回到主页

咖啡烘焙机内不同热量形式指南

咖啡烘焙的本质是对通过对热量的管理来改变咖啡豆的物理和化学变化.或者正如Candice Madison-Royal Coffee生豆供应商的烘焙指导-所言:“字面上来说,烘焙就是和火在玩耍。”

Candice Madison cups roast samples. Credit: Evan Gilman for Royal Coffee

你可能意识到在烘焙过程中有不同种类的热量,它们的表现也各不相同。让我们回顾一下热传导和热对流,以及如何通过管理这两种热来改善你的烘焙。

3种不同种类的热

在热传递过程中主要有3种不同种类的热。

1. 咖啡烘焙过程中的传导热 热传递中的传导热是直截了当的:发生于两个物体直接接触时。例如当你直接触摸刚刚从烤炉里加热出来的东西时,会感到烫,这就是传导热。 在咖啡烘焙过程中,热传导发生于“任何形式的热元素(例如火焰)接触炉膛,当咖啡豆直接与热的炉膛、搅拌桨或者前面板表面接触,甚至咖啡豆在搅拌过程中互相接触。”Candice说道。 传导热在烘焙过程中可能比你想的起的作用要小。Candice指出,即使是在滚筒烘焙机里面,传导热只占热传递总热量的30%左右。
2. 咖啡烘焙过程中的对流热 对流热一般通过液体或者气体为介质进行热传递。当你打开热的烤炉时,感受到的迎面扑来的热空气,这就是对流热。 有两种不同类型的对流热:自然发生的和强制发生的。自然发生的对流热是用以形容热空气上升和冷空气下降的自然趋势。强制发生的对流热是通过风扇或者泵去强行引导空气的流动从而发生热传递。几乎所有的咖啡烘焙机都会不同程度的使用风机来强制抽取空气。然而自然发生的热对流也会同时产生,造成顶部的空气比靠近底部的空气要热。 3. 咖啡烘焙过程中的热辐射 辐射的是一种能量的释放。热辐射是“通过电磁辐射过程,借由它们的分子和原子的振动和旋转运动,”Candice解释到。也许最广为人知的例子是太阳穿越太空给我们的地球提供热量的热辐射。 基于目前的科技水平,在咖啡烘焙过程中的辐射热是很难衡量且基本上无法控制的。即使咖啡烘焙机装配了远红外的燃烧器,用以加热炉膛(热传导)和空气(热对流),而不是直接施以辐射热。所以,当谈到辐射热时,最好还是承认有这种形式的热存在然后可以忽略不计。 不同种类的热怎样影响咖啡烘焙过程 你的烘焙方式和烘焙设备会决定你怎样控制传导热和对流热。每台烘焙机都会提供给你不同程度的两种热的调控。当你把这些因素考虑进去的时候,就会产生不同的变化。
  • 入豆温

对滚筒烘焙机而言,烘焙机的炉膛可以储存一定量的传导热。当你想突显出浅烘焙Compact Roast的调性时,需要考虑到这一点。Candice告诉我,“如果我想要烘焙的的咖啡需要突显出花香和果香的调性,我会在烘焙开始的入豆时提升入豆温或者在回温点以后给予大量的热。” 烘焙容量 从某种角度来看,在烘焙过程中,“热的”咖啡豆自身就会互相之间发生热传导。这意味着,单次入豆量大的烘焙会比入豆量小的烘焙携带储存更多的热量,从而变得“反应缓慢”。为了更好的调整烘焙,需要根据这种情况给予更多的热量。   这也并不一定是一件坏事:稍微大一点的烘焙量也许调整起来更容易,小的烘焙量会容易“反应过度”从而难以控制。总结来说,大的烘焙量需要在烘焙开始时给予更多的热量。直到烘焙结束,咖啡豆本身也是传导热的一大来源。 记住烘焙量不要超过厂家标准满载烘焙量的75-80%。原因在于咖啡烘焙过程中咖啡豆会体积膨胀,热气流从而受阻引发问题。如Candice所说,“往炉膛里面填充过量的咖啡豆,并不单单会产生更多的烘焙瑕疵,烘出的咖啡也不会好喝。”    
  • 气流

炉膛里的气流并不直接和对流热相关。然而,当咖啡豆进入一爆之前的美拉德反应和焦糖化反应时,会释放水蒸气和二氧化碳。释放出的水蒸气会对炉膛里面的气流环境有冷却的影响。 所以,如果你设定一个中-低的气流,你会注意到在155℃和182℃附近的ROR突然下沉。鉴于此,开大一点风门就会提升ROR。气流量的增加会将水蒸气推出炉膛,从而保持炉膛热着。 相反,当接近一爆时,可以降低火焰并关闭气流以保存对流热量。但是,根据咖啡的特性,你可能需要在一爆时再次将其打开。   因此,在烘焙中的不同阶段,气流对对流热的影响不同。最重要的是,一定需要足够的一点气流把烟和银皮排出。  
  • 炉膛转速

