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점액질 제거기가 커피의 지속가능성 및 품질에 미치는 영향 – 25 Magazine: Issue 6

CARLOS HENRIQUE JORGE BRANDO[i]가 지속가능성 및 커피 품질에 관한 대화의 전면에 물 절약형 점액질 제거기를 오르게 했던 디자인 변천사를 따라가 봅니다.

이름에서 알 수 있듯이 “점액질 제거기”는 단독으로, 또는 발효 과정과 더불어 파치먼트 커피에 붙어 있는 점액질을 제거하는 기계입니다. 주로 파치먼트 빈과 기계 부품(로터 및 스크린) 간의 마찰을 통해 기계적으로 점액질을 제거하게 됩니다.

최초의 점액질 제거기인 아쿠아펄파(aquapulpa)는 원래 로부스타 커피용 펄퍼와 점액질 제거기로 개발되었습니다. 이후, 경험적으로 아라비카 및 로부스타 커피의 점액질 제거기의 용도만으로도 사용할 수 있다는 점을 발견했습니다. 하지만 효율성이 높음에도 불구하고, 막대한 양의 물 소비량(젖은 파치먼트 1톤당 4m3)과 높은 전력 요구량(젖은 파치먼트 1톤당 최대 10hp)이 문제가 되었습니다. 아쿠아펄파는 고정 스크린 실린더 내부에 조립된 수평 회전통으로 이루어져 있습니다. 내부 드럼은 주입구 쪽에 나사 모양의 채널이 있어 커피 체리를 앞으로 밀어 넣는 역할을 하고, 클리트는 커피 흐름에 평행 및 직각으로 더해져 있습니다. 평형추가 있는 게이트는 스크린 실린더의 배출구에 장착되어 있습니다.

The Aquapulpa, the first machine of its kind, was developed as both a pulper and mucilage remover for Robusta coffee. From: R. Wilbaux.

최초의 점액질 기계인 아쿠아펄파(Aquapulpa) 로부스타 커피용 펄퍼 점액질 제거기로 개발되었다. 출처: R. Wilbaux.

40년 후인 1980년대에 비록 짧지만 새로운 기술이 도입되었습니다. 하향식 수직 흐름과 기계 부품보다는 커피 빈끼리의 마찰력을 높여 전력과 물 소비량을 절약할 수 있었습니다(단, 10년 후에 전력과 물 소비량 면에서 모두 한층 더 나은 또 다른 기계 세대가 도래합니다). 아쿠아펄파에는 수평 드럼이 있었던 반면, 새로운 ELMU 점액질 제거기에는 수직 샤프트 및 직각으로 위치해 방사상으로 가리키는 금속 핑거가 있었습니다. 샤프트와 핑거가 수직 재킷 내부에서 회전을 하면, 다른 핑거 사이에 자리해 중앙을 가리키는 이와 비슷한 또 다른 핑거 세트도 회전을 했습니다.

Mucilage remover ELMU with washing conveyor. From: CIRAD-CP.

워싱 컨베이어가 있는 점액질 제거기 ELMU. 출처: CIRAD-CP.

이렇게 빠져나온 파치먼트를 기계 상부에 넣으면 파치먼트가 중력에 의해 아래로 이동하면서 커피끼리 또는 고정 및 이동식 핑거 간 마찰력으로 인해 점액질이 제거됩니다. 평형추는 기계 하부 배출구에 위치하여 세척 정도를 조절합니다. 물은 세척 및 기계 밖으로 파치먼트 흐름을 용이하게 하기 위해 실린더 위아래 삼분의 일 지점에서 주입됩니다. ELMU가 점액질로 덮인 파치먼트를 배출하기 때문에 스크류 컨베이어와 같은 세척 장치가 이 기계 다음으로 설치되어 있어야 했습니다.

ELMU의 하향식 수직 흐름은 물 소비량 및 전력 요구량을 상당히 감소시켰으며(펄프드 커피 1톤당 3~5hp, 아쿠아펄파 기준 10hp에서 감소), 파치먼트와 커피 빈의 물리적인 손상 또한 줄였습니다.

1990년대 초에 최초로 개발된 가장 최신 점액질 제거기는 상향식 흐름(ELMU의 하향식 흐름과 비교)을 이용하여 파치먼트끼리, 기계 부품 간 마찰을 더욱 높여줍니다. 이렇게 흐름 방향을 바꿈에 따라 물 소비량 및 전력 요구량이 더욱 더 낮아질 수 있었습니다. 현재에도 여러 회사에서 각기 다른 사양으로 여전히 공급하고 있는 기계로, 물과 전력 사용량 및 커피의 물리적인 손상을 줄이기 위해 지속적으로 재개발되어 출시되고 있습니다.

