同じ条件で排気の強さだけを変えた場合、焙煎の進行にどの程度影響するのか。専門書でも触れられているテーマですが、実際のところを検証してみました。
- 排気量別焙煎比較
- 排気量で焙煎進行が変化する理由
- どの程度の排気量が良いのか
以上の3点を解説していきます。
排気量別焙煎比較
aillioの排気パワー9段階のうち「F1（弱）・F3（中）・F5（強）」でどのような差が出るのか、焙煎して検証します。
写真ではわかりにくいですが、排気量が増えるにつれ少しずつ深くなっています。筆者の所有する焙煎機「aillio Bullet」でドラムの回転速度・火力・煎り止め温度を200℃に固定して比較していきます。
排気量F1（弱い）
- 中点：84.0℃
- 1ハゼ：8:52
- 2ハゼ：－
- 煎り止め：11:01
- 減少率：17.7%（254.5→209.5）
- 味わい：他の2つと比較すると、相対的に明るめの香りと酸を感じる。
投入量250gではF1（排気最弱）でも排気不足はほぼ感じず、煙臭も感じませんでした。
排気量F3（普通）
- 中点：84.5℃
- 1ハゼ：10:09
- 2ハゼ：－
- 煎り止め：13:11
- 減少率：18.6%（253.0→206.0）
- 味わい：甘みが少しと焦げの苦みが少し。香り・酸味は少ないが質感は軽め。
熱気が排出された分、温度上昇が緩やかになりました。ベイク気味になったことで甘みが強くなったように感じます。
排気量F5（多い）
- 中点：82.9℃
- 1ハゼ：12:02
- 2ハゼ：16:39
- 煎り止め：16:43
- 減少率：19.3%（254.0→205.0）
- 味わい：香りに少し焦げを感じ、焦げの苦みも強い。質感は軽め。
排気を強めた結果、焦げ臭さを感じてしまう結果に。過剰排気にメリットは少なそうです。
aillioの排気は9段階で調節でき、今回の検証で最も多いF5（ファンパワー5）の上にはさらに4段階・F9まで強める事が可能です。ただし投入量が150gと少量な上、aillio使用者の多くが「排気が強い」と感じているため、現段階でF5以上の検証は不要と判断しています。（今後追加検証の可能性あり）
排気量で焙煎進行が変化する理由
排気量（排気の強さ）によってドラム内の熱気の量が変化し、温度上昇に影響を与えます。
排気量が少ないと…
- 熱された空気が滞留して、温度上昇ペースが速くなる。
- 結果、酸味やフレーバーを強く感じやすい。
- 焙煎進行が速く、生焼けになりやすい。
- 排気が少な過ぎると焦げ臭（煙臭）が付着する可能性がある。
排気を抑える＝熱の排出を抑える＝熱効率が上がる、ということですね。言われてみれば当たり前とも言えます。
排気量が多いと…
- 熱された空気が排出され、温度上昇ペースが遅くなる。
- 緩やかに加熱されるので、雑味が少なく淡泊な味わいになりやすい。
- 程度によっては炭化した苦みを感じることがある。
- ドラムからの伝導熱の割合が増えて焦げやすくなる。
排気を増やす＝熱気が排出されて対流熱の割合が減る＝焙煎機自体の温度が上がりにくくなる。いずれも焦げやすい傾向につながります。
※生豆の投入量と焙煎傾向に関しては「Coffee Fanatic三神のスペシャルティコーヒー攻略本」より出典・参考にしています。
排気量と伝熱
コーヒー焙煎における「伝熱基本三形態」を理解して、排気量との関係を知りましょう。
伝導熱
ドラムの鉄板と接触することで伝わる熱で、物体の表面に熱が加わりやすいのが特徴。排気量が多いと熱気が排出され、ドラム（鉄板）との接触による加熱の割合が増えるため、豆の表面に熱が加わり焦げやすくなります。
輻射熱
直火式の焙煎機などで、熱源の火から直接伝わる熱です。伝導熱ほどではありませんが、物体の表面に熱が加わりやすい性質があります。排気の増減で焙煎機自体の温度が変わるため、それに比例して変化すると推測されます。
対流熱
熱風式や半熱風式の焙煎機で、熱せられた空気によって伝わる熱です。物体の内部まで熱が伝わりやすいのが特徴。排気量が少ないと熱気の滞留する割合が増えるため、伝導熱よりも対流熱の効果が得やすくなり、焦げにくく豆内部まで効率よく熱が伝わるので進行が速くなります。
動画でも学べる「伝熱」として、科学的考察で定評のある「ひつ研」YouTubeチャンネルでもコーヒーの「伝熱」について解説されています。もっと知りたい方は「コーヒーの科学」もおすすめです。
