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問答紀錄(一)

某日因為思考烘豆機的設計想到腦子痛。
於網路上開始回答網友的烘焙問題,一樣陷入了碎碎念的狀態,在這裡做個紀錄。
問:關於咖啡甜味的烘焙階段與做法?
回:以製作烘豆機的角度來說,保溫良好與穩定的烘焙過程是甜味的基本,因為生豆進入一爆前的升溫過程除了影響一爆的溫度、酸度、上色、膨脹係數外,也包括了酸味與甜味之間的平衡;用手法舉例:關火後,高溫下豆,回溫點再開小火慢慢升溫到一爆;另一種則是機器降溫,開中火升溫後下豆,回溫點後關風門慢慢升溫到一爆;兩種手法造成的酸味與甜味會有不同比例差異,差異在於升溫的過程中傳導熱與熱風比例的不同,第一種以熱風為先,接觸熱後;第二種以接觸熱為先、熱風後。
而這又要根據豆子的吸熱效率來決定手法,一般說來,海拔較低的生豆吸熱速度快,容易造成吸熱不均,所以會用第一種做法慢慢升溫;海拔高的生豆反之。當然也會因樹種不同有所落差。
這邊又會延伸到快速烘焙的手法,生豆的質量是否適合快速烘焙,同時如何製造一個烘焙環境可以有效率讓生豆完整吸熱,這部分就是各品牌烘豆機設計時與製作材料的差異。
個人意見,參考就好。


問:無論手法、豆種、海拔,慢慢升溫比快速升溫的效果佳?
回:升溫是生豆吸熱的過程,而這個升溫過程舉個例子來說,烤比薩時使用石窯與電熱烤箱,烤出來會有差異;以有抽風的烘豆機來說,慢慢升溫還得考慮熱風的影響,大火大風門很明顯的熱風比例高,表面容易升溫,而要達到豆芯吸熱的話,豆量要夠多才能同時保持傳導熱。
而沒有抽風的手網或是土砲,要維持穩定的升溫受到環境的影響很大,所以重點在於如何減少環境的影響,同時開放性的烘焙鍋(直火鍋),得思考一爆前的能真的達到足夠的吸熱,所以拉長前段的時間可能是應有的手段。
所謂的平衡要先討論你想要的風味與生豆能發展的風味,沒有明顯風味的生豆,如何烘焙出能夠辨識的風味,而不是單純的偏酸或偏甜,也許我們會嘗試烘焙肯亞一爆密集下豆,但是沒有一定的條件,通常會獲得極酸的肯亞。而肯亞豆能夠二爆初下豆仍有一定的酸味,所以當季的肯亞多數會在二爆前或二爆初下豆,就是為了讓酸味平衡。


