Trong quá trình rang, hạt cà phê thường mất từ 14–20% khối lượng. Các rang đậm hơn thường mất nhiều khối lượng hơn, với mức giảm khối lượng có tương quan tuyến tính với màu sắc rang.
Một số nghiên cứu cho thấy, rang nhanh ở nhiệt độ cao trong máy rang tầng sôi làm hạt mất ít khối lượng hơn so với rang chậm khi đạt cùng màu sắc rang, phần lớn là do hạt mất ít nước hơn trong khoảng thời gian ngắn (Schenker 2000). Tuy nhiên, khi kéo dài thời gian rang ở nhiệt độ cao, khối lượng mất đi đạt mức cao hơn. Như vậy, nhiệt độ rang ảnh hưởng đến sự mất khối lượng nhiều hơn thời gian rang.
Phần lớn khối lượng mất đi là độ ẩm ban đầu của hạt, thoát ra dưới dạng hơi nước. Phần còn lại bao gồm khí carbon dioxide, nước được tạo ra trong các phản ứng hóa học khi rang, và một lượng nhỏ các hợp chất bay hơi. Trong thực tế tại xưởng rang, khối lượng mất đi còn bao gồm lớp vỏ lụa, mảnh vỡ hạt, bụi, hoặc sạn nhỏ thoát ra khỏi máy rang.
Sự hao hụt độ ẩm
Vì độ ẩm chiếm phần lớn khối lượng mất đi, độ ẩm ban đầu của hạt có ảnh hưởng lớn đến mức độ mất khối lượng. Thuật ngữ “mất khối lượng hữu cơ” hoặc “mất khối lượng khô” thường được dùng để chỉ lượng khối lượng mất đi sau khi loại trừ nước. Thông thường, mất khối lượng khô dao động từ 4–6%, nhưng với rang rất đậm, có thể lên đến 12%.
Một số nghiên cứu cho thấy tốc độ mất khối lượng tăng nhanh vào cuối quá trình rang, có thể do các phản ứng hóa học phá vỡ cấu trúc hạt diễn ra ở nhiệt độ cao. Ví dụ, độ ẩm của hạt giảm đều trong suốt quá trình rang khi sử dụng mức nhiệt cố định, nhưng tốc độ mất khối lượng tăng mạnh vào cuối thời gian rang, thường xảy ra ngay trước khi đạt đến màu sắc rang tối ưu, có thể là vào thời điểm gần tiếng nổ đầu tiên (first crack).
Điều này có thể do tốc độ phản ứng tăng lên hoặc do độ xốp của hạt tăng, giúp nước và carbon dioxide thoát ra dễ dàng hơn. Sau khi rang, hạt cà phê tiếp tục mất khối lượng. Ngay sau khi rang, khí carbon dioxide bị giữ lại bên trong hạt và dần thoát ra trong quá trình bảo quản. Lượng khí carbon dioxide bị giữ lại ước tính từ 2–10 ml trên mỗi gram hạt cà phê, tùy thuộc vào mức độ rang: hạt rang đậm chứa nhiều carbon dioxide hơn.
Với giá trị trung bình là 5 ml trên mỗi gram cà phê, áp suất bên trong hạt ước tính đạt 6.5 bar. Khí áp suất cao này thoát ra nhanh chóng lúc đầu, nhưng tốc độ giảm dần, và phần khí còn lại chỉ thoát hết sau 4 tháng hoặc lâu hơn. Lượng khí 5 ml tương đương khoảng 0.01 gram.
Tốc độ thoát khí phụ thuộc vào cấu trúc lỗ rỗng của hạt. Hạt rang đậm hơn hoặc rang ở nhiệt độ cao hơn thường xốp hơn, dẫn đến mất khí carbon dioxide nhanh hơn. Điều này làm cà phê mất mùi hương và nhanh bị ôi hơn.
