Chương 9: Lên kế hoạch cho mẻ rang – Planning a Roast Batch

Rang Cà Phê / Scott Rao      384 - 0      1 năm trước
Chương 9: Lên kế hoạch cho mẻ rang – Planning a Roast Batch
0 0

Roaster phải thực hiện nhiều quyết định trước khi bắt đầu mẻ rang. Anh ta phải cân nhắc cỡ mẻ (batch size), thiết kế máy, và nhiều đặc điểm của hạt khác nhau trước khi chọn nhiệt độ ban đầu (charge tem), thiết lập gas (gas setting), và dòng khí (airflow).

9.1. Batch Size

Bước đầu tiên khi lên kế hoạch rang là quyết định khoảng tối ưu về cỡ mẻ của máy. Roaster phải cân nhắc kích cỡ trống, khoảng airflow, và đầu ra của rated burner nhằm quyết định cỡ mẻ nào sẽ ngon nhất. Bạn không nên cho rằng thiết kế mẻ của máy được công bó bởi nhà sản xuất là cỡ mẻ tối ưu; tôi đã thấy rằng nhiều, nếu không là hầu hết, máy rang cho kết quả cf tốt nhất ở 50-70% của nominal capacity.

Nhà sản xuất máy rang thường quá lời về khả năng máy của họ vì hầu hết người mua, đặc biệt là máy rang nhỏ cho specialty, bị ảnh hưởng bởi headline number. Một người có thể ước tính cỡ mẻ lớn nhất thực tế bằng nhìn vào đầu tiên khả năng nhà sản xuất đưa ra. Con số đó hầu hết đại diện cho mẻ lớn nhất mà mà một roaster nên cố gắng đặt vào trống. Làm đầy drum vượt quá khả năng đưa ra có thể dẫn đến đảo trộn hạt thiếu hiệu quả trong lúc rang hoặc dẫn đến quạt hút gió hút hạt cf ra ngoài.

Tiếp theo, và quan trọng nhất, sự cân nhắc liên quan đến đầu ra năng lượng của của máy được đề xuất bởi nhà sản xuất. Nhà nghiên cứu ước tính rằng 1kg 20dgC cf nhân cần 1000-1500 kJ để đạt đến medium roast. Tuy nhiên, một máy rang single-pass điển hình thì khá là không hiệu quả, truyền nhiệt chỉ trong một phần nhỏ của năng lượng đốt đến hạt. Hầu hết lượng nhiệt bị mất đi ra ống khói, và nhiều là mất đi ra ngoài phòng rang và những khu vực khác. Kinh nghiệm của tôi với hàng tá máy rang khác nhau chỉ ra rằng, máy rang single-pass chỉ hiệu quả 1-0-15% năng lượng. Hay nói cách khác, máy rang single-pass tiêu tốn 7-10 lần nhiều năng lượng hơn lượng nhiệt cần để truyền vào hạt.

Cho nên, nếu máy rang 12kg có rating khoảng 105,506 kJ, thì maximum batch của bạn nên xấp xỉ ở 9kg. Với một vài thí nghiệm, bạn có thể thấy rằng cỡ mẻ tối ưu là lớn hơn hay nhỏ hơn một chút, và nó sẽ khác nhau với beans khác nhau, nhưng tôi khuyến nghiij cỡ mẻ 9kg là điểm bắt đầu cho thí nghiệm này. Fluid-bed roaster thì ít hiệu quả hơn cả single-pass roaster, và recirculation roaster thì hiệu quả hơn sing-pass, vậy chúng có thể có cỡ mẻ khác nhau so với burner rating của chúng. Hơn nữa, hiệu quả của recirculation roaster tăng với phần nhiệt được hoàn lưu.

Hầu hết máy không có cỡ mẻ nhỏ nhất, giả định rằng chúng có khả năng “nghỉ” với thiết lập gas không đổi ở nhiệt độ thấp ngang với 204 dg C. Tuy nhiên, nhiều cân nhắc thực tiễn tiến hành rang ở cỡ mẻ nhỏ là rất khó khan (nhỏ hơn 25% khả năng của máy).

Giữa những cân nhắc khác, mẻ rất nhỏ yêu cầu:

Airflow ít hơn. Quá nhieeufu airflow có thể hút hạt ra khỏi lồng rang, đặc biệt nếu RPM của lồng cao.

Tốc độ trống chậm hơn. Ở RPM chuẩn của trống, hạt có thể ricochet quanh trống, điều này có thể gây ra rang không đều và hạt đi ra ngoài theo dòng khí thải.

