焙煎を式で読む — 平均が合っても、豆の中身は同じとは限らない
焙煎モデル（焙煎の数理モデル）というと、「次に何度になるかを当てる道具」だと思われがちです。ところが論文を並べてみると、同じ「モデル」という言葉が三つの別々の問いに答えていることが分かります。そして、平均の豆温と平均の水分が実測とぴったり合っているモデルでも、豆の内部で何が起きているかは決まりません。三つの系統が何を測り何を測っていないのか、そして共通する土台がどこまで確かめられているのかを見ていきます。
焙煎の科学
最終更新: 2026-09-14 ／ 信頼度: 中〜高（検証された範囲と、まだ測られていない内部状態を区別して書いています）
専門用語は出てくるたびに説明します。予備知識は要りません。
専門用語は出てくるたびに説明します。予備知識は要りません。
結論から
- 焙煎のモデルには三つの系統がある。豆を一つの点として扱う集中定数系、豆の内部に場所を持たせる分布定数系、熱収支を解かずに焙煎色や重量減へ直接速度式を当てる観測量の速度論である。ただし同じ「モデル」という語で呼ばれているだけで、答えている問いが違う。
- 平均の豆温については、文献値のままのパラメータが実測に乗る。Hernández ら (2007)は Schwartzberg (2002)の式を一つも調整せずに自分の実測へ当て、豆温 250℃ 以下でよく一致することを確かめた。ただし同じ実験で、水分のモデルは 300 秒以降にずれる。一つの出力が合うことは、全部が正しいことを意味しない。
- 平均水分が合っても、豆の中の水分の分布は決まらない。Fadai ら (2017)のモデルは、乾いた外側と湿った内側を分ける鋭い境目を予測する。ところが平均だけを測るなら、一様に乾いていくモデルでも同じ実測に合わせられる。ただしこの境目は理論の予測で、焙煎中の豆の中で直接観察された実験ではない。
- 多孔度の絶対値は、測定法が決めている。同じ「X線マイクロCT」という名前の測定でも、生豆の値は 4.1% と 40.9% に分かれる。ただしこれは実験のばらつきではなく、何を孔と数えるかの違いである。違う方法の数値を、一つの物性値として持ち回ってはいけない。
- 土台になっている発熱のパラメータは、載せている論文が三本あっても出所は一つしかない。独立に測り直した論文は 2026 年の時点でない。ただし Hernández ら (2007)だけは、その値を無調整のまま自分の実測に当てて成立させているので、妥当性の検証としては一件ある。