커피 컬럼 정보
카페 임포츠의 로스팅 컨셉 - (2) 로스팅 머신
2020-11-26
카페 임포츠의 로스팅 컨셉 - (2) 로스팅 머신
북미에서 스페셜티 커피 트레이딩으로 유명한 카페 임포츠에서 로스팅 관련 교육 영상을 공유했다. Roasting Concept라는 시리즈의 영상으로 이해하기 쉬운 삽화와 함께 카페 임포츠의 조 모로코의 설명이 더해져 커피 로스팅을 체계적으로 접근하길 원하는 사람들에게 좋은 가이드 영상이 될 것이다. 지난 1화에서는 커피 그 자체에 대해 다뤘다. (카페 임포츠의 로스팅 컨셉 - (1) 커피의 재료(Seed) 기사 참조) 2화에서는 커피 색상은 커피의 맛을 보여준다? - 로스팅의 열량과 색상 그리고 맛 기사에서 강조된 것처럼 커피의 맛을 결정하는 가장 중요한 과정 가운데 하나인 로스팅(Roasting)을 기능하는 머신에 대해 알아 본다.
열 에너지(Thermal Energy)
위 이미지는 로스팅 머신에 생두가 투입되고 어떻게 로스팅이 진행되는지를 보여주는 간단한 일러스트이다. 이 과정을 통해 열 에너지(Thermal Energy)가 생두에 가해지면서 열 전달(Heat Transfer)가 이루어진다. 이것은 열의 이동을 의미한다. 열 전달에는 세 가지 종류가 있는데 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiant)이다. 열 전달과 관련된 디테일한 자료는 [로스팅] ISSUE #2 열의 전달 (로그인 후 열람 가능)에서 확인할 수 있다.
- 전도(Conduction)
- 대류(Convection)
- 복사(Radiant)
전도(Conduction)
위 이미지는 전도를 통한 열 전달을 잘 보여주는 예이다. 전도에 의한 열 전달은 위 이미지에서 보는 것처럼 표면에 두 물질이 접촉하여 분자와 분자 간에 열이 전달되는 과정이다. 즉 물체가 닿는 부분에서만 열이 전달되어지는 경우이다.
대류(Convection)
대류는 위 일러스트에서 확인할 수 있는 것처럼 열원에 의해 가열된 유체(공기)가 열 에너지를 받을 물체를 지나갈 때 접촉하게되는 모든 면적을 통해 열이 전달된다. 공기 중의 분자 수준의 입자 자체가 생두에 열을 전달하는 매개체가 되는 것이다. 대표적으로 유동층 열풍식 로스터(Fluid Bed Roaster)가 있다.
복사(Radiant)
복사라는 열 전달의 특징은 위에서 언급한 유체와 같은 매질이 없이도 열이 전달될 수 있는 방식으로 전자기파의 복사 에너지때문에 생기는 열 전달이다. 즉, 진공 상태에서도 열 전달은 이뤄질 수 있는데 예를 들면 태양에서 지구로 전달되는 열 전달 방식을 들 수 있다.
복사 에너지는 사전적 정의에서 알려주는 것처럼 "매질을 통해 전달되는 열의 움직임이 아니라 전자기파가 물체를 이루고 있는 입자들의 운동량을 높이면서 생기는 열"이기 때문에 열 전달이 이루어지는 대상에 따라 열을 흡수하고 지속하는 능력이 다를 수 있다. 예를 들어 알루미늄과 같은 경우 재질상으로 열에 의한 운동 에너지 변화가 빠르기 때문에 빨리 달궈지고, 주강과 같은 경우 열 전달이 느리지만 한번 발생한 열 에너지(운동 에너지)는 오래 지속된다. 이는 로스팅 머신의 재질과 구조에 대해 이해할 필요성을 어느 정도 알려준다.
로스팅 머신의 구조
위 일러스트에서 보이는 로스팅 머신 내부의 달궈진 드럼에 Air Flow Control을 통해 유입되는 공기는 유체로써 직접 드럼에 닿게 된다. 즉 표면과 표면이 닿아 발생하는 전도를 통해 유체는 열을 전달받는다.
대류의 경우 유입된 공기가 드럼의 전도열을 통해 열 전달을 받아 열 에너지를 갖게 되고, 열 에너지는 생두에 닿아 열을 전달한다. 여기서 드럼 내부의 공기 흐름을 제어하는 것이 왜 중요한지를 이해할 수 있다. 즉, 드럼 내부에 공기의 흐름을 증기시킬 수록 열을 전달하는 매질(유체, 공기)이 드럼 내 더 증가하는 것이며 반대로 드럼 내부의 공기 흐름을 감소시키게 되면 열을 전달하는 유체 역시 줄어들게 된다. 따라서 드럼 내부에 공기 유입의 양을 조절하는 것은 대류의 영향을 늘릴 것인지 줄일 것인지를 결정하는 중요한 변수이다.
따라서 드럼 로스터로 로스팅을 진행할 때, 전도와 대류 가운데 어떤 열원에 더 비중을 두고 로스팅을 진행할 것인지는 공기의 흐름을 통해 제어할 수 있게 된다는 점을 이해할 수 있다.
열량 단위(Thermal Unit, 이 영상에서는 BTU 영국 열량 단위에 대해 말한다.)
로스팅 머신에 열을 가하기 위해 사용하는 재료는 다양하다. 프로판, 천연 가스, 전기 등이 있을 수 있다. 언급된 다양한 재료에 따라 대상의 온도를 올리는데 필요한 열의 양이 다르다. 따라서 로스팅시 로스팅 머신에 맞는 재료를 찾는 것은 중요하다.
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