一公斤的咖啡烘焙机有什么类型？咖啡豆烘焙技术怎么掌握？

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• 　　一公斤的咖啡烘焙机有什么类型？咖啡豆烘焙技术怎么掌握？

   

  　　还是先声明，这是我的体会，并不客观，原因在于，甚少有人可以在同一架构、同一系统下，把烘豆机最核心的组件【烘焙桶】由半热风换成直火桶，然后进行比较，再发表心得的。

   

  　　这不是猜想，而是我个人的实证，而透过这个实证的过程与结果，终于可摆脱国外那些论说的框框，毕竟他们的基础是建立在热风、半热风之上，不论是Scott Rao、Rob Hoos、Tim Wendelboe、Willem Boot、 Joe Marocco，还是WCRC、SCAE等各大赛场的赢家们，我很努力的想要只花些微的代价就站在他们肩膀上，感谢他们，感谢网络的没有国界，我真的很有收获。

   

  　　曾经，我也曾很天真的以为，买了一部烘豆机，它的烘焙桶桶身没有开孔，只能由桶底的网孔进气，抽风不够就改风机，觉得火力太弱就改火排，再加上压差计作辅助，我就有一部可以以热风为主要烘焙热源的半热风机了。 其实我只是有一部把烘焙桶进气单纯化的烘豆机，离半热风机程度还有一大段距离。

   

  　　而过程中，没人会告诉我，也未见大家探讨相关的问题，毕竟多数人买的机器是【成机】，花相近的钱，我买的是连火排都没有，还要自行组装的DIY002，潜藏的DIY热血，让我对这部机器一试组就衷情，连考虑都没，当天半夜就下单了。 也因为多次组装，对自己机器的构造真的很熟，点点滴滴的加以调整，以及进行非破坏性的改造，只要烘豆相关发现有疑问的，或是有根据的论述，就想办法去实证，直到确认自己的机器可以达到半热风机怎样的状态，可以用怎样的操炉方法， 达到自己想要挑战的目标。
  
  
  

   

  　　过了那个阶段，对半热风机再也没有憧憬，即使是世界顶尖名牌也是一样，毕竟自己不可能投入咖啡业内，不需要任何可以稳定量产的机器，是该投入研究另一种更复杂的烘豆型式的时候了，也就是直火烘焙。

   

  　　其实每次在Atti参加虫子的分享会，都可以喝到虫子与其他同好先进的直火烘焙成品，其中虫子的咖啡最具特色，辨识度很高，那种特色风味，我称它【虫子味】，而虫子总说，那就是直火烘焙的味道。 虫子擅长在不同阶段运用滚桶转速，来创造咖啡的风味，以1到2公斤级的机器来说，他运用转速的范围可以由每分钟10转到每分钟超过100转，如果再加上调风及调火，创造出来的频谱之大，难以想象。

   

  　　我经常在那儿喝到入口之后至少有三种风味层次表现的咖啡，个人想尽办法，用完一切学过的理论，想要贴近那种境界，却没达到过。 好吧，我可以归咎为必须有虫子烘焙机才能达到那样的境界，因为很多事情是无法单纯归纳与还原的。 而这个时点去回想，或许，直火真的是一个答案，直火可以做到半热风完全无法做的，就是火焰的高温热气，瞬间加热部分豆子的部分组织。
  
  

   

  　　把梅纳反应、焦糖化反应、高温热解反应等艰深的理论丢一旁，就根据日常生活接触食物的经验，高温烧烤所产生的香气与滋味，总是最为突出的，对咖啡而言，只要克服3个问题，直火烘焙会因为它所带出的香气和滋味， 变成是一种无可取代的烘焙方式（全锅均匀度、烧焦和外熟内生是3个直火烘焙常见的缺陷）。

   

  　　全锅均匀度问题是滚桶转速与搅拌叶片设计不当造成，烧焦是火力与火苗加热滚桶和豆子时升温过快形成，外熟内生是热能强度高于豆子导热及热扩散能力时的快速升温所致。 所有形式的烘豆机都可能产生上述缺陷，但因直火式烘豆机火源直接，热度最高，因此最明显，只要构造上有缺陷（例如小型机也仿大型机火排直接烧到滚桶，或滚桶叶片组数太少、转速太慢），或火力调控太大意，很容易就会毁了一锅豆子。