Mong muốn của người rang và có thể không sử dụng bean probe. Khi mẻ quá nhỏ đến nỗi probe không chìm trong đống hạt, probe trở nên ít tin cậy hơn, hay vô dụng.

9.2. Setting Airflow

Trong nhiều năm tôi đã điều chỉnh thiết lập airflow dựa trên test đơn giản sử dụng bật lửa thuốc lá. Để thực hiện, loại bỏ trowel khỏi máy khi rang và lửa đang bật. Giữ bật lửa trên trowel hole và để ý nếu lửa hướng vào hole, xa khỏi hole, hay giữ thẳng đứng. Thay đổi airflow đ……

9.3. Adjusting the Air–Fuel Ratio

Thay đổi burner để xuất hiện lửa xanh với orange streak               (màu cam là do bụi trong không khí). Nếu lửa yếu và vàng, chỉ ra sự thiếu không khí và quá trình đốt không hoàn toàn: sẽ tạo ra soot nhiều hơn, smoke, và CO, ít CO2 hơn. Nếu lửa ở trên burner và phát âm thanh bùng lên như ngọn đốt, đó là do có quá nhiều không khí. (lý tưởng là để cho máy hoạt động ổn định vài phút trước khi phán đoán là có cần thay đổi không).

Tỉ lệ lý tưởng air-fuel là 10:1, mặc dù customary thiết lập tỉ lệ cao hơn một chút để chống lại sự thay đổi trong nhiêtj độ không khí và độ ẩm.

9.4. Nhiệt độ ban đầu – Charge Temperature

Charge temp[1] và thiết lập gas ban đầu của một mẻ rang là là nhân tố quyết định tới toàn mẻ rang (course of a roast profile). Charge temp quá thấp có thể giới hạn bean development hay bắt buộc sử dụng thiết lập lượng gas thừa lúc ban đầu, gây ra quá nhiệt ở drum. Charge temp quá cao có thể làm cháy hạt hay blunt một số hương vị tinh tế tiềm năng. Biết cách như thế nào để cân bằng nhiệt độ charge temp và thiết lập gas ban đầu, cũng như quản lý máy trước khi rang, là tiên quyết cho đảm bảo rằng mỗi mẻ theo một profile tối ưu. Để xác định charge temp, một người phải cân nhắc thiết kế của máy rang, cỡ mẻ, độ dày hạt, cỡ hạt, phương pháp chế biến hạt, và thời gian rang mở rộng.

9.3.1. Machine Design

Bước đầu tiên trong việc chọn charge temp là cân nhắc loại máy rang đang sử dụng. Một máy với tiếp xúc trực tiếp giữa lửa và drum thì có drum nóng hơn, tương đối với môi trường rang, so với máy làm nóng drum gián tiếp. Anh ta phải giới hạn charge temp khi sử dụng drum được gia nhiệt trực tiếp bởi vì drum như vậy có nguy cơ cao làm cháy sém hạt.

Fluided-bed roaster, không có drum và truyền nhiệt conductive, có thể chứa charge temp nóng nhất, vượt hơn 288 dgC. Máy có Drum được gia nhiệt gián tiếp và máy có drum được khoan lỗ có thể xử lý charge temp trong khoảng nhiệt độ 232-274 dg C. Máy rang có drum cổ điển yêu cầu mức chú trọng khác nhau, phụ thuộc vào độ dày và vật liệu của drum và là drum 1 lớp hay 2 lớp (single or double-wall). Charge temp phù hợp nằm trong khoảng 193-227 dgC.

Như đã đề cập, drum trong máy rang có drum cổ điển hoạt động như thiết bị giữ nhiệt (heat-storage device), giữ hàng chục ngàn KJ năng lượng nhiệt. Lượng nhiệt này đóng góp cho quá trình truyền nhiệt sớm trong mẻ rang và bù cho một ít hoặc tất cả charge temp thấp hơn mà trực tiếp làm nóng nhu cầu của drum. Truyền nhiệt hợp lý trong suốt vài phút đầu trong mẻ rang là cần thiết cho sự phát triển bên trong hạt (inner-bean development). (Xem thêm “Bạn nên sử dụng năng lượng cần thiết vào đầu mẻ rang”).

9.3.2. Batch Size

Mẻ rang lớn hơn, độ hụt/giảm lớn hơn trong nhiệt độ môi trường máy rang lúc ban đầu. Cho nên, mẻ lớn hơn yêu cầu charge temp lớn hơn để đảm bảo heat transfer đủ trong một hai phút đầu của mẻ rang.

