こんにちはCoffee Climate三神です!!

最近は相場とか、品種とか、テロワールとかを買いていたので、久しぶりに焙煎について書いてみますー。

実際焙煎には影響ありそうな気がするけど、その影響がいまいちワカラン”気候”・・・・・。

今回はここら辺のところを考えてみたいと思いまーす(≧◇≦)

ちょっと趣向を変えたアプローチなので、ちょっと面白いかも!?

夏場と冬場

まず最初に質問ですが、皆さん、どっちの方が焙煎しやすいですか?

夏場?冬場?(・ω・)ノ

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あ、ちなみにこれに正解不正解はありません。

ただ単純に好みというか、そういうものなので、あまり真剣に悩まないでくださいね♡

まあ、それぞれ環境が違うという事はわかりますが、東京の場合は細かく見ると実はこんな感じになっています。

  • 夏場=気温が高い、気圧が低い、空気密度が低い、湿度が高い
  • 冬場=気温が低い、気圧が高い、空気密度が高い、湿度が低い

ちなみに東京(RDCは神奈川だけど近いから東京の値を参照するダス)の2020年における気圧/気温/湿度の推移はこんな感じでした。

(参照:気象庁)

https://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/view/monthly_s1.php?prec_no=44&block_no=47662&year=2020&month=&day=&view=)

気圧は、6~8月が低く、10~2月で高いですね。

気温は、6~9月が高く、12~2月が低いですね。

湿度は、6~9月が高く、12~3月が低いですね。

最も中庸で安定しているシーズンは3~5月の春から初夏にかけての期間なんですね(*’▽’)。

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まあその年によって変動するでしょうが、総合的には7月と1月の環境が真反対で、対極であることが分かります。

こうした環境の違いがどのように現れるかと言うと、簡単に言うと下記の様になります。

  • 夏場は焙煎中の温度が上がりにくい
  • 冬場は焙煎中の温度が上がりやすい

え?反対じゃない???(‘Д’)

「冬場の方が寒いし絶対そんなことないよ」と思うかともいらっしゃるかと思います。

でも、よくよく考えてみればなんか夏場の方が焙煎に時間がかかってるかも・・・。と思う人も結構いるはず。

RDCでも実際に夏場の方が、焙煎時間が長くなる傾向があります。

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じゃあもう少し詳しく書いてみますね。

  • 夏場は焙煎初期の温度が上がりやすく、焙煎後期の温度が上がりにくい
  • 冬場は焙煎初期の温度が上がりにくく、焙煎後期の温度が上がりやすい

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まあ、焙煎室内の気圧、温度、湿度状況によっては必ずしも上記のようにならない場合(空調管理されてるとかね)もありますが、RDCの様に焙煎機の目の前がすぐ店の入り口・・・・みたいなお店だと確実に影響を受けますね(死)

それじゃあ・・・

どういう理屈でそうなっちゃうのか?

どういう風に対策するのか?

順を追って考えていきたいと思いまーす(/・ω・)/。

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まずは熱量の供給元であるガスバーナーの燃焼について・・・・。

燃焼:リーンバーンとリッチバーン

みなさま上記の単語って聞いた事あります?内燃機系のお仕事されている方なら聞きなじみがあるかと思いますが、一般の人にはあまりないですよね。これらは”燃料と空気の比”における燃焼の傾向を表す言葉です。

  • Lean Burn:リーンバーン=希薄混合気燃焼=燃料に対して空気の多い燃焼
  • Rich Burn:リッチバーン=濃厚混合気燃焼=燃料に対して空気の少ない燃焼

これらの用語は車や、バイクのエンジンの燃焼なんかについて言及される分野です。ちなみに“ガソリン:空気”の理論的理想値は“14.64対1”だそうです。

両方共程度が行き過ぎると燃焼不全になって出力が低下しますが、それぞれ下記のような特徴があります。

  • Lean Burn=燃焼効率が良く、温度が上がりやすい
  • Rich Burn=燃焼効率が悪く、温度が上がりにくい

ファナティックは若い頃(?)バイクに乗っていたのですが、キャブレターのスロットルバルブについているニードルのスペーサーの数を調整して混合気の調整を行っていました。

