각보다 크랙의 유무에 많은 변화가 있었고 생두의 종류에 따라도 많은 변화가 있었다. 전 직장과는 다르게 이번 로스팅의 결과는 정말 단순히 열원과 덕트의 영향에 의한 커피 결과물을 뚜렷하게 얻는 기회가 되었다. 다음 기사에는 이러한 구조로 인해 온도에 어떤 변화가 있는지 PID에 대해 다뤄 볼 생각이다.



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배준호   Roaster

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Email: cconsumers@naver.com
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댓글 1

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허니혀니

2019-01-25 13:26  #590108

긴 글 쓰시느라 고생 하셨습니다. 좋은글 읽고갑니다. 고생하십시오.

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