排気量とStir Fry・Bake傾向
ファナティック三神氏は焙煎傾向を「Stir Fry傾向」と「Bake傾向」の2つに分類・定義しています。この観点から排気量との関係を整理すると、本記事の検証結果をより深く理解することができます。
Stir Fry傾向（短時間・高火力・高攪拌の焙煎傾向）
対流熱の効率が上がり、酸味とフレーバーが優位になります。排気量が少ない状態は熱気が滞留して対流熱の割合が増えるため、このStir Fry傾向に近づきます。今回の検証でF1（排気弱）が「明るめの香りと酸」を示したのはこの理由と考えられます。
Bake傾向（長時間・低火力・低攪拌の焙煎傾向）
伝導熱の効率が上がり、質感と甘さが優位になります。排気量が多い状態は熱気が排出されて伝導熱の割合が増えるため、このBake傾向に近づきます。F3（排気中）で「甘みが少し強くなった」と感じたのも、この傾向の影響と考えられます。
また三神氏によると、低火力・Bake傾向の方がドラム面の温度ムラが生じやすく、むしろ焦げが発生しやすいとされています。F5（排気強）で焦げ臭が出た今回の検証結果とも一致しており、過剰排気はBake傾向を強めるだけでなく焦げのリスクも高めることがわかります。
出典：Roast Design Coffee Blog / ファナティック三神氏
どれぐらいの排気量が良いのか
基本はニュートラル（中立点）に設定するのが良いとされています。
「ニュートラル」とは、焙煎機に入っていく熱気と出ていく熱気が同じ量である状態のことです。焙煎機の排気が少なすぎず（焦げ臭が付着したり進行が早くなり過ぎない程度）、また多すぎない（熱気を逃がし過ぎて温度を下げない程度）バランスを指します。
ざっくりまとめると、
- 排気量が少ないと…酸味とフレーバーが強く、焦げ臭付着のリスクがある
- 排気量が多いと…酸味とフレーバーが弱く、淡泊な味わいで表面焦げしやすい
上記の傾向を踏まえ、好みのバランスに調整してみてください。
一見、排気量が多いことはネガティブばかりに思えますが、程度によっては淡泊といったネガティブではなく「クリアで雑味のない味わい」といったポジティブな面をもたらすこともあります。
※焙煎機によって前提条件が異なるため、あくまで相対的な参考としてご活用ください。
まとめ
以上、コーヒーの焙煎における「排気量が焙煎に与える影響」を検証・解説しました。
「aillio Bullet」で投入温度・火力・ドラムの回転速度・煎り止め温度を200℃に固定し、排気量のみを変えて比較しました。排気量F1（少ない）の煎り止め時間【11:01】〜F5（多い）の煎り止め時間【16:43】を比較すると、同じ豆温度で煎り止めしたにもかかわらず5分42秒もの差が出ました。
排気量で焙煎進行が変化する理由
排気量によって熱気の滞留する量が変化し、焙煎機の温度上昇ペースが変わります。
- 排気量が少ないと：熱気が滞留して温度上昇が速くなり、酸味やフレーバーが強くなるが、生焼けや焦げ臭付着のリスクがある。
- 排気量が多いと：熱気が排出されて温度上昇が遅くなり、雑味が少なく淡泊な味わいになるが、表面焦げのリスクがある。
排気量と「伝熱」
- 伝導熱：物体の表面に熱が加わりやすい。排気が多いほど伝導熱の割合が増え、表面焦げの原因になる。
- 輻射熱：伝導熱ほどではないが物体の表面に熱が加わりやすい。排気による変化に比例すると推測。
- 対流熱：物体の内部まで熱が伝わりやすい。排気が少ないほど対流熱の割合が増えるが、焦げ臭付着のリスクも高まる。
排気量とStir Fry・Bake傾向
ファナティック三神氏の定義によると、排気量が少ない状態は対流熱優位のStir Fry傾向（酸・フレーバー優位）に、排気量が多い状態は伝導熱優位のBake傾向（質感・甘さ優位、焦げやすい）にそれぞれ近づきます。今回の検証結果とも一致しており、排気量は味わいの傾向を左右する重要な操作パラメータのひとつといえます。
どれぐらいの排気量が良いのか
ニュートラル（中立点）に設定することが基本です。
排気量が間接的に温度へ影響を及ぼしている事は確認できましたが、排気による水分や揮発成分の差がどの程度出るのか、より深い考察ができそうな未開の領域でもあります。
今回の記事の参考文献はこちら
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