バイク乗ってる方だと体感的にわかると思いますが、Lean Burnでマフラーからの煙が白くなるとエンジンの温度が上がってオーバーヒート気味になり、Rich Burnだと煙が黒くなって点火プラグがカブってエンストしそうになります。

基本的に酸素が多い方が燃焼は促進されるので、Lean Burnの方が燃えやすくなる地合いになります。ターボチチャージャーといった強制過給機や亜酸化窒素(NOS:ナイトロオキサイド)、ラムエアシステムなどは多くの酸素を強制的に送り込むことによって燃焼を促進させていますね。

という事で燃焼をひとさらいしたので、実際の環境がどのように影響するかを見ていきましゅ(*’▽’)

気圧と空気密度

お湯の沸点は1気圧下では100℃である事は理科の授業で習いますね(水道水は純粋じゃないので実は沸点は100℃以上だったりする・・・・)。

林間学校とかで標高の高い山間に行くとご飯が美味しくないと言われたりすることがあります。

これは標高が高いと気圧が低くなるので、水の沸点が下がっちゃうからです。要は温度がきちんと上がる前に水が蒸発してしまうので、お米に十分な熱量がかからないことが原因ですね。さらに気圧が低いと水が蒸発しやすいので乾燥も早いです。

翻って見ると2011年に行われたWorld Barista Championshipはコロンビアのボゴタで行われたのですが、標高が高いゆえにエスプレッソのクレマの出方がかなり異常(ボコボコ)になり、バリスタの皆さんはとても苦労したという過去があったりします。(その当時はまだクレマの“外観”“粘性”が評価項目に含まれていた)

上記は気圧が及ぼす水の沸点の影響ですが、気圧はそれ以外にも影響を及ぼすものがあります。それが、“空気密度”です。

東京の夏場は温度が高く、基本的に低気圧の気圧配置になります。温められた空気は上昇し、地表面の気圧は下がるのは物の道理ともいえますね。そうすると空気密度が低下します。

純粋に酸素濃度が低下するこの環境下ではガスバーナーの燃焼が酸素の少ないRich Burnに傾くので、同じガス圧を掛けていても熱量が低下する地合いになります。冬場はこの反対になるのでLean Burnに傾きやすくなります。

  • 夏場:気圧が低い=空気密度が低い=酸素濃度が低い=Rich Burn(濃縮混合気燃焼)
  • 冬場:気圧が高い=空気密度が低い=酸素濃度が高い=Lean Burn(希薄混合気燃焼)

という事で、気圧が低いとバーナーの出力が下がり、高いとバーナーの出力が上がります

まあ、東京の場合は季節間でそんなに大きく気圧が変わってはいない(台風とか除くと)し、標高もそんなに高くないので(八王子市の高尾山の標高=599m・・・)、実際の影響は少ないと思いますです。

気温

外気温は一番身近に感じられる気候変化ですね。当然ですが温度があらかじめ高い方が昇温させるのに必要なエネルギーは少なくて済みます。ただ温度を上げていって200℃近くになっていくと、気温の影響は少なくなってきそうです。

例えば夏場と冬場の焙煎で20℃の温度差があった時、100℃に上げた時の20℃差と、200℃にあげた時の20℃差では影響度が異なっていきます。これが1000℃とか10000℃とかになってくると、高々20℃の差は無視できるくらいに小さくなってきます。

という事で、こうした気温差と言うものは、温度が低い段階。すなわち焙煎初期において影響が強くなります

なので・・・。

  • 夏場=気温が高く、投入後のボトム温度を高く維持できる=焙煎初期で温度を上げやすい
  • 冬場=気温が低く、投入後のボトム温度が低くなりやすい=焙煎初期で温度を上げにくい

といった図式になります。

湿度

湿度には”絶対湿度(空気中における水蒸気の量)”と”相対湿度(特定の気温における水蒸気の割合)”がありますが、”相対湿度”が主に用いられ、また相関関係を見出しやすい指標になります。