对于具有可变炉膛转速设置的烘焙机,提高炉膛速度意味着将咖啡豆提升到聚集在鼓顶部的热空气中,从而增加了对流热的传递。与入豆温度和烘焙量大小一样,过高或过低都会导致问题。   Candice告诉我:“如果你的炉膛转速太高,则存在烘焙不一致的风险,而且由于纤维素物质通过热解作用而被侵蚀,实际上甚至会在豆子离开烘焙机之前对其造成破坏和粉碎。如果转鼓速度太慢,你自然会使用更多的传导热,因为更多的咖啡豆表面会与炉壁保持更长的接触时间。这导致豆类可能会灼伤或烤焦。”   不同类型的热在烘焙机里各部件的体现   尽管我们研究了热传递如何影响烘焙过程,但请务必记住每台机器都是不同的。让我们看一下典型的滚筒烘焙机的各个部件以及不同的热量类型如何发挥作用。  
  • 炉膛

有几个因素会影响炉膛内的热量保留。大多数现代烘烤机制造商都是使用机加工钢材制造的。它可以是实心的或穿孔的。在后一种情况下,会减少传导热对烘焙的影响。滚筒的厚度在保温方面也起着重要作用。   炉膛可以储存的热量越多,调整火焰设置时的滞后性就越大。 Candice说:“你的烘焙机可能被制成具有非常高的响应速度(保温性差-不是一件坏事!)或非常稳定(保温性良好)。”“可能需要一些时间来习惯彼此之间的习惯,但是无论哪种方式,你都可以使咖啡的味道更好。你可能只是喜欢一种[类型]。”  
  • 风机

这是控制对流热的主要方法。一些较大的烘焙机机在排气管上设计有风门,实际上并不一定需要在烘焙时进行调节。设计的想法是将其设置为适当的设置,并通过调节火焰高度影响烘烤的变化。   实际上,在一些较小的烘焙机上,风机的强度足以冷却滚筒。这可能会使你的烘焙停顿(对流热传递的又一种情况,但不是好的一种)。   无论你采用哪种方法来烘焙,都要强调定期维护和清洁对于维持适当的空气流通(并避免烘焙起火)至关重要。  
  • 冷却盘

不要忘记,冷却盘是对流传热的另一个地方,这一次热量是从豆子流向凉爽的空气。越快冷却越好。  
  • 探针

测量和监控热量是实现连续烘焙的关键。 Candice建议“确保具有保持清洁,适当尺寸的热电偶/探针。探针太粗,数据将不足或不准确;太细,可能对背景干扰过于敏感。   “你的探头是接地还是不接地?了解你是否不知道。接地的探针的行为与未接地的探针略有不同,如果你在故障之前掌握了所有这些信息,则可能更容易诊断问题。” 如果只有一个探针,则应将其放置在完全位于咖啡豆堆中的位置。如果你有两个探头,则可能希望将第二个探头放置在烘焙机顶部的排气管附近。测量排气温度将使你深入了解滚筒中的对流热量。   如果你知道如何解释从探针中看到的数据,则可以在其他地方放置其他探针。但是,没有探头放置会完全给你传导或对流的热量。因此,你需要了解探针的实际测量内容以及有关烘焙的信息。

学习如何在烘焙过程中使用对流和传导

尽管烘焙过程中只有两种可控制的热量类型,但它们之间的相互作用,管理和测量可能很复杂。如果你是初学者,那么可以通过了解它来为成功做好准备。   确保你了解设备。如我们所见,热量的保留和传递受烘焙机设计的影响。当你熟悉了烘焙机的工作原理后,就可以更好地计算其运行方式。另外,请保持设备清洁和维护良好–这会影响你的热传递。   其次,认识到你不必操纵每个变量。控制较少的变量(通过不更改烘焙量大小或入豆温度等)可以使热量在烘焙过程中如何自然地累积和流通。   另一方面,同时进行气流和燃烧器调整将使你难以理解烘焙过程中发生了什么。你最终会尝试实施你不完全了解的调节。坚持只调节一组一组参数。然后,一旦你觉得自己已经按照预想进行,就可以进行其他调整。   当你开始更直观地了解热量类型时,你将更好地控制烘焙,并更好地了解烘焙的发展方式。
所有文章
×

还剩一步!

确认邮件已发至你的邮箱。 请点击邮件中的确认链接,完成订阅。

好的