ROASTING LAB CHEMISTRY REFERENCE
HEAT-BALANCE SIMULATION · EDUCATIONAL MODEL

변수를 바꾸고
커브를 읽어보세요

이 랩은 정해진 곡선을 그려 주지 않습니다. 매초 드럼·공기·원두 사이의 열 이동과 수분 증발, 1차 크랙의 발열을 적분해 TP·옐로잉·1차 크랙·배출이 스스로 나타나게 합니다. 같은 설정에서 로스터 방식만 바꾸면 직화·반열풍·열풍·유동층·적외선이 왜 다른 커브를 그리는지 그대로 드러납니다. 그래서 열량을 너무 많이 끊으면 크래시가, 안 끊으면 플릭이, 중반에 열이 모자라면 베이크드가 커브에서 관찰됩니다. 조건에 따라 1차 크랙에 도달하지 못하는 배치도 그대로 나옵니다.

5 로스터 방식 10 입력 변수 1초 적분 간격 8 단계 배전도 판정 22 진단 항목 목표 비교하고 기록하기
READY · 조건을 조정해 보세요 —— MODEL / CONCEPTUAL
—
총 시간 · 배출
—
TP 시간 / 온도
—
1차 크랙 시작
—
디벨롭 절대 초 / DTR
—
배출 온도
—
예상 중량손실
—
Agtron 추정 / 배전도
—
로스팅 진단

열 프로파일

DRUM / ET / BT / RoR / HEAT
가상 로스팅 열 프로파일
Time—
BT—
ET—
Drum—
RoR—
Heat—
BT 원두 온도ET 환경 온도Drum 드럼 온도RoR °C/min열량 입력 %

그래프 위에 마우스를 올리거나 손가락으로 문지르면 그 시점의 값을 읽습니다. 그래프를 클릭한 뒤 ←/→ 키로도 이동할 수 있습니다. RoR은 실무 소프트웨어처럼 ±8초 구간을 스무딩한 값이며, 투입 직후의 하강 구간은 제외하고 TP 이후부터 그립니다.

프로브가 바꾸는 것

SAME ROAST · DIFFERENT THERMOCOUPLE

이 랩의 모든 커브는 하나의 가상 프로브가 읽은 값입니다. 열전대는 온도를 즉시 따라가지 않고, 굵을수록 응답이 느립니다 — 그 지연 자체가 하드웨어로 구현된 스무딩입니다. 아래 토글은 물리를 건드리지 않습니다. 방금 계산한 것과 똑같은 원두 온도 이력에 응답이 다른 프로브를 다시 얹어 기록만 새로 그립니다. 같은 로스트입니다.

프로브 응답TP옐로잉 (모델 계산)1C (프로브 BT 196°C 통과)배출 BTRoR 피크이 페이지의 진단

두 열은 성격이 다릅니다. 옐로잉은 이 모델이 건조 진행도로 계산한 값이라 프로브를 타지 않고, 1C·2C는 프로브가 읽은 온도가 임계를 넘은 순간이라 응답 속도에 따라 갈립니다. 둘 다 이 모델의 프록시입니다 — 실제 연구는 색변화를 눈에 보이는 색으로, 1차 크랙을 첫 파열음으로 정의합니다. 그래서 이런 일이 생깁니다: 아주 느린 프로브는 BT가 196°C를 넘지 못해 1C 열이 비고, 아주 빠른 프로브는 거꾸로 옐로잉보다 이른 시각을 적습니다. 둘 다 온도 프록시의 성질이지 실제 로스트에서 크랙이 색변화보다 먼저 일어났다는 뜻이 아닙니다.