東京の夏場は相対湿度が高くなり、空気中の水蒸気割合が高くなるので、汗をかいても蒸発しづらくなります。そうすると気化熱で体温を放出することができないので、蒸し暑くなる訳ですね。

乾燥してた方が洗濯物は乾きやすいですし、焙煎中は水分の蒸発効率が良いので進行は早くなります。

物理的に“水は熱しにくく冷めにくい”という特徴があります。なので、夏場に湿度の高い東京では・・・・

  • 夏場=相対湿度が高い=温度を上げづらいが、冷めにくい
  • 冬場=相対湿度が低い=温度を上げやすいが、冷めやすい

夏場の焙煎は温度が上がりにくいクセに、次の焙煎のために窯の温度を下げようとしてもなかなか下がらんので、上記の傾向はなんかしっくりきます。

その他に湿度は燃料の燃焼状況にも影響与えます。バイクなんかでも湿度が高いと燃料濃度が上がって(リッチバーン)、プラグがかぶりやすくなりますね(燃焼不全)。

なので湿度はバーナーの出力にも影響してきます。

整理すると・・・

東京の場合はこんな感じになります。

【物理的特性】

  • 夏場
    • 気圧が低く、空気密度が低い(Rich Burnでバーナーの熱量が上がりにくい)
    • 気温が高い(焙煎初期で温度が上がりやすい)
    • 相対湿度が高い(温度が上がりにくいが、冷めにくい)
  • 冬場
    • 気圧が高く、空気密度が高い(Lean Burnでバーナーの熱量が上がりやすい)
    • 気温が低い(焙煎初期で温度が上がりにくい)
    • 相対湿度が低い(温度が上がりやすいが、冷めやすい)

RDC(Roast Design Coffee)ではこういった影響があることを確認しています。特に容量の小さいサンプル焙煎機であるCoffee Discoveryで顕著に現れます。

という事でRDCでは夏場、冬場で以下のアプローチを行ってますです。

【RDCでの焙煎アプローチ】

  • 夏場
    • 投入温度は基準温度(130℃)よりやや低めの温度で投入
    • 温度の上がりづらさを感じた場合(低RORの場合)以下のいずれかの処置を行う
      • 投入量を減じる
      • 焙煎火力(ガス圧)を少し上げる
      • 焙煎少し浅めに切り上げる(基準の終了温度より低め)
  • 冬場
    • 投入温度は基準温度(130℃)よりやや高めの温度で投入
    • それ以外は基準(スタンダード)に準じたプロファイルで焙煎

RDCの場合は基準プロファイルが冬場よりの環境で設計されているため、主に夏場でプロファイルの変更を行います。しかしさすがに冬場のピークだと投入温度を上げないと序盤で焙煎が足踏みするので、この季節は基準よりやや高めの温度(+3℃位かな?)にして投入を開始します。

すでにブログを読んだ方だとお分かりかもしれませんが、夏場は焙煎中期~後期にかけて熱量が低下するのでややBake傾向(甘味/質感強度の向上)になっていきます。

RDCでは明るい酸を重視したプロファイルを選好しているので、Bake傾向によったプロファイルをStir Fry傾向の側に誘導するために、投入量を減じる、又は焙煎中の火力を上げる措置を取るか、あるいは基準よりも低い温度で排出、すなわち焙煎度合いを若干浅めすることでテイストバランスの調整を行っています。

焙煎地のMicroclimate(マイクロクライメット:微小気候)

今まで述べたように、季節ごとで焙煎に影響が出るのですが、国や地域が異なると、当然標高による気圧や気温、湿度などが変わってきます。

巷には焙煎方法や理論、アプローチなどが数多く公開されていて、それらの情報を入手することができますが、実は焙煎地の地理的微小気候=Microclimateは結構ないがしろにされているかもしれません。

試してみたいと思っているプロファイルが、実は全く異なる環境下で設計されたものだったとしたらどうでしょうか?