Upward flow mucilage remover. From: CIRAD-CP according to Penagos.

상향식 흐름 점액질 제거기. 출처: 페나고스에 따른 CIRAD-CP.

이 상향식 수직 흐름 기계는 하단부의 엔드리스 나사와 상단부의 교반기 한 세트(톱니바퀴, 핀, 소형 핑거 또는 살포기. 모델 및 메이커에 따라 다름)로 이루어져 있습니다. 로터는 유공 철판 또는 용접 와이어로 만들어 진 원통형 스크린 케이지 내부에 조립되어 있습니다. 스크린 케이지 및 로터는 물과 점액질이 들어 있는 케이스에 놓여 있으며 하향식 흐름이 이루어지도록 합니다. 빠져 나온 펄프드 커피는 기계 맨 아래 부분으로 들어갑니다.

엔드리스 나사가 파치먼트를 교반기가 있는 부품까지 올리면, 그 곳에서 파치먼트끼리 또는 로터와 스크린 간 마찰을 통해 점액질이 제거됩니다. 점액질은 점성이 아주 큰 액체류 형태의 스크린 홀을 통해 흘러가 기계 하단부로 배출됩니다. 그렇게 되면 점액질이 제거되고 ELMU와 같이 추가 세척이 필요 없는 파치먼트가 기계 맨 위에 남게 됩니다. 이 새로운 세대의 기계는 물 소비량의 경우 젖은 파치먼트 1톤당 0.5~1m3로, 전력 요구량의 경우 펄프드 커피 1톤당 1.5~3hp 수준으로 낮추면서도 물리적인 손상을 최소화했습니다.

물 소비량과 전력 요구량이 점진적으로 70~80%까지 떨어지고 두 번째 물결의 지속가능성 수요에 대응하여 물 소비량과 오염을 감소시킬 필요가 대두되므로 점액질 제거기 사용이 아주 중요합니다. 습식 발효는 노동력 요구량은 말할 것도 없고 습식 밀링에 있어 물 소비량과 오염의 주된 요인임에 틀림이 없습니다. 점액질을 기계적으로 제거하면 물 소비량을 대폭 줄이고, 그 처리를 활용하며, 노동력 요구량 감소는 물론 공정 과정 제어가 더욱 잘 이루어질 수 있습니다. 또한, 기계식 점액질 제거기는 공정 과정 중 커피의 무게 손실량을 줄여 주는 등 중요한 기능을 하기도 합니다. Sivetz와 Desrosier는 본인들의 저서 Coffee Technology에서 발효 과정 중 일어나는 정상적인 물질대사와 호흡으로 인해 커피의 무게가 줄어들 수 있다고 말합니다. 0.5% 이하는 거의 없고 이보다 높은 경우가 많으며, 장기간 발효하거나 온도가 높은 극단적인 경우에는 6~9%에 이르기도 합니다. 함께 사용되는 경우, 어느 한 시점에서 점액질 제거기의 장점이 사실은 습식 밀링에서 발효를 대체하려 한 것처럼 너무나도 많았습니다.

두 시스템에서 나온 최종 산물의 품질에 대한 갑론을박은 결코 합의점에 이르지 못한 채, 두 가지 중요한 인식이 떠올랐습니다. 먼저, 발효는 컵의 산도를 향상시키는 경우, 즉, 더 높은 고도에 한해 유지되어야 합니다. 두 번째, 이러한 경우에라도 점액질 제거기가 공정 과정 마지막에 사용되어 조절이 잘 되고 물과 노동력 요구량과 무게 손실량이 줄어들었다면 품질 저하 없이 단축시킬 수 있습니다. 첫 번째 물결의 커피는 아마도 점액질 제거기에만 의존한 내용인 반면, 두 번째 물결은 때때로 발효와 기계식 제거법을 합치는 등 발효가 미치는 영향에 보다 민감한 내용이었습니다. 새로운 시장 동향에 대한 재배자의 제일 좋은 대응은 두 시스템에 모두 의존하고 각각 다른 고객을 위해 각기 다른 방식으로 가공할 준비를 하는 것이었습니다.

세 번째 물결의 커피는 발효에 대한 의존도가 더욱 강해져 품질 요건을 훨씬 더 높였습니다. 그러나 지속가능성 면에서 보았을 때, 습식 발효법에도 ‘이것이 가장 지속가능한 옵션인가?’라는 의문점이 일기 시작했습니다.