그래서 남의 TP 온도나 RoR 피크값을 목표로 삼는 것은 그 사람의 프로브를 목표로 삼는 것입니다. 없던 것이 생기거나 있던 것이 사라진 게 아니라, 같은 사건이 다르게 기록된 것입니다. 프로파일을 주고받을 때 프로브 직경·설치 위치·스무딩 설정을 함께 적어야 하는 이유입니다. 측정의 신뢰 범위 →

한 걸음 더: 기록만 바뀐 게 아니라면

위 표는 기록만 바꾼 것입니다. 실제로 그 프로브를 달고, 그 프로브가 알려 준 1차 크랙을 기준으로 똑같이 DTR 18%를 세면 물리까지 달라집니다. 기준 조건(반열풍식·차지 200°C·화력 70%)에서 프로브 시정수만 바꿔 측정한 값입니다.

  • 응답 2배 느린 프로브 — 원두가 실제로 도달한 온도 210.5°C → 217.6°C, 중량손실 14.0% → 15.4%
  • 응답 3.2배 느린 프로브 — 실제 도달 온도 229.7°C, 손실 17.2%. 기록된 배전도가 하이에서 시티로 한 칸 옮겨 갑니다.

조작은 같았고 프로브만 달랐습니다.

※ 배수는 상대값이며 mm가 아닙니다. 노출 접점(보호관 없이 드러난 열전대 끝)의 시정수는 대략 직경의 1.5제곱에 비례하지만, 이 모델의 프로브 상수는 원두 자체의 열지연과 교반까지 함께 흡수한 한 덩어리 값이라 직경으로 옮겨 적을 수 없습니다. 3.2배를 상한으로 둔 것도 그래서입니다 — 그보다 느리게 두면 이 모델이 실제 원두질량 프로브보다 크랙을 과하게 늦게 잡습니다.

로스팅 구간

PHASE TIMELINE · DTR = 1C START → DROP
DRY
BROWNING
DEVELOP
—건조 · 옐로잉까지
—갈변 · 1C까지
—디벨롭먼트 · 1C 이후

열전달 구성

HEAT PATH · INTEGRATED
전도
대류
— 전도+복사 · 드럼면 경유— 대류 · 열풍

다섯 기계의 순서는 이 랩이 고른 계수의 결과입니다 — 같은 “화력 70%”가 기계마다 같은 열량이 아니므로, 실제 기계 간 속도 비교로 읽지 마세요. 한 기계 안에서 조작을 바꿨을 때의 방향을 보는 용도입니다.

위 비율은 “대류 70 / 전도 30” 같은 경험칙이 아니라, 이 로스트에서 두 경로가 실제로 원두에 넣은 에너지를 매초 적분한 값입니다. 같은 기계라도 배치·에어플로·차지에 따라 달라집니다. 복사열은 드럼을 데우는 경로로 다루므로 전도 쪽에 합산됩니다.

배전도 판정

8-STEP STANDARD · AGTRON ESTIMATE

로스팅 진단

CURVE · EVENT · MACHINE · TIME

    이 패널은 22가지를 봅니다 — 커브·RoR 7(크래시·플릭·스톨·베이크드·음수 RoR 등), 이벤트와 배전도 7(1C 미도달·2차 크랙·언더디벨롭·차단 구간 등), 기계와 운전 6(표면 과열·최소 에어플로·방식별 조작 한계), 총 시간 2. 이름 붙여 가르치는 커브 패턴은 그중 넷(크래시·플릭·스톨·베이크드)이고, 나머지는 그 넷으로 설명되지 않는 조건들입니다.

    다음 실험

    ONE VARIABLE · ROAST LEVEL HELD FIXED

    진단은 지금 커브에 무엇이 보이는지까지만 말합니다. 다음 배치에서 무엇을 바꿔야 하는지는 다른 질문입니다. 아래는 이 조건에서 이어 볼 만한 실험 하나입니다 — 한 번에 한 변수만 바꾸고, 배전도는 고정합니다. 배전도가 같이 움직이면 컵의 차이가 무엇 때문인지 알 수 없습니다. 랩이 목표 DTR을 다시 풀어 배출 온도를 맞춰 둡니다.

    어떤 변수가 무엇을 움직이는가

    슬라이더 아홉 개의 무게가 같지는 않습니다. 기준 조건에서 각 슬라이더를 전 범위로 훑었을 때의 변화 폭입니다.