問:使用的烘豆機是電熱系統。
回:以自己曾經製作過電熱系統的烘豆機來做一個心得分享;電熱管的加熱方式相較於瓦斯明火系統優點是加熱極為穩定,不容易有鍋體熱點不均勻的缺點,而且電熱管的形狀是產生熱源的範圍,所以普遍會將電熱管包圍烘焙桶;而明顯的缺點就是無法快速調整火力,使得烘焙時需要1~2分鐘預先調整溫度,加上設計電熱烘豆機普遍採用電熱管包圍直火鍋來使電熱管的熱能盡快進入直火鍋內,溫度降不下來是連續烘焙時比較明顯的缺點。
而電熱烘豆機除了上述的優缺點外,其實加熱時主要著重於熱風大於接觸熱的升溫過程,因為熱的來源主要依靠電熱管發熱,抽風機帶動空氣產生熱風進入烘焙桶內,烘焙結果會發現豆色漂亮卻有些許澀味產生,如果採用快速烘焙手法,這點會更明顯,個人認為生豆內部的吸熱不足,然而這類型的烘豆機如果加上風門的話,升溫的過程會緩慢甚至停滯,加熱的方式依靠抽風帶動熱進入烘焙桶的因素很明顯;以傳統機械風門的角度來說,可以依靠調整風門大小影響烘焙桶內的風壓與風量來微調鍋內壓力,製造出一點壓力使得接觸熱可以讓生豆吸入的效率增加,而電熱烘豆機雖然已經將電熱管接近烘焙桶,但要快速的加熱烘焙桶仍有功率的問題,所以只能依靠抽風加強熱風的效果。
以無風門的烘豆機來說,要在烘焙的過程中不影響升溫並製造壓力的變化,建議的方向是縮小排風口的排煙管徑,減少出風的管徑可以降低排風的量而又不至於影響排風的壓力,盡可能增加鍋內的壓力;再來是下豆的溫度,既然電熱烘豆機升溫與吸熱之間有落差,那前段的接觸熱盡可能做到,較高溫下豆,關閉電熱管,關閉抽風機,讓生豆在這段時間內主要依靠接觸熱 ,也有可能無法關閉抽風機的狀態下,在排風的地方拿個紙板擋住也能有類似的效果(不可全閉出風口,應留下一定的開口),考慮電熱管的加熱反應到豆子的現象較慢,需要在回溫點前1分鐘或30秒就得開啟電熱管,由於電熱管主要是開關產生熱,少有高低溫的調整,所以直接調整到220度C就好。
以甜味的產生來說明,個人經驗哥倫比亞的生豆能有比較明顯的甜味變化,所以測試烘焙可以採用哥倫比亞的咖啡豆,以接觸二爆時下豆做為測試的判斷。制訂烘焙的計畫並觀察烘焙現象與計畫的差異性就能逐漸調整出烘焙手法的誤差性。
預定進入二爆的溫度與時間,假設是二爆溫度是200度C,時間是15分。
爐溫達到200度C時下350g生豆,關閉電熱管,達到回溫點的時間?
測定出回溫點後就可以做為開啟電熱管的時間依據,回溫點後升溫至160度C之間拿紙板擋住出風口並留個小開口(約莫1/4)做為調小風門的作用,此段升溫的速率?
160度C後移動出風口的紙板,調整至1/2的開口,觀察升溫的速率?並確認進入一爆時的聲音是否明顯?
風門直至一爆密集後才開出風口至(2/3),觀察升溫的速率還有進入二爆的過程是否順暢?
從這些過程可以得到該烘豆機的關鍵數據,再依這些數據來調整烘焙的豆種豆量下豆的溫度等等。
以上都是為了製造穩定升溫的烘焙環境。
個人意見,斟酌參考。

寫到這裡,其實都只能泛於表面寫點概念,因為每台烘豆機與烘焙的手法不同,即使普遍討論的手法也會因為烘豆機設計的理念不同,在操作上有所差異。
例如熱風不穩定的烘豆機,容易造成火力過大,接觸熱比例過高,苦味偏強;所以在不調整熱風的穩定度前,只能不斷微調火力來避免接觸熱過快。 

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著作蔡政育製作,以創用CC 姓名標示-非商業性-禁止改作 3.0 台灣 授權條款釋出。
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風門的作用與測定