   

  　　有一张图虽是双层锅结构的半热风机手稿，用来探讨直火烘豆机我觉得也很合适
  
  
  

   

  　　双层锅体的半热风机示意上图

   

  　　在那样的结构中，火排对烘焙桶外层可以加热到350度，对即将抽入烘焙桶的空气可以加热到260度，因为是双层锅壁的结构，因此外锅的高温不会直接传导到内锅，让内锅维持着180——200度的低温，确保在任何状况下， 锅壁都不会烧焦豆子，同时也确保热风是烘焙豆子的主要来源，烘出均匀、稳定、风味干净、一致的豆子，是机器的设计方向。

   

  　　如果在同样的机构下把双层锅换成单层的薄锅，会如下图般，可以达到260度热风的火力，会让（豆子直接接触的）锅壁达到350度的高温，整个烘焙节奏会提升多少，真的难以估计，或许还会因为升温过快，产生表面烧焦、外熟内生的豆子。 为了避免节奏太快，只能降低火力，因而热风温度会跟着降低，在同样的烘焙时间下，豆子吃到热风热能与锅体热能的比例和双层锅的机器相比，铁定要降低不少。
  
  
  

   

  　　单层锅体的半热风机

   

  　　桶身无洞的半热风锅体有上述的情况，如果把锅子换成满布细孔的直火锅呢？ 一方面要考虑锅体的热度，更得考虑火焰直接作用到豆子的热度。 热风呢？ 在同样的抽风量下，因为进气面积变大了，进入烘焙桶的风速变柔和了，也因为整个桶身都有孔，有的甚至桶底也有孔，进入烘焙桶的热风简直是来自四面八方，热度也不一，因此它的热风效用无法由单一点的进气温度来观察， 热风出口的温度是唯一比较可以参考的数据。

   

  　　回到火焰直接作用到豆子的热度，它可以把锅体加热到350度，显然温度一定超出350度，作用到豆子上，比锅体对豆子的加热有温度上和包覆面积比较大（火焰是一种高温热气，经由对流可以轻易包覆豆子）的差异，因此，综合考虑， 在抽风量相同的基础上比较，直火烘焙的热风考虑，和半热风是完全不同的。 我的看法是，把它放在水气、烟尘的排除上去作考虑，如果滚桶转速不可调（但够快），只要把心思放在控火上就可以了。

   

  　　以上是推论，接下来就是实证了，下图是我的半热风和直火烘焙的示意图
  
  
  

   

  　　左半热风、右直火

   

  　　我是根据压差计的读数去控制抽风大小，原则上，因我的半热风架构不能用太大的风流，否则为了让进气达到要求的温度，锅体会太热。 我总是把最大风压控制在，可以完整带走银皮的大小为上限，换成直火锅之后，还是维持相同的风压控制。

   

  　　因为火排架构相同，可以断定，在相同风压、相同的火力下，所产生的入风温应该也会相近（无法相同只能相近，因为还有环境温度因素）。 差别的是，直火作用于豆子的风速较低，并且入风温各部位有差，依据量测，底层豆子位置的风温可以达到475度，而那时接近上半部的风温约270度，经和豆子热交换后，排风口温度约240度，这和半热风270度的入风温， 240度的排风温，底层的高温热气是最大的差异。

   

  　　半热风架构烘【西达摩 狮子王】
  
  

   

  　　直火架构烘【西达摩 狮子王】
  
  
  

   

  　　拿同一种豆子（埃塞俄比亚 古吉 狮子王 日晒）分别在半热风和直火的架构中，用相近的节奏，一样的发展时间烘焙，直火烘出来的香气就是比较浓烈，滋味就是比较厚实。

   

  　　而直火因为加热比较直接，火力调整对曲线的影响也是很迅速和直接，只要烘焙机内部环境够稳定（不因外界环境变化而变化），排风温照着预想的温度走，风火不太需要调整。 半热风则是加热方式比较间接，当发现排风温过低，增加火力以拉高风温却经常发现反应太慢或效用不如预期。 因此我把烘半热风锅比喻成开船，必须预先反应；烘直火锅像开GO CART，反应直接不能动作太大。

   

  　　我的结论

   

  　　直火因对豆子的加热温度高，所创造出来的香气比较浓烈，并且因为升降温反应迅速，熟练了之后（对我而言），烘起来的爽度高很多，这是我现阶段的体会。

   