건식 발효는 어느 때고 존재했던 방식이었습니다. 조절 면에서의 까다로움부터 발효 과정 마지막 커피 세척에 물을 사용해야 하는 점 등 여러 이유로 인해 소수의 원산지에서만 이용되었으나, 이는 새로운 관심을 불러 일으켰습니다. 물 없이 커피 산물을 잘 다루기 위해 건식 발효용으로 “수평” 탱크 대신 “수직” 사일로를 이용할 수 있는 능력, 즉, 남아 있는 점액질을 세척하고 공정 과정을 완료하기 위해 점액질 제거기로 파치먼트를 건식 주입한 덕분에 물과 노동력 사용량 최소화와 더불어 품질을 최대화할 수 있습니다. 지속가능성 및 품질이라는 두 가지 면은 점액질 제거기가 커피 공정 과정에서 중요한 역할을 수행하도록 하면서, 커피가 재배되는 모든 고도에서의 품질, 효율성 및 지속가능성 수준을 새로운 차원으로 높였습니다.

마지막으로, 점액질 제거기는 최근 유명해진 펄프드 내추럴/허니 커피의 생산에 있어서도 중요한 역할을 할 수 있습니다. 원래는 모든 점액질이 부착된 채 건조된 파치먼트와 같이 브라질에서 재배되었던 펄프드 내추럴 커피는, 건조하기 위해 그 후 점액질이 (전체가 아닌) 일부만 부착된 파치먼트와 함께 생산되었습니다. 점액질이 도구와 건조기에는 적게 붙어있기 때문입니다. 이러한 커피 생산이 가능하기까지는 일부 점액질을 제거해야 하는데, 이는 점액질 제거기에 대한 관심이 높아지고 활용도가 높아지는 일로 이어집니다. 적황색 허니 커피는 파치먼트에 붙어 있는 모든 점액질이 더 적은 펄프드 내추럴 드라이드 커피로써, 품질이 좋고 조절 가능한 점액질 제거기를 사용해야 합니다. 파치먼트에 붙어 있는 모든 점액질과 함께 건조시키는 펄프드 내추럴 커피는 블랙 허니로도 알려져 있으며, 당연히 점액질 제거기를 필요로 하지 않습니다.

물 소비량은 더욱 줄이면서 커피 품질은 개선하려는 메이커와 더불어 지속적으로 개선을 위한 탐구가 이루어졌습니다. 이러한 개발 과정은 대부분 상향식 흐름의 점액질 제거기를 중심으로 이루어지는데, 이는 오늘날 이러한 작업을 수행하는 최첨단 장비로 인식되고 있습니다. 점액질 제거기의 역할이 수년간 바뀌어 왔고, 계속된 개선 사항의 주안점이 품질에서 지속가능성으로 다시 반대로 변화함에 따라 점액질 제거기 생산자는 고객의 요구 사항을 충족할 수 있도록 계속해서 디자인을 반복해 왔습니다.

Latest generation upward-flow mucilage remover. Source: P&A.

최신 세대의 상향식 흐름 점액질 제거기. 출처: P&A.

현재, 점액질 제거기의 건조 기계 주입이 있는 건식 발효는 최고의 품질을 얻으면서도 환경적인 영향은 최소화하는 것으로 여겨집니다. 점액질 제거기는 느리지만 꾸준하게 품질, 지속가능성 및 비용 편익에 긍정적인 영향을 미치며 모든 품질의 커피를 습식 가공하는 방식을 개척했습니다.

전(前) MIT 스퍼스 펠로우인 CARLOS HENRIQUE JORGE BRANDO는 P&A 국제 마케팅 이사이자 파트너, 글로벌 커피 플랫폼(GCP) 이사회 의장, [B]³ 트러스티스 앤 커피 챔버의 커피 품질 협회 이사회 현 위원 (전(前) M&FBovespa), Museu do Café (산투스) 및 아프리카 고급 커피 협회(AFCA)의 창립자로서, 2017년 공로상을 수상한 바 있습니다.

[i] 내용의 상당 부분이 저자 Jean Wingtgens의 저서 Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production 중 “수확 및 그린 커피 가공(Harvesting and Green Coffee Processing) 챕터를 기반으로 하며 업데이트 또는 인용되었습니다.

[i][i] 그린 커피 430kg 또는 로스팅된 커피 360kg당 물 4,000L 또는 그린 커피 1KG 당 물 9.3L 및 로스팅된 커피 1kg 당 물 11.1L에 상응하는 양입니다.

[i][i][i] 그린 커피 430kg 또는 로스팅된 커피 360kg당 물 500~1,000L 또는 그린 커피 1kg당 물 1.2~2.4L 및 로스팅된 커피 1kg당 물 1.4~2.8L에 상응하는 양입니다.

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