1.1 정확한 열 흡수 효율 반영 – 언더/오버 디벨롭먼트 방지
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핵심:
커피 로스팅은 생두 표면으로 열이 흡수되어 내부로 전달되는 ‘에너지 확산’ 과정입니다.
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핵심 변수는 개별 생두의 ‘표면적 대 부피 비율’(surface area to volume ratio)입니다((https://royalcoffee.com/green-coffee-analytics-part-ii-screen-size/), (https://mtpak.coffee/2021/12/coffee-roasting-basics-guide-to-screen-sizes/)).
‘스크린 사이즈’는 평면적만 제공하며, 입체 부피는 X, Y, Z 축으로 측정하거나 3D 모델 등으로만 계측 가능합니다.
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3D 모델 분석의 이점:
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부피가 큰 생두(동일 표면적 대비): 내부 온도 상승이 느리고, 충분히 데우지 못하면 언더 디벨롭먼트(미발현/산미만 등) 발생 할 수 있습니다.
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부피가 작은 생두: 내부까지 열이 금세 도달, 오버 디벨롭먼트(향미 손실/탄맛/단조로움) 위험이 높을 가능성이 있습니다.
즉, 개별 생두의 3D 입체 크기를 알면 실제 로스팅 중 각각이 흡수하는 열량을 보다 정확히 계산하고, 이에 따른 프로파일을 개별적으로 맞춰 언더·오버 현상을 방지할 수 있습니다.
근거 인용“Screen size does not take into account bean thickness or three-dimensional volume, both of which impact heat transfer rates during roasting.”— Royal Coffee, 2022“Roasting efficiency is strongly influenced by the bean’s volume-to-surface-area ratio.”— MTPak, 2021
1.2 생두의 잠재력 극대화 – 향미 손상 최소화 & 최대 추출 효율
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본질적 개념:
동일 배치 내 혼합된 크기·부피의 생두는 열 흡수 반응이 달라, 품질의 '불균일성'을 야기
→ 정밀한 3D 부피 측정에 기초한 개별 생두 맞춤 로스팅은 최적의 조건에서
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미발현(Undeveloped) 없이
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향미 전구체(Precursor)와 가용 성분의 완전한 변환
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*즉, 개별 부피 대응 프로파일이 '원두 향미 성분의 최대 수율'**로 직결됩니다.
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저도징 추출의 이론적 근거:
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현대 고품질 원두일수록(즉, 부피·밀도 특성을 정밀 관리한 생두) '투입량 감소(저도징)'에도 높은 추출 퍼포먼스를 보이는 현상은,
로스팅에서 개별 입자의 잠재력을 극대화하고 불균형적 손상을 줄인 결과입니다.
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이는 생두 품질 관리가 향상된 최근 수십 년간, 실제 상업/스페셜티 현장에서도 ‘원두 투입량 감소’ 경향과 일치합니다.
근거 인용“A heterogeneous batch with a wide range of bean sizes will absorb heat differently, causing an imbalance during roasting.” – MTPak“Density and volume affect how easily soluble compounds are extracted, and maximizing flavor depends on roast profile match to the bean’s size and density.” – ICT Coffee
1.3 로스팅 품질 일관성, 시간 및 비용 절약
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3D 모델 기반 부피 정보는
기존의 스크린 사이즈(2D)보다 개별 생두의 실제 열 전달 특성을 정확히 반영.
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‘드럼 내 공간 체적’, 즉 전체 충전율 등은 별도의 논의 주제이며,여기서는 오직 개별 생두의 입체적 부피 변화에 따라 ‘로스팅 품질 편차’를 제어할 수 있음.
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실제 적용:
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새로운 원두(품종, 배치)별로 3D 부피 정보를 수치화하여
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표면적 대비 열 공급량,
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시간대별 온도 상승 패턴,
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최적 1st crack 타이밍
등을 미리 예측 및 표준화할 수 있습니다.
→ 테스트 반복, 시행착오, 원두 낭비 획기적으로 감소((https://pillarcoffee.com.au/journal/the-density-article-part-1-green-and-roasted-bean/)).
2. 분쇄도 비유에 따른 생두 부피-로스팅 관계
2.1 추출의 '분쇄도' 
로스팅의 '개별 생두 부피'
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추출 중 분쇄도가 ‘추출 효율’을 결정(표면적 ↑ = 성분 용해 ↑)하듯,
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*개별 생두의 실제 부피(3D 입체적 크기)**가 로스팅 타겟 효율 결정에 ‘직결’
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> 크기가 크면 열 확산이 느리다(언더디벨롭션 위험↑), 작으면 빠르다(오버디벨롭션 위험↑).
2.2 스크린 사이즈의 한계와 부피·밀도의 독립 변수성
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스크린 사이즈(망 크기별 거름)는 두께·실제 부피를 전혀 반영 못함
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> 실제로 물성(두께, 밀도)이 같아도 스크린 번호가 다를 수 있으며, 로스터별 동일 투입시 열 전달(흡수 속도)에 오차 발생
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밀도(density)와 부피(volume)는 독립 변수
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같은 무게라도 ‘부피가 작은 생두’가 더 단단하고(고밀도), 열 흡수 능력이 우수함
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반대로, 부피가 크지만 밀도가 낮은 생두는 쉽게 손상되거나 언더/오버 위험이 큼
2.3 생두 '부피-관능 특성' 상관성
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큰 부피 생두(예: 파카마라, SL28 등)= ‘밝은 산미, 쿨한 허브’ 등으로,
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작은 부피 생두(예: 소형 에티오피아 계열)= ‘초콜릿, 무겁고 구수함’으로 주로 묘사됨.
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이들이 실제로 로스팅 중 흡수하는 열 에너지의 차이가 최종 관능의 거친 분류 기준이 될 수 있음
→ 즉, 유전적 특성뿐 아니라, 실제 부피 기반의 ‘비열 및 전달 특성’이 관능 차이를 유발하는 결정적 원인일 가능성
3. (참고) 3D 모델 활용/부피 기반 분석의 실제 이점
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정밀 3D 스캔(예: CT, 고화질 이미지 스캐닝 등)으로
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개별 생두의 실제 부피/표면적/밀도 수치화 → 로스팅시 기대·실제 열 전달 곡선 도출 ((https://pillarcoffee.com.au/journal/the-density-article-part-1-green-and-roasted-bean/), (https://www.turbosquid.com/3d-model/coffee-bean))
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이후 ‘드럼 내 전체 체적’이나 ‘로스터 충전율’ 등은 별도 주제;
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개별 생두 부피는 주어진 열 에너지 예산을 각 생두별로 얼마나 효율적으로 배분할 수 있는지를 미리 산출할 수 있도록 도와줌.
4. 결론
정확한 로스팅은, 개별 생두의 ‘입체적 크기(부피) 정보’ 없이는 불가능함
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열 전달, 향미 발현, 추출가용성 등 원두 품질의 본질적 변수는 결국 ‘부피-표면적-밀도’의 함수임이 학술·현장 모두에서 반복 검증되고 있음((https://mtpak.coffee/2021/12/coffee-roasting-basics-guide-to-screen-sizes/), (https://royalcoffee.com/green-coffee-analytics-part-ii-screen-size/), (https://www.ictcoffee.com/news/the-science-of-coffee-bean-density-why-it-matters-for-roasting/), (https://pillarcoffee.com.au/journal/the-density-article-part-1-green-and-roasted-bean/)).
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최신 QC(품질관리) 및 프로파일 설계 표준은,스크린 사이즈(2D) → 3D 부피 기반으로 전환 중> 차세대 고품질/고효율 로스팅의 핵심 근간이 됨.