    • 차지 온도는 총 시간을 7.3분 움직이지만 배출 온도는 0.5°C, Agtron은 1밖에 바꾸지 않습니다. 속도의 레버이지 배전도의 레버가 아닙니다.
    • 1차 크랙 시점 화력 컷은 총 시간과 디벨롭 초수를 전혀 바꾸지 않으면서 배출 온도를 10.5°C, Agtron을 21 움직입니다. 컷은 크랙 이후에 걸리므로 1차 크랙 시각이 그대로이고, 따라서 시계는 똑같은데 색만 달라집니다.
    • 생두 수분은 중량손실을 5.5%p 움직이지만 Agtron은 5뿐입니다. 중량손실을 로스터리끼리 비교하려면 생두 수분부터 맞춰야 하는 이유입니다.
    • 초기 화력(총 시간 9.8분 · Agtron 20)과 TP 이후 감쇠(5.8분 · 13)는 속도와 색을 함께 움직입니다 — 그래서 이 둘만 바꾸고 컵을 비교하면 원인을 가릴 수 없습니다.
    • 생두 밀도는 이 모델에서 거의 아무것도 움직이지 않습니다(보정 구간 550–750 g/L 를 다 훑어도 총 시간 0.5분, Agtron 0 — 슬라이더 끝인 850 g/L 까지 늘려도 0.9분, Agtron 1). 실제 로스팅에서 밀도가 그만큼 사소하다는 뜻이 아니라, 이 모델이 밀도를 비열·전도도가 아니라 열싱크 크기로만 다루기 때문입니다 — 모델의 한계로 읽어 주세요. 배치량도 같은 이유로 약합니다.

    순서는 견고하지만 크기는 이 모델의 상수에 딸린 값입니다. “차지가 화력보다 색을 덜 움직인다”는 읽되, “7.3분”을 자기 기계의 예측치로 옮기지는 마세요.

    화학 변화 방향

    ARRHENIUS-SHAPED RELATIVE INDEX / NOT LAB DATA
    잔류 수분—
    마이야르·갈변—
    스트레커·초기 향—
    캐러멜·후각적 단맛—
    열분해·페놀 방향—
    변수 조정 후 화학 변화 방향이 표시됩니다.

    스트레커는 마이야르와 나란한 경로가 아니라 그 안의 한 단계입니다. 막대를 나눈 것은 검출되는 시점이 다르기 때문이지 별개 반응이라는 뜻이 아닙니다. 5개 주요 과정 →

    각 지표는 매초의 원두 온도에 아레니우스 형태의 속도식을 적용해 누적 적분한 값입니다. 같은 배전도라도 빠르게 도달한 로스트는 반응 누적이 적게 나옵니다 — 실제 농도가 아니라 그 방향을 읽는 상대 지수입니다.

    예상 컵 방향

    FLAVOR VECTOR
    과일·플로럴—
    단맛—
    바디—
    로스티—
    클린컵—

    컵 방향은 로스팅 변수만으로 그린 가상 지표입니다 — 가공·추출·감각 평가는 들어 있지 않습니다.

    기계 독립 기록

    WHAT TO WRITE DOWN

    “193°C에 배출”은 다른 기계에서 재현되지 않습니다. 이벤트·절대 초수·색도·중량손실을 함께 적으세요. 아래 문장이 그 형식입니다. 중량손실에 생두 수분과 계량 시점이 붙는 이유는, 이 랩에서 생두 수분만 8→13%로 옮겨도 같은 색도에서 손실이 5.5%p 벌어지기 때문입니다 — 그 두 가지가 빠진 손실률은 로스터리끼리 비교할 수 없는 숫자입니다. Agtron은 홀빈 기준이며, 분쇄해서 재면 더 높게(밝게) 나옵니다 — 홀빈은 표면 갈변을, 분쇄는 속까지의 발현을 봅니다. 그래서 색도는 55/68처럼 두 값을 함께 적습니다.