おそらく焙煎の傾向やコンセプトはわかるものの、環境が異なるゆえに想定外のテイストバランスになってしまっている可能性が高いです。

こうした環境による焙煎アプローチの違いが如実に表れているのが、このブログで以前紹介したGeorge Howell式とPaul Songer式です。改めて下記に簡単な概略を示してみます。

  • George Howell式
    • 投入温度はボトムが100℃を超えないように調整(ボトムターゲット90℃位)
    • 水抜き後(約8分、焙煎中期:Maillard Phaseの中盤)火力を上げ、1:30以内に一ハゼに到達
    • 一ハゼ後はやや火力を落としDevelopment Timeを1:30程度に調整
  • Paul Songer式
    • 投入温度はボトムが110℃になるように高めに調整
    • Gold Color(4~5分、焙煎初期:Drying Phaseの終了時)に到達後、3~4分で一ハゼに到達
    • 一ハゼ後のDevelopment Timeは3~4分程度に調整

(Paul Songer焙煎プロファイルはProbatino 1kg窯なので、普通の焙煎機だとボトムは110℃とかにできないのでご注意ください・・・・( *´艸`))

・・・・・こうしてみるとまさに対極のプロファイルですね!!(;゚Д゚)

これだけ異なるとテイストバランスもかなり違いますが、ここで考えるべきはどうしてこれだけ違うのか・・・?ちなみに両社ともカッピング程度の焙煎度合です。

やっぱり場所・・・かな?

とういう事でGeorge Howell、Paul Songer氏のそれぞれの本拠地を調べてみました!!

今回それぞれの気象データは下記のサイトから拾って計算してみました。

Weather Atlas

https://www.weather-us.com/

Weather Spark

https://weatherspark.com/

Keisan

https://keisan.casio.jp/

Acton(アクトン)

ではまずGeorge Howell Coffeeのロースタリーがあるマサチューセッツ州のアクトンの気候データを見てみたいと思います。

こうしてみると現地気圧は若干低いですが、結構東京に似た気候の様に見えます。さすがにマサチューセッツの緯度は高いので、冬場の気温は低いですが、町田市(80m?)あたりまで行けば結構標高も近くなるのではないかと思いますー。

年間の湿度はやや高めで安定していますね。大体75~80未満を維持しているようです。冬場は零下まで気温が下がっているので投入温度を上げる必要がありますが、基本的に温度の上がり方は季節を通してそんなに変動しなさそうな雰囲気ですね!!

Boulder(ボールダー)

次にSonger & Associates社のあるコロラド州、ボールダーの気候を見てみます。

ん・・・・(‘Д’)?

ボールダー・・・・!?

州都のデンバーじゃなくて!?

ボールダーって言ったらマラソン選手が高地トレーニングで行くところじゃん!!(;゚Д゚)

この場所はなんと標高が1655mもあります。産地並みの標高ですね!! 凄いところにポール・ソンガーは住んでるんですね!!

平均気温は前出のアクトンより高いです。緯度が低いからですね。

それにしても湿度はかなり低いですね!!気圧が低いから水分がすぐ蒸発するでしょうね。沸点も当然低いし。水は熱しにくく冷めにくい特性がありますが、こうなると湿度が低いのが裏目に出て、窯の蓄熱維持が大変そうです(すぐ冷めそう)。

最初に調べた海面気圧がさほど他の地域と変わらなかったので、ちょっと焦りましたが、標高のことを忘れていました(笑)。標高が高くなると気圧が下がるので空気密度、すなわち酸素濃度が低下します。計算してみたら0.8気圧近くまで低下しました。酸素濃度も80%代になる計算です。いわゆる“空気が薄い”ってやつですね!!

