Khởi động và ổn định nhiệt độ giữa các mẻ rang

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của người rang là đảm bảo mỗi mẻ cà phê cho ra hương vị đồng nhất với mẻ trước đó. Bất kỳ nỗ lực nào để hiệu chỉnh hồ sơ rang nhằm đạt được hương vị tối ưu đều trở nên vô nghĩa nếu bạn không thể tái tạo lại hồ sơ đó một cách chính xác.

Bước đầu tiên để kiểm soát tính nhất quán trong quá trình rang là làm nóng đúng cách máy rang trước khi bắt đầu mẻ đầu tiên trong ngày. Mục tiêu của quy trình khởi động này là giúp mẻ rang đầu có chất lượng tương đồng với mẻ rang cuối cùng trong ngày.

Tất cả máy rang cà phê đều cần được khởi động trong ít nhất 30 phút trước khi sử dụng, và với các dòng máy có công suất lớn, thời gian này có thể kéo dài hơn.

Scott Rao

Tôi ưu mẻ rang đầu tiên

Những máy thương mại có công suất từ 60 kg trở lên có thể cần đến 90 phút làm nóng để đạt được trạng thái ổn định. Điều này áp dụng cho mọi loại máy rang – từ máy rang bằng khí nóng tuần hoàn (air roaster) đến máy sử dụng luồng khí tầng sôi (fluid-bed roaster) – dù các loại máy này thường đạt nhiệt nhanh hơn so với máy rang trống gia nhiệt trực tiếp.

Trong thực tế, không hiếm gặp tình huống mẻ rang đầu tiên trong ngày diễn ra khá ì ạch, trong khi các mẻ sau lại nhanh hơn khi máy đã được làm nóng dần theo thời gian. Đó là lý do nhiều nhà rang chọn rang cà phê decaf hoặc những loại ít quan trọng hơn ở mẻ đầu tiên. Đây có thể là một lựa chọn hợp lý, nhưng thực tế không có lý do gì để không tối ưu hóa ngay từ mẻ đầu. Khi bạn kiểm soát tốt mẻ đầu tiên, việc duy trì sự ổn định cho các mẻ kế tiếp cũng sẽ trở nên dễ dàng hơn.

Phần thân máy rang là một khối kim loại lớn, có thể nặng tới cả tấn với các máy thương mại, và do đó có khả năng lưu trữ một lượng nhiệt rất lớn. Nhiệt lượng này sẽ tham gia vào quá trình truyền nhiệt cho hạt cà phê trong lúc rang. Nếu bạn bắt đầu rang khi nhiệt độ trống đã đạt mức sẵn sàng nhưng phần thân máy chưa được làm nóng đầy đủ, thì chính khối kim loại này sẽ đóng vai trò như một “bể hút nhiệt”, làm giảm năng lượng nhiệt thực tế truyền đến hạt cà phê.

Vì vậy, để đảm bảo toàn bộ thân máy có đủ năng lượng nhiệt trước khi bắt đầu rang mẻ đầu tiên trong ngày, cách tốt nhất là làm nóng máy đến một mức nhiệt cao hơn nhiệt độ nạp (charge temperature) mong muốn trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó để máy nguội dần về nhiệt độ nạp trước khi cho cà phê vào.

Quy trình khởi động máy rang

Dưới đây là quy trình cơ bản để khởi động bất kỳ máy rang cà phê nào:

1. Bắt đầu với mức gas cao, làm nóng máy cho đến khi cảm biến nhiệt độ hạt hiển thị mức cao hơn khoảng 20°C (hoặc 40°F) so với nhiệt độ nạp cà phê (charge temperature) bạn đã chọn.
2. Duy trì máy ở nhiệt độ này trong khoảng 20 đến 45 phút, tùy theo kích thước máy rang. Các máy lớn hơn yêu cầu thời gian làm nóng dài hơn để toàn bộ khối kim loại của thân máy đạt trạng thái nhiệt ổn định.
3. Giảm mức gas xuống, sao cho trong vòng 5–10 phút tiếp theo, nhiệt độ hạt giảm về mức cao hơn nhiệt độ nạp khoảng 5°C (hoặc 10°F).
4. Tiếp tục duy trì máy ở mức nhiệt này thêm 10 phút để đảm bảo toàn bộ hệ thống ổn định hoàn toàn trước khi bắt đầu mẻ rang đầu tiên.
5. Thực hiện “half between-batch protocol” – một quy trình sẽ được mô tả chi tiết ở phần tiếp theo – và tiến hành nạp cà phê khi máy đạt đúng nhiệt độ nạp mong muốn.