  　　
  
  
  了解咖啡烘焙机器的设计原理

   

  　　以台湾制造的烘豆机为例，在烘焙过程中，能够控制的功能有瓦斯火力、排气阀门、锅炉转速；提供的温度观察数值则有炉内豆温、出风口温度这两项，并有观豆窗和取样棒来判断生豆外貌和气味。

   

  　　不停旋转的锅炉是为让了生豆能够均匀受热，锅炉内良好的挡板设计，让搅动时更显活泼跳跃，避免点状烫伤。当转速缓慢时，生豆与锅炉接触的时间长；转动快速时，生豆被抛在热风中的时间长，这两者对风味会产生影响。但是，锅炉转速在德国、日本、美国的烘焙机器上，是无法调整的。

   

  　　除了火力之外，瓦斯火排与锅炉之间的距离，称为火距，也是机器设计时的一大难题。日系品牌烘豆机常施作的改装，就是增加瓦斯喷嘴数目，但把火距拉远，其实考虑的也是均匀受热的问题。台湾制造的新款机器，则是把瓦斯喷嘴改为三排双开关的设计，视烘焙量多寡点火，增加操作的灵活度。

   

  　　点火加热，热能会借由传导、对流、辐射这三种型态，对咖啡豆产生加热效果。

   

  　　除了全热风式机器是以对流热为主之外，我们常听到的还有半热风和直火式这两种机器。简单的来说，直火式烘豆机的烘焙室锅壁是有打孔的，能让辐射热直接作用到生豆上面，这样的机器，还可以加装远红外线套件，让辐射热达到最大效用。

   

  　　半热风式机器则是利用传导热与对流热为主，当火力固定时，排气阀门的大小控制，就是影响对流热的主要因素。

   

  　　实际操作咖啡烘焙机器的步骤

   

  　　启动机器，点燃火源，待锅炉温度提升到一定程度后，关火，将咖啡生豆投入。

   

  　　此时室温状态的生豆会跟热烫的锅炉产生热交换，从仪表上可以观测到锅炉温度会下降，依照生豆数量的多寡，这个热交换的时间也会随之增加。直到生豆吸热完全后，锅炉温度开始上升，称之为“回温点”。

   

  　　生豆投入前，关火与否，是每个人的烘焙习惯不同，但是这会影响到回温点的高低，需注意。

   

  　　一开始的温度上升会较快，但随著豆色泛黄、水份减少，温度上升会逐渐趋缓而稳定。若是利用取样棒取出生豆，可以很明显的闻到味道的变化，从水分蒸发的青草涩味到类似烤面包或地瓜的香气，这时银皮也会逐渐剥离，可以适度的打开排气阀门，让银皮吹出。在第一次爆裂之前，温度上升趋缓，生豆从热风中大量的吸取热量，准备迎接爆裂。

   

  　　从零星的爆裂声开始，逐渐密集，温度上升加快、烟气大量排出，这时需透过排气阀门让它适当排气。需注意到的是，过大的排气量会导致对流热过强，会出现不好的风味。

   

  　　持续加热，第一次爆裂声响暂歇之后，咖啡豆酝酿著第二次爆裂，两者温度约会相差２５℃。第二次爆裂时，烟雾加剧，咖啡豆逐渐转向深褐色，略微出现焦香气。

   

  　　下豆前，启动冷却盘风扇与搅拌，使咖啡豆在最短时间内降温，以保持风味良好。

   

  　　如何才能达到稳定的烘焙

   

  　　如何达到稳定的烘焙，复制出最完美的那个味道，这是每个烘豆师最大的课题。

   

  　　一、利用仪器检测生豆含水量，事前制订烘焙计划曲线，详实纪录烘焙过程的各项数据，做为参考改正的依据。

   

  　　二、利用固定的回温点为基准，让升温曲线保持一致，避免无谓的火力调整与修正。

   

  　　三、确实做好烘豆机器的保养与清洁，包含集尘桶，让烘焙条件保持一致。

   

  　　四、慎选烘豆机摆放位置，让环境因素降至最低，甚至每批次的烘焙锅数都得控制在一定范围，避免过少或过多。

   

  　　烘焙咖啡豆是相当有趣且有挑战性的工作，追求完美的极致风味，是永远无法停止的目标。