酸素が薄いので、バーナーの出力が結構下がりそうな予感がありますねー。

気圧が低いと、ドラム内の圧力も低くなるので、やはり総合的にみても熱量環境は良くなさそうですね。

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3者の環境比較

いやー!!これだけ環境が違ったら、例え同じ焙煎機、同じプロファイルで焙煎しても同じ結果になる訳がないですね!!!(;゚Д゚)

【東京】

まず東京の現地気圧ですが、夏場と冬場の差はアクトンと比べてみてもそんなに大きく変動してないです。どっちかと言うと湿度の差の方が大きいので、そちらの方が気になります。という事で東京の場合は夏場では湿度がかなり高いので、焙煎後半の温度が上がりづらくなるのではないかと推察されます

【Acton】

アクトンは一年を通じて結構湿度が高いですね。やはり焙煎中期(Maillard Phase)で高い熱量を与えないとなかなか焙煎が進んで行かないような雰囲気があります。しかし湿度が高い場合、一度熱を持つとなかなか温度は下がりません。進行が早くなりすぎないように、熱量が増大する一ハゼ以降に火力を落とすのもうなずけますね。ということで、George Howell式で一ハゼ前に高い熱量を与えるのは理にかなっているように思えます。

【Boulder】

ボールダーは圧倒的に現地気圧が低いですね!!酸素濃度が20%近く少ない状況下では、バーナーに供給される酸素も当然少ないので、湿度が低いにも関わらず熱量を与える効率が悪そうに感じます。アクトンほどではないですが気温も東京に比べるとかなり低いので、バーナーのパワー低下と気温の低さから、投入温度を高くしないと、焙煎初期~中期(Dry~Maillard Phase)に掛けて焙煎が進んで行かないと思います。気圧も低いので蓄熱を維持しないとすぐ温度上昇が頭打ちになりそうです。Paul Songer式は投入温度が高くて焙煎中の進行はじっくり上昇させていくスタイルですが、これもこうならざるを得ない状況下での焙煎といった感じがします。

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焙煎機のガス圧の元栓は、メーカーの推奨値で設定されますが、アクトン、ボールダーでこれだけ気圧が異なると酸素濃度が異なるので、同じガス圧設定でもアウトプット(出力)が相当変わってくると思います。

アクトンではバーナーの出力を上げればすぐに温度が上がって行くでしょうが、ボールダーの方ではバーナーの出力が上がらないので、応答性が悪そうです。こうしたことからもPaul Songer式は熱量の保持を重視し、バーナー操作よりも十分な暖気による予熱をしっかり維持してなるべく熱量を失わないようアプローチになったのではないか?と推察されます。実際彼のセミナーを受けたときに、如何に熱環境を向上して生豆に十分な“カロリー:熱量”を与えるかという点が強調されていました。

Paul Songer氏の焙煎アプローチはそのままCOEでの焙煎プロファイルに採用されていますが。生産地も基本的に標高が高く日中の気温差が大きいので、彼の方法論は現地に適応しやすかったのでしょうね。

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焙煎地のTerroir(テロワール)

とういうように各地域のMicroclimate(マイクロクライメット:微小気候)を見てきましたが、このように焙煎地においても土地がコーヒーにもたらす影響は計り知れないことが改めてわかりました。

やはり生産地だけではなく焙煎を行う消費国側にも、また違った形でテロワールが存在するのだとファナティックはしみじみと思いました(T_T)/スバラシィ。

以前から他者の焙煎プロファイルはそのまま導入することはできないし、導入しても同じ結果にならないという事をお話していますが、ぜひ皆様にもその焙煎プロファイルの数値ではなく、その背後にある焙煎者の意図や考え方、土地や気候といった焙煎環境を吟味していただければと思います(天・地・人=真のテロワールやね)。

その上で、自分が持つ焙煎機と己のテロワールを理解し、真摯に向き合わねばならないのですね・・・・。ぴえん。

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という事で、今から自分の店の気候を調べてみようじゃないか!!(´∀`*)ウフフ

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リーンだ、リッチだ関係ない!!

私の心に燃え盛る恋の火種は、誰にも消せないわ・・・・

跳ね返せ!!

同調圧力という名のAtmospheric Pressureを!!!!!

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ちゅどーーーーーーーーーーーーーーーん!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!♡