9.3.3. Bean Density

Cho cùng kích thước hạt, cần nhiều năng lượng hơn để đi vào lõi của hạt có mật độ dày hơn (hay trọng lượng riêng lớn hơn). Charge Temp cao hơn thì thông thường hợp lý hơn cho hạt có trọng lượng riêng đặc biệt.

9.3.4. Bean Size

Bởi vì hạt lớn hơn có trọng lượng riêng lớn hơn là hạt nhỏ, nhiệt đi vào hạt lớn hơn thì cần nhiều năng lượng hơn. Charge temp lớn hơn giúp xuyên qua hạt lớn hơn.

9.3.5. PHương pháp chế biến hạt – Bean Processing Method

Phương pháp chế biến cf nhân ảnh hưởng đến trọng lượng riêng, khả năng dễ cháy, và thường xuyên, độ ẩm của hạt. Khi lên kế hoạch rang, bạn phải cân nhắc phương pháp chế biến đến từng căn cứ trường hợp cụ thể (case-by-case basis) do vô số biến có liên quan. Theo nguyên tắc, cf chế biến ướt yêu cầu, và chịu đựng charge temp nóng hơn so với chế biến tự nhiên

9.3.6. Thời gian rang cố ý – Intended Roast Time

Charge temp và thời gian rang phải được cân nhắc cùng nhau. Chúng nên cân bằng, bạn nên có charge temp nóng hơn khi muốn rang nhanh hơn. Rang nhanh hơn yêu cầu thiết lập deltaT sớm lớn hơn trong mẻ để đảm bảo sự phát triển đủ (sufficient development). Charge temp không đủ sẽ cản trở sự phát triển bên trong hạt. Tương tự, rang chậm hơn yêu cầu charge temp thấp hơn. Charge temp cao trong mẻ rang dài sẽ bắt buộc người vận hành làm chậm đợt rang đột ngột, vào một lúc bất kỳ, để mở rộng tổng thời gian rang. Sự làm giảm gia tốc có thể tạo ra hương nướng hay cản trở development.

Bạn phải cân nhắc sáu yếu tố đầu vào (thiết kế máy, cỡ mẽ, trọng lượng riêng hạt, kích cỡ hạt, phương pháp chế biến, và thời gian rang mở rộng) khi quyết định charge temp phù hợp cho mẻ rang. Ví dụ, với máy rang drum cổ điển 30-kg, bạn có thể charge ở nhiệt độ 221 dg C, trong 12m, 25kg một mẻ, hạt Kenya AA chế biến ướt với trọng lượng riêng cao. Với cùng thiết kế máy, bạn cũng có thể chọn charge temp là 193 dg C cho mẻ 15m, 20kg hạt, đối với mẫu Brazil chế biến tự nhiên trọng lượng riêng thấp. (xin vui lòng bỏ qua lựa chọn bất thường để rang mẻ Kenya lớn nhanh hơn nhiều so với mẻ Brazil).

Trong những ví dụ này, máy rang drum cổ điển yêu cầu charge temp khiêm tốn cho cả hai mẻ trên. Mẻ Kenya lớn hơn, kích thước và trọng lượng riêng của hạt lớn hơn,  và chế biến ướt tất cả đóng góp nên Nhu cầu về charge temp lớn hơn so với mẻ Brazil. Chú ý rằng ví dụ này là lý thuyết, và cf và máy của bạn có thể yêu cầu charge temp hoàn toàn khác.

9.4. Xác định thời gian rang  – Determining Roast Time

Công nghiệp cf cập bến ở ý niệm sai gần như phổ biến, trong đó rang chậm sẽ đạt được development tốt hơn. Trong khi đúng là rang quá nhanh sẽ tạo ra undeveloped cf, rang chậm sẽ không cần thiết đảm bảo good development. Không phải tổng thời gian rang hay development time quyết định development cuối cùng. Hình dáng của toàn đường cong rang mới ảnh hưởng.

Giả sử cỡ mẻ rang ít hơn hoặc bằng capacity thực tế của máy (xem chương 9), dải rộng của đường cong rang và thời gian có thể tạo ra cf với development và flavor tốt. Tôi không thể nói chính xác, khoảng thời gian rang tối ưu cho máy của bạn, nhưng cung cấp sự khuyến nghị với ước tính thô dưới đây.

Khoảng thời gian rang khuyến nghị

Loại máy

Phút:Giây

Máy rang drum cổ điển

10:00-16:00

Máy IHD và máy với drum có khoan lỗ

9:00-15:00

Máy Fluid-bed

7:00-11:00

9.5. Drum RPM

Bạn nên thiết lập số vòng quay/một phút (RPM) của drum chủ yếu dựa trên đường kính trong của drum và cỡ mẻ. Thiết lập RPM nên cung cấp trộn tối ưu cho hạt để tạo ra sự rang đồng đều trong khi loại bỏ nguy cơ cháy bề mặt hạt. Dựa trên kinh nghiệm và khảo sát không chính thức của nhiều công ty rang khác nhau, tôi khuyến nghị hướng dẫn sau cho drum RPM khi rang mẻ với cỡ khoảng 60-80% capacity ban đầu.