有人問這個問題,真不知道要從哪裡開始回答?
首先先來談談風門的發展,就我個人的角度來討論;以烘豆機而言,風門的發展是有必然性的,由於歐美於18、19世紀開始發展的咖啡烘焙設備主要以數十公斤甚至上百公斤等級的烘豆機,當時為了因應大量的咖啡需求,能穩定烘焙並烘熟,不容易損壞為原則,其實在Probat提出現在主流的滾筒式烘豆機之前,能見到的多是連續式烘豆設備,主體為長圓鑄鐵管,下方採用瓦斯或木炭等火源,內部設置攪拌葉片,攪拌的過程生豆會逐漸在鑄鐵圓管前進,烘焙的過程就是一端下生豆,另一端出來就是熟豆,至於銀皮與煙塵等等,當時可沒這麼多限制排放的規定,完全就是自然排出。
工業式烘焙進入的中小型烘焙,則是由Probat提出的滾筒式烘豆機為主流,體積小(以當時而言),價格優勢,適合以鐵路為主要運輸的歐洲國家在鐵路的要站設置小型烘焙廠。然而排煙的問題開始出現了,就算烘焙量較少,每鍋也至少有15~30公斤,如何在較小型的烘焙機中將煙塵適當的排出便成了主要的課題。
以我個人的角度來說,風門的主要作用就是避免悶燒,造成咖啡豆內燃,甚至設備的損壞。理所當然也發展出了應用旋風集塵原理的集塵設備,而逐漸嚴格的排放標準也是主要的推手之一,而各種高單價的生豆在市面上開始流通,小型烘豆機的需求應運而生,而製作烘豆機的工廠也開始蓬勃而生,每個人設計製作的概念會因為接觸的環境不同有所差異,也形成了目前的主流半熱風、直火烘豆機。
這兩種形式的烘豆機各有優缺點,而要去思考的就是熱量的交換形式的差異。
直火烘豆機其實主要依靠熱風來烘焙咖啡,跟一般認為的採用接觸熱來烘焙的角度不同,所以典型的富士皇家的直火烘豆機,得達到5kg等級才能有穩定的熱風與接觸熱比例,操控的手法也與1kg的直火烘豆機熱風比例較高完全不同。

台灣的楊家烘豆機普遍以熱源不穩定與價格低廉著稱,先不論這兩點,該烘豆機的鑄鐵鍋極為扎實,卻也因為過於扎實,烘焙易產生所謂的鑊氣。
鑊氣為中華料理中,鐵鍋經高溫過油產生的特有香氣,炒菜時可快速將食物表面炙熟形成保護膜鎖住食物的水分,一般家庭使用的瓦斯爐由於溫度不夠,不易形成鑊氣。
離題了,主要提醒的點是說明烘焙咖啡豆時,如果採用極厚實的鑄鐵鍋,就要很注意熱源的足夠與抽風的強度,不然極易形成鑊氣,烘焙出的咖啡豆具備相當明顯的特徵。
要避免鑄鐵鍋的鑊氣這種特徵,得先了解烘豆時的熱量交換過程的差異:熱風、接…

關於烘豆機的火力與風門的測定,個人見解。

起因是昆明的網友在網路上發問,討論的過程有一些看法。
測試過後的結果挺有趣的,在這裡紀錄一下。
Q:抽風機的選擇與測試?
A:抽風機得測試,每台烘豆機的狀況不一樣,最快的方式是先搜尋國外網站提供的資料,根據做的機器屬於流速快慢,再參考網站上類似機型所提供的抽風數據來挑選抽風機。
裝上測試後,重點是看風門關閉(全閉的狀況下必須有留一個小口)的時候,火力是否穩定,如果火焰不穩定,表示風門的最小口開得太小;風門全開的狀況下,火焰會不會飄。如果火焰的燃燒很勉強,會飄表示風管的口徑太小,需要換大一點,風門全關,火焰會燃燒不太完全是因為進入的新鮮空氣不足。
然後去取樣口,用打火機測試風門:



Q:風門開最大還是升溫快是不是抽風不夠?
A:不是,風門開最大,升溫快要看是接觸熱的作用還是熱風比例高。因為風門開大,抽風變強,烘焙桶本身的蓄熱夠,溫度仍然會上升。

Q:火焰離烘焙桶要多少距離?
A:火焰最高點與烘焙桶至少要有5cm~10cm。

Q:火焰離太近了是不是容易烤焦豆子?大火火焰直接燒到滾筒?
A:所以桶身有焦痕,那是燃燒不完全炭附著,紅火是氧氣不足。

Q:圓直徑20cm,長度24cm的滾筒是烘焙量是多少?
A:以圓徑150mm,高150mm,最大的烘焙量是800g,最適合的烘焙量是500g,最佳烘焙量350g,用這樣去計算的話,20cmX24cm的桶子,最佳的烘焙量是1~1.2kg,最大的烘焙量跟最佳烘焙量是不同的。簡單的做法就是把生豆倒進去,不要超過桶子2/5,大概可以算是最大的烘焙量使用圓直徑跟長度一樣的桶子,重點是豆子有空間可以攪拌,所以重點是圓直徑,不是高。火焰的範圍要比度少約4~5cm,不然發生把火焰吸入烘焙桶內造成內燃的狀況,有危險性。