    —

    가공 방식은 이 랩에서 무엇을 바꾸는가

    가공은 열전달식을 건드리지 않습니다. 생두가 몇 %의 물을 안고 들어오는지를 바꾸고, 그 물이 나머지를 끌고 갑니다.

    페루 알토 인암바리에서 카티모르 한 품종·한 수확을 다섯 방식으로 나눠 같은 태양건조기로 같은 10~12% 규격까지 말린 통제 실험이 있습니다(방식당 3반복). 스크린은 다섯 방식이 거의 같았고(모두 15번 체에 91~97%) — 원두 크기 교란이 아니라는 뜻입니다 — 수분만 단조롭게 갈렸습니다. 이 랩의 가공 버튼은 그 값을 그대로 씁니다.

    가공 (배전도 목표 미디엄 고정)수분밀도총 시간1C중량손실Agtron
    워시드10.5%0.6910:538:5513.70%61 · 하이
    허니10.8%0.6811:009:0114.01%61 · 하이
    내추럴11.0%0.6511:019:0214.20%61 · 하이
    웻헐드12.2%0.6311:349:2915.53%59 · 하이
    무산소 발효11.4%0.6611:159:1314.66%60 · 하이

    배전도가 움직이지 않는 것을 먼저 보세요. 다섯 방식 전부 Agtron 60~61 · 하이입니다. 예전 프리셋 한 줄에서는 워시드 → 내추럴 이 Agtron을 69 → 61로 밀어, 컵의 차이가 가공 때문인지 배전도 때문인지 가를 수 없었습니다.

    그런데 위 표도 아직 결론이 아닙니다 — 배전도가 거의 같을 뿐 완전히 같지는 않습니다. 배출 온도를 207.5°C로 못 박고 목표 DTR을 다시 풀면(랩이 다음 실험 패널에서 하는 것과 같은 방식) 색이 완전히 같아진 뒤에도 이만큼이 남습니다.

    가공 (배전도 고정)다시 푼 DTR배출Agtron워시드 대비 손실
    허니18%207.6°61+0.31%p
    내추럴18%207.7°61+0.50%p
    웻헐드17%207.6°61+1.62%p
    무산소 발효17%207.2°62+0.76%p

    같은 기계와 같은 색도에서도 중량손실은 최대 1.6%p 벌어집니다. 다섯 기계 전부에서 워시드→무산소가 +0.79 ~ +1.00%p로 같은 방향입니다. 중량손실을 로스터리끼리 비교할 때 생두 수분과 가공 방식을 함께 적어야 하는 이유입니다 — 0.76%p는 로스팅 실력으로 읽히기 딱 좋은 크기인데, 여기서는 아무도 아무것도 잘못하지 않았습니다.

    밀도는 시계가 아니라 경고선을 움직입니다

    가공 버튼이 함께 옮기는 밀도는 그것만 떼어 놓고 보면 총 시간을 거의 바꾸지 않습니다(수분을 고정한 채 0.69 → 0.63으로 내리면 9초). 대신 전도 플럭스를 바꿉니다 — 이 모델의 스트레스는 단위 원두질량당 값이라, 가벼운 원두는 같은 드럼 접촉을 더 작은 열용량으로 받습니다.

    가공밀도기준 대비 전도 플럭스표면 과열 경고가 뜨는 차지 온도
    워시드0.691.00배227°C
    허니0.681.01배225°C
    무산소 발효0.661.02배223°C
    내추럴0.651.02배222°C
    웻헐드0.631.04배220°C

    밀도만으로는 경고가 뜨지 않습니다. 경고가 뜨는 차지 온도를 7°C 끌어내릴 뿐입니다. “내추럴은 표면이 잘 탄다”가 실무에서 자주 맞는다면, 이 랩이 제시할 수 있는 이유는 표면의 당이 아니라 밀도입니다 — 그리고 그 처방은 화력이 아니라 차지 온도입니다. 표면 잔여 당 이야기는 메커니즘이 성립하지 않습니다: 점액질은 파치먼트 위에서 마르고, 그 파치먼트는 탈곡에서 제거됩니다. 정정 노트 →