Drum RPM khuyến nghị

Capacity ban đầu của nhà sản xuất

RPM

5-12 kg

52-54

15-22 kg

50-52

30-45

48-50

Những con số này là những chỉ dẫn thô dựa trên kích thước drum điển hình. Bằng chứng đúng của drum RPM chính xác là trộn đồng nhất và rang hạt và giảm thiểu nguy cơ cháy bề mặt.

Người rang nên cân nhắc những yếu tố sau khi thiết lập RPM:

·         RPM cao hơn tăng nhẹ airflow và truyền nhiệt đối lưu.

·         Mẻ nhỏ hơn yêu cầu RPM thấp hơn

·         Nếu tốc độ drum của máy dễ điều chỉnh, cân nhắc tăng từ từ một vài RPM khi tiến hành. Điều này sẽ duy trì trộn đều và sự xoay vòng của hạt (rotation of beans) khi hạt nở ra.

9.5. Bean Moisture, Density, and Size

Hầu hết người rang sử dụng trial-error để định hình rang mỗi lô cf nhân mới. Quá trình này có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần trước khi người rang thiết lập rang cho mẫu mới. Trong khi đó, khách hàng nhận được cf không đồng nhất và thường dưới chuẩn trong suốt quá trình thử nghiệm.

Trong khi bất kì lô hàng mới có thể yêu cầu một số xử lý đặc biệt, người rang có thể vượt qua phương pháp trial-error bằng cách đo đạc trọng lượng riêng, cỡ hạt, và độ ẩm. Nhận thức được ba điều này cho phép người rang phán đoán áp dụng nhiệt cho hạt như thế nào lúc rang. Về chi tiết như thế nào để chuyển đổi những đo đạc này thành quyết định là vượt ra phạm vi của cuốn sách này, nhưng tôi khuyến nghị ghi lại ba thông số này (trọng lượng riêng, bean size, và độ ẩm) cho mỗi lô cf nhân và chú ý mối quan hệ giữa những đo đạc này và kết quả rang.

[1] Charge Temp là một thuật ngữ không vững vàng. Trong khi nó luôn đề cập đến Temp trong drum trống (chưa có hạt) ngay trước khi hạt được đưa vào, không có sự đồng thuận về charge Temp ám chỉ đến: một số người rang đặt charge temp dựa vào số liệu của đầu dò hạt (bean probe), những người khác thì dựa vào số liệu của đầu dò không khí (air probe). Hai số liệu này không chỉ là không-chuyển đổi giữa máy, mà còn là hai mẻ rang điển hình liên tiếp nhau được charged ở cùng một máy rang ở Temp, ví dụ, 204 dg C có thể thể hiện rất khác. Vấn đề ở chỗ Charge Temp là một thông số đại diện không đầy đủ, và thường không đồng nhất của Năng lượng nhiệt của máy rang (Machine’s thermal Energy). Ví dụ, trong kịch bản trên, Temp bề mặt của drum có thể là 260 dgC khi charge vào mẻ đầu tiên nhưng là 271 dgC trong charge của mẻ thứ hai (air temp là 204 dgC). Sự khác nhau nhỏ đó trong drum temp sẽ gây ra roast profile khác nhau. Tất cả người rang đã trải qua hiện tượng này khi cố gắng làm cho mẻ đầu tiên thể hiện điển hình như các mẻ rang sau. Hầu hết người rang chỉ chấp nhận rằng những mẻ một, hai hoặc ba mỗi ngày sẽ rang rất khác.

 

Tạo vào 2019-07-20 12:26:16, Cập nhật 1 năm trước
Admin Admin Theo dõi 0
Chia sẻ Chương 9: Lên kế hoạch cho mẻ rang – Planning a Roast Batch tới bạn bè để mọi người cùng đọc nhé !
Bình luận
Top phản hồi
Đang tải bình luận bài viết Phản hồi bài viết Chương 9: Lên kế hoạch cho mẻ rang – Planning a Roast Batch
Gửi đi
Bạn đang đọc bài viết Chương 9: Lên kế hoạch cho mẻ rang – Planning a Roast Batch , hãy để nguồn carangmoc.com khi phát hành lại nội dung này !
153
0.22859287261963