Chi tiết của quy trình khởi động có thể cần được điều chỉnh tùy theo loại máy bạn đang sử dụng cũng như điều kiện môi trường xung quanh. Ví dụ, vào những ngày thời tiết lạnh, có thể bạn sẽ cần giữ máy ở mức nhiệt cao lâu hơn để thân máy tích trữ đủ năng lượng nhiệt. Đừng ngại thử nghiệm và tinh chỉnh nhiều lần để tìm ra quy trình tối ưu phù hợp nhất với thiết bị của bạn.

Khuyến nghị: Nên trang bị bộ điều khiển PID để kiểm soát mức đốt gas sẽ giúp bạn duy trì nhiệt độ ổn định trong quá trình khởi động dễ dàng hơn rất nhiều.

Hiệu chỉnh quy trình khởi động

Để xác định chính xác quy trình khởi động phù hợp cho máy rang của bạn, hãy so sánh mẻ rang đầu tiên trong ngày với một mẻ khác sử dụng cùng loại cà phê, được rang vào thời điểm muộn hơn trong cùng ngày.

• Nếu mẻ rang đầu tiên diễn ra nhanh hơn, có điểm đảo chiều (turning point) cao hơn, hoặc cần mức gas thấp hơn để hoàn tất quá trình rang so với các mẻ sau, thì điều đó cho thấy máy đã quá nóng. Trong trường hợp này, bạn nên giảm nhiệt độ cao nhất trong giai đoạn làm nóng (bước 2) để tránh hiện tượng quá nhiệt.

• Ngược lại, nếu mẻ rang đầu tiên diễn ra chậm chạp, có điểm turning point thấp hơn, hoặc cần mức gas cao hơn so với mẻ rang sau đó, thì máy của bạn chưa đủ nóng. Lúc này, bạn nên tăng nhiệt độ đỉnh khi làm nóng hoặc duy trì mức nhiệt này lâu hơn để đảm bảo toàn bộ thân máy đạt được trạng thái ổn định.

Hãy lặp lại quá trình so sánh và điều chỉnh này trong vài ngày liên tiếp, cho đến khi bạn tìm ra thông số và thời gian khởi động tối ưu phù hợp với máy rang và điều kiện môi trường cụ thể của mình. Khi quy trình khởi động đã được “tinh chỉnh” hoàn chỉnh, mẻ rang đầu tiên trong ngày sẽ vận hành giống hệt các mẻ sau đó, nếu cùng kích thước và hồ sơ rang.

Quy trình cân bằng nhiệt giữa mẻ rang (Between-Batch Protocol)

Kiểm soát nhiệt hiệu quả giữa các mẻ rang quan trọng không kém gì việc làm nóng máy đúng cách trước mẻ rang đầu tiên trong ngày. Quy trình cân bằng nhiệt giữa mẻ – thường được gọi là Between-Batch Protocol (BBP) – là một phương pháp giúp “thiết lập lại” năng lượng nhiệt bên trong các bộ phận của máy, để đảm bảo rằng mỗi mẻ cà phê bắt đầu với cùng một mức năng lượng nhiệt như nhau.

Mục tiêu của BBP là đảm bảo rằng khi bạn rang nhiều mẻ cà phê liên tục, kết quả thu được ở mỗi mẻ là giống hệt nhau.

Để làm được điều này, quy trình BBP cần cho phép lồng rang hạ nhiệt sau mỗi mẻ, rồi tăng nhiệt trở lại một cách từ tốn, vừa đủ để đạt nhiệt độ nạp hạt (charge temperature) mong muốn.

Dưới đây là các bước thực hiện BBP theo khuyến nghị từ Scott Rao:

1. Ngay khi kết thúc mẻ rang, giảm gas về 0 và xả hạt vào khay làm nguội.
2. Để đảm bảo tính nhất quán, hãy giữ cửa xả mở trong một khoảng thời gian cố định (ví dụ 10–15 giây) sau mỗi lần xả hạt.
3. Sau khi đóng cửa xả, nhiệt độ hiển thị trên cảm biến nhiệt độ hạt (BT – Bean Temperature) sẽ bật tăng trở lại trong chốc lát, sau đó bắt đầu giảm xuống khi máy tiếp tục hạ nhiệt.
4. Chờ máy nguội trong khoảng 3,5 đến 4,5 phút, rồi ghi lại nhiệt độ BT tại thời điểm này. Đây gọi là nhiệt độ đáy (bottoming temperature). Với các mẻ rang tiếp theo, bạn nên đợi cho đến khi BT của máy nguội về đúng mức nhiệt này trước khi bắt đầu.
5. Ngay khi máy chạm tới nhiệt độ đáy, tăng gas lên một mức phù hợp để đưa nhiệt độ BT lên đến nhiệt độ nạp hạt trong vòng 60–90