    ※ 수분값 출처는 Valenzuela Antezana & Luna-Mercado (2023), Coffee Science — 한 산지·한 품종의 통제 실험입니다. 다만 그 실험에 웻헐드는 없었습니다(워시드·허니·내추럴·무산소 + 대조군). 웻헐드의 12.2%는 높은 수분에서 파치먼트를 벗겨 수출자가 마무리 건조하는 공정 특성을 따른 가정이고, 이 방식의 진짜 특징인 로트 안의 큰 편차는 한 덩어리 모델이 표현하지 못합니다. 원 실험은 건조 일수가 방식마다 달랐습니다(워시드 10일 · 허니 15일 · 내추럴·무산소 23일). 산지와 로트가 바뀌면 순서까지 뒤집힐 수 있습니다 — 가공을 보고 수분을 짐작하지 말고 재세요. 밀도값은 측정 문헌을 확인하지 못한 가정입니다(“내추럴이 덜 조밀하다”는 대형 생두 랩의 관찰이지만 산지·고도와 강하게 얽혀 있습니다). 위 시간·손실은 이 모델의 상수에 딸린 값이므로 방향만 읽으세요.

    실험 비교

    COMPARE RUNS

    조건을 바꾼 뒤 저장하면 최대 6개까지 비교합니다. 기준으로 지정한 실험은 그래프에 점선으로 겹쳐 그려집니다.

    조건총 시간1CDTR배출손실전도%Agtron배전도
    저장한 실험이 여기에 표시됩니다.
    심화: 이 모델이 실제로 계산하는 것

    슬라이더에서 곡선을 골라 그리는 방식이 아닙니다. 1초 간격으로 아래 상태를 적분합니다.

    상태 변수

    • 원두 온도 — 드럼(전도)과 열풍(대류)으로 들어온 열에서, 수분 증발이 가져간 열을 빼고, 1차·2차 크랙의 발열을 더해 계산합니다.
    • 열풍 온도 ET — 공기는 저장고가 아니라 흐름입니다. 가스가 넣은 열에서 원두가 가져간 몫과 배기로 빠진 몫을 뺀 준정상 상태로 풉니다. 그래서 차가운 생두를 넣으면 ET가 먼저 무너지고, 원두가 데워질수록 회복합니다.
    • 드럼 온도 — 강철의 큰 열용량. 느리게 떨어지고 느리게 회복합니다.
    • BT 프로브 — 원두와 주변 공기를 함께 읽는 지연된 센서로 모델링합니다. 투입 시점에 차지 온도를 읽다가 떨어지고, 원두의 상승이 프로브의 하강을 따라잡는 순간이 TP입니다. TP는 지정하는 값이 아니라 나타나는 값입니다.
    • 수분 — 덜 붙들린 물은 80°C 부근부터 빠르게, 더 붙들린 물은 훨씬 뒤에 느리게 나갑니다. 물 1%를 날리는 데 원두 온도 약 14°C에 해당하는 열이 듭니다. 둘을 가르는 경계는 이 모델의 적합 상수이지 측정된 자유수/결합수 구분이 아닙니다.

    로스터 방식은 무엇을 바꾸는가

    • 다섯 방식은 같은 물리식을 쓰되 계수만 다릅니다 — 드럼 전도(hk), 대류(hc), 버너가 드럼을 데우는 복사 비중, 드럼 열용량, 열풍의 응답 시간, 공기 유량. 반열풍식을 1.0으로 두고 나머지를 배수로 잡았습니다.
    • 에어플로의 의미가 방식마다 다릅니다. 드럼에서 에어플로는 배기 draw 라 열을 빼앗지만, 유동층에서는 공기가 곧 열의 운반체라 유량을 줄이면 열도 함께 줄고 유동화가 무너집니다. 그래서 유동층만 에어플로를 올릴수록 빨라집니다.
    • 열관성이 화력 조작의 결과를 바꿉니다. 1차 크랙에서 40% 컷을 넣으면 직화식은 RoR이 8→4로 버티지만, 유동층은 원두가 식는 수준까지 떨어집니다. 열풍·유동층 로스터가 가스를 조금씩만 움직이는 이유입니다.
    • 전도/대류 비율은 하드코딩된 값이 아니라 두 경로가 실제로 원두에 넣은 에너지의 적분입니다. 같은 기계라도 배치·에어플로·차지에 따라 달라집니다.

