焙煎／ Drum Roaster

ドラム式焙煎機の
構造としくみDrum Roaster

当サイト焙煎機の方式のページで紹介したとおり、焙煎機にはいくつもの構造があるが、「業界でもっとも普及しているのはドラム式だ」と、グエルフ大学の博士論文（2014年）は明言している。回転する円筒（ドラム）の中で豆を転がしながら熱を伝えるこの方式について、構造とバリエーション、伝熱の中身を掘り下げる。

普及度: 業界で最も一般的
主な伝熱: 伝導＋対流
ドラム表面: 無孔／有孔の2種
運転方式: バッチ式／連続式

水平に回転する円筒の中で、豆を転がす

SOURCE: Wang（2014）University of Guelph 博士論文

グエルフ大学の博士論文は、ドラム式焙煎機を次のように説明している。

Primary source quote

業界で現在使われている様々な焙煎機システムの中でも、ドラム式焙煎機は群を抜いて最も一般的である。この焙煎機は、無孔または有孔にできる、水平に回転するドラムを持つ。有孔設計は、無孔ドラムよりも多くの対流熱伝達を可能にする。

Wang（2014）博士論文より（当サイトによる訳）。

同論文が示す一覧表（Table 1.5）は、ドラム式の攪拌・伝熱についてさらに具体的に述べている。

要素	内容
攪拌	ドラムに取り付けられた攪拌用の羽根・ベーン・パドルが豆のタンブリング（転がり運動）を強める
加熱	主に、熱風の対流による直接加熱と、熱いドラム壁による伝導加熱の両方
運転	バッチ式・連続式の両方が可能。連続式では、内部のコンベアが豆を焙煎チャンバー内で継続的に運ぶ

伝熱の中身：伝導が中心、しかし対流も無視できない

SOURCE: Fadai et al. 2016（Int J Heat Mass Transfer）

オックスフォード大学の伝熱モデル論文は、ドラム式の熱の伝わり方を、対比先のフルイドベッド式と比較しながらこう説明している。

Primary source quote

ドラム式焙煎機では、コーヒー豆は熱風の投入口に接続された回転円筒の中に置かれる。この焙煎機では、豆どうしの接触、あるいは投入口と豆の接触による伝導によって、熱が主に伝えられる。

Fadai ほか（2016）より（当サイトによる訳）。

⚠️ 「主に伝導」だが「純粋な伝導」ではない。 01章のWangの博士論文も「対流による直接加熱と伝導加熱の両方」と述べており、ドラム式は伝導と対流が併存する方式と理解するのが正確である。焙煎機の方式のページで扱った直火式・半直火式・熱風式という加熱源の軸で言えば、ドラム式は直火式にも半直火式にもなりうる「構造」の名前であり、加熱源とは独立した分類軸である点を、改めて強調しておきたい。

ドラム式にも複数の型がある

SOURCE: Wang（2014）博士論文 Table 1.5

「ドラム式」と一括りにされることが多いが、同論文は水平ドラム式のほかに、垂直固定ドラム式・回転ボウル式という、機構の異なる2つの型も並べて紹介している。

型	構造	運転方式
水平ドラム式	横向きに回転する円筒。羽根・ベーン・パドルで攪拌	バッチ式・連続式の両方
垂直固定ドラム式	静止したチャンバー内で、羽根やパドルが豆を攪拌。主な加熱は熱風の対流	常にバッチ式
回転ボウル式	遠心力で豆をボウルの周縁へ運び、豆が螺旋を描いて中心へ戻る。主な加熱は熱風の対流	非常に効率のよい攪拌とされる

⭐ 「垂直固定ドラム式」「回転ボウル式」は、伝熱の主役が対流に寄っている。 02章で見た「水平ドラム式＝伝導中心」に対し、同じ『ドラム』という名前を持つ型でも、垂直固定・回転ボウルは熱風の対流が主とされている。「ドラム式」という呼び名だけでは、伝熱方式までは決まらないことになる。

「大規模・連続式」から「小規模・バッチ式」への流れ

SOURCE: Wang（2014）博士論文

同論文は、業界の傾向についても触れている。

Primary source quote

大規模な水平ドラム焙煎機は連続運転が可能だが、コーヒー製品の多様な種類への消費者需要の増加により、コーヒー豆のバッチ焙煎により小型のドラム焙煎機を使用する傾向が高まっている。この傾向のもう1つの推進要因として、非常に一貫した豆の焙煎を可能にする、現代のドラム焙煎機の洗練された時間・温度制御の進歩が挙げられる。

Wang（2014）博士論文より（当サイトによる訳）。

⭐ ハチマル珈琲焙煎所のような小規模な焙煎所は、この流れの中にある。 大量生産・連続運転の大型ドラム式から、多品種を管理しやすい小型・バッチ式のドラム焙煎機へという業界の傾向は、「精密な温度管理ができる機材が普及したからこそ、小ロットでも品質を保てるようになった」という読み方ができる。この読み方は当サイトによる整理であり、原典はそこまで踏み込んで述べてはいない。

今後追加すべき項目

伝導と対流の割合の具体的な数値 — 02章では「両方が働く」ことまでは分かったが、標準的なドラム式で伝導・対流それぞれが全体の熱伝達に占める割合を定量化した査読付き資料は、今回確認できていない。
ドラムの回転数と焙煎への影響 — 攪拌の速さ（回転数）が焙煎の均一性・速度にどう影響するかは未着手。
連続式ドラム焙煎機の内部コンベアの構造 — 01章で名前だけ登場した「内部コンベア」の具体的な機構は未確認。
直火式・半直火式・熱風式との対応関係 — 焙煎機の方式のページで扱った加熱源の分類と、本ページの水平・垂直・回転ボウルという構造分類を、具体的な市販機種で対応づけた資料は未確認。

Wang, X.「Understanding the Formation of CO2 and Its Degassing Behaviours in Coffee」University of Guelph 博士論文（2014年）Section 1.2.3「Roasters」（Table 1.4・1.5） — ドラム式の普及度、水平・垂直固定・回転ボウルの構造比較、バッチ式から小型化への業界傾向。University of Guelph Atrium でオープンアクセス版の本文を確認（2026年8月25日取得）
Fadai, N.T. ほか「A heat and mass transfer study of coffee bean roasting」International Journal of Heat and Mass Transfer 掲載用プレプリント（2016年） — ドラム式の伝導中心の伝熱。当サイト焙煎機の方式のページで既出