가이젠하임 대학교에서 로스팅 과정을 결정하기 위해 커피 원두의 탄성을 측정하는 모습

에너지 효율 및 자원 절약: 커피 로스팅을 위한 인라인 공정 제어

커피 원두는 다양한 방법과 여러 공정 단계를 거쳐 커피 열매에서 분리되는데, 이 과정에서 실수가 발생하고 문제가 발생할 수 있습니다. 생두는 균일하고 파손이 없어야 하며 입자나 세균 및 화학적 오염이 없어야 합니다. 볶은 원두는 훨씬 더 흥미롭습니다. 커피 (음료)에서 원하는 아로마 프로파일을 개발하기 위해 온전하고, 무엇보다 원하는 정도까지 고르게 로스팅되어야 합니다.

가이젠하임 대학교 식품안전연구소는 에머리히에 소재한 커피 로스팅 시스템 선두 제조업체인 Probat의 협조를 통해 프로젝트를 진행 중입니다. 연구진은 주로 인라인 로스팅 중, 즉 기계 내부와 로스팅 과정에서 커피 원두의 색과 기계적 탄성의 변화를 기록합니다. 원두의 색은 표면적인 로스팅 진행 상황을 반영합니다. 로스팅 과정에서 변화하고 AI (인공지능)를 이용한 소리 측정을 통해 결정되는 원두의 탄성으로 원두 내부와 로스팅 과정에 대한 정보를 알 수 있습니다. 소리 신호와 탄성 사이의 간극을 좁히기 위해 독일 울름의 시험기 제조업체인 ZwickRoell은 다양한 처리를 거치고 다양한 로스팅 정도에 있는 원두의 탄성을 측정했습니다.

이 접근 방식을 채택한 이유는 분명합니다. 지금까지는 원두의 로스팅 결과를 로스팅 후에야 확인할 수 있었기 때문입니다. 로스팅 과정에서는 원두의 색을 무작위로 육안으로만 확인합니다. 최신 공정 기술과 마스터 로스터의 수많은 경험에도 불구하고 로스팅 오류는 자주 발생합니다. Severin 박사는 "어떤 것은 사용할 수 없거나 비싼 비용을 들여 블렌딩해야 겨우 먹을 수 있다"고 설명했습니다. 그렇게 되면 "커피 품질이 떨어지고 수익도 감소한다”고 덧붙였습니다.

Severin 박사는 "실제 로스팅 공정을 포함한 우리의 정확한 인라인 공정 제어를 통해 제품을 반려할 필요 없이 원하는 관능 품질의 커피를 생산할 수 있습니다. 이처럼 정밀한 공정 제어가 도입되면 CO2 배출량을 크게 줄일 수 있습니다. 이것이 바로 독일연방환경재단 (DBU)이 ‘에너지 효율적이고 자원을 절약하는 커피 로스팅'이라는 이름의 이 프로젝트에 자금을 지원하는 이유 중 하나입니다”라고 말했습니다.

탄성 측정: 커피 원두 로스팅 및 음향에 대한 새로운 발견

ZwickRoell에서는 페루 아라비카와 인도 로부스타 품종의 커피 원두를 생두 상태와 다양한 로스팅 및 전처리 정도 (미건조, 건조, 로스팅 시간, 로스팅 온도) 모두에서 측정했습니다. 시험 결과는 다음과 같습니다. 로스팅하지 않은 생두는 눈에 띄는 파손 없이 사실상 분쇄할 수 있었습니다. 두 종류의 커피 간 차이점도 분명하게 나타났습니다. 같은 수준의 변형을 가하기 위해 페루 아라비카 원두보다 인도 로부스타 원두가 더 큰 힘이 필요했습니다. 추가 시험을 위해 이 두 종류의 커피 원두를 모두 건조시킨 결과 건조된 원두가 생두보다 더 쉽게 부서지고 탄력이 떨어지는 것으로 나타났습니다. 그러나 가장 빨리 부서지는 것은 로스팅한 원두였으며, 추가 변형 과정에서도 파손이 추가로 관찰되었습니다.

"따라서 탄성 측정 결과는 커피 로스팅의 음향 현상과 로스팅 과정에서의 변화를 해석하는 데 흥미로운 통찰력을 제공합니다."라고 Severin 박사는 요약했습니다. 또한 커피 원두의 구조와 로스팅 진행 상황에 대한 질문에 답변하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이러한 상관관계는 향후 연구를 통해 더 자세히 조사할 예정입니다.
Severin 박사는 연구원으로서 커피 소비에 대해 어떻게 생각할까요? Severin: "저는 발자크(Honoré de Balzac)가 ‘상상력이 풍부한 이 기계적인 노동 활동을 촉진시킨 것은 커피라는 검은 기름이었다’라고 한 말에 동감합니다. 하지만 저녁에는 커피 머신을 끄고 향기로운 라인가우 리슬링 와인을 한 잔 즐기는 것을 좋아합니다."