    이벤트가 정해지는 방식

    • 1차 크랙·2차 크랙은 시간표가 아니라 BT가 196 / 224°C를 통과하는 순간입니다 — 다만 이 숫자는 이 모델의 보정된 임계값이지 다른 기계로 옮겨 쓸 수 있는 값이 아닙니다. 옐로잉만은 온도가 아니라 건조 진행도로 잡습니다 — 그래서 고정 온도가 아니라 로스트마다 다른 BT에서 옵니다(빠를수록 높게). 이것도 이 모델의 프록시이지 측정된 수분 임계가 아닙니다. 실제 로스터에서는 소리와 색, 그리고 자기 프로브의 보정으로 잡습니다(왜 절대 온도를 옮기면 안 되는지). 열이 모자라면 통과하지 못하고 그대로 “1C 미도달”로 끝납니다.
    • 배출은 목표 DTR로 정해집니다. 배출시각 = 1C시각 ÷ (1 − DTR). 1차 크랙의 가청 지속시간은 그 구간을 통과하는 속도에서 계산합니다 — 빠르면 짧고 조밀하게, 느리면 길게 이어집니다. 그보다 먼저 배출하면 “1C 종료 전 배출”로 표시됩니다.
    • 1차 크랙의 발열과 수증기 플래시(흡열), 그리고 그 시점의 화력 컷이 겹쳐 크래시와 플릭이 만들어집니다. 미리 그려 넣은 모양이 아닙니다.

    이 모델이 하지 않는 것

    • 특정 로스터의 열예산을 재현하지 않습니다. 상수는 스페셜티 드럼 로스트에서 흔히 관측되는 시간·온도에 맞춰 조정한 값입니다.
    • 가공 방식은 생두 수분과 밀도로만 들어옵니다. 발효가 만든 유기산, 유리당·유리 아미노산의 가공별 차이, 그리고 로트 안의 편차는 모델 밖입니다 — 특히 마지막이 그렇습니다. 이 모델은 원두를 한 덩어리로 풀기 때문에 분포라는 개념 자체가 없습니다. 웻헐드의 얼룩덜룩한 색이 실무에서 가장 큰 문제인데 여기서는 재현되지 않습니다.
    • 생두 품질·수확년도·소팅을 반영하지 않습니다. 퀘이커나 감자취처럼 로스팅으로 해결되지 않는 결점은 모델 밖입니다.
    • 원두 안의 온도 구배가 없습니다 — 표면과 중심이 같은 온도입니다. 실제 원두는 Biot 수가 0.48~0.82로 “균일하다”고 볼 수 있는 기준(Bi < 0.1)을 크게 벗어나고, 표면–중심 차이가 약 16°C로 계산된 보고가 있습니다. 이 랩의 스코칭·언더디벨롭 진단은 그 구배의 결과를 흉내 낸 것이지 계산한 것이 아닙니다. 표면과 중심 →
    • 색은 배출 온도만으로 계산합니다 — 시간 항이 없습니다. 그래서 이 모델에서는 7분 차이 나는 두 로스트가 같은 배출 온도면 같은 Agtron이 됩니다. 실제로는 오래 걸린 쪽이 더 어둡습니다. 다음 실험 패널의 “배전도 고정”은 모델 안에서만 보장됩니다 — 그래서 그 패널이 실제 기계에서는 색도를 맞춰 배출하라고 적어 둔 것입니다.
    • 화학 지표는 농도가 아닙니다. 반응 속도식의 누적량을 상대 스케일로 옮긴 값입니다.