Q:滾筒後面進熱風空間要多少呢?
A: 熱風的空間5cm就夠了。

Q:設計的時候要注意什麼?
A:火排的不同放置的位置不一樣,火力面積大火焰輸出強的口琴式火排或是熱水氣火排不要直接放在烘焙桶正下方,因為這種爐子的輸出很大,要利用空氣從爐嘴之間經過加熱的熱風效果來烘焙;半熱風的機器,靠抽風就可以了,設計的角度都是把零件最少化,但是效果最大化,不然實際製作,會很麻煩。還有設計的時候要考慮裝卸的過程順不順利,螺絲越多,雖然設計的時候很麻煩,但是組裝相對容易,也比較好修改。

Q:好好把要做的機器設計好,我之前一直有個誤區,熱風吹多了豆子味道單薄,後來發…

DIY002_800g烘豆機的組裝過程。

因為懶得畫組裝說明書(其實是不會畫~~),所以用影片的方式說明DIY編號002的烘豆機如何組裝。
主要使用的工具有:
1.十字螺絲起子
2.六角板手
3.7號梅花板手
4.耐心


六角板手直接使用五金行買的到的版本就好,主要用來鎖止付(無頭)螺絲,而7號的梅花板手,最好也準備另一種7號的套筒板手。

整組的六角板手。
梅花板手(7號)
套筒板手(7號)
至於耐心,就不用多說了,因為組裝過程中要不斷的調整烘焙桶的位置,所以鎖螺絲時最好不要一次就鎖緊,等該組件的螺絲都鎖上去後,再轉動烘焙桶,根據轉動的順暢度來確定螺絲的位置,確定好後再鎖緊。

烘豆機的零件:

比較難組裝的部份的零件會先組裝好,這樣在組裝的過程中就不至於花太多時間。
根據組裝的實際狀況來說,熟練的話大概1~2小時能裝完,至於不熟練呢?
就培養耐心吧。

這次使用的是直火鍋,厚度2mm的沖孔不鏽鋼板輥圓銲接。

其實料件不多的狀況下,只要跟著影片中的步驟組裝,應該都能順利完成?
馬達的線路會先接線完成,但是根據每個人使用的馬達也許會有不同,仍就希望採用厚利貿易的 6W AC感應馬達或是 20W的直流無刷馬達,組裝的時候才能符合馬達固定座的開孔尺寸,至於無刷馬達需要直流電,所以必須另外購買一組 AC to DC的電源供應器,這部分另外再寫一篇討論。

開關只有兩個,一個總電源,另一個是4"工業風扇的開關,開關的設定是總開關開啟,馬達就會啟動,而風扇不會動作,得打開風扇開關才會通電。
影片分為三個:
1.主要機體



2.後方機體



3.前方組件與組裝完成




影片是用Iphone 6S手持拍攝,些許晃動請大家多多包涵
有興趣的可以參考一下。

至於有沒有人會去複製?這部分就懶得想了.......

另外備註一下,該台DI002_800g烘豆機將於8/31~9/3於台北南港展覽中心四樓厚利貿易的展位展出,有興趣的人可以於上班時間洽詢
厚利貿易 台中營業所 江小姐 何小姐
台中市407西屯區工業1路96巷7弄1號1F-3
TEL:04-23550318 FAX:04-23550319
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再備註一下,會從500g改為800g是因為有客戶來試烘,發現下了1kg的耶加雪非一樣烘得很漂亮,於是建議用1kg的容量來銷售,將這一點跟經銷商討論後,決定以800g的容量來銷售。


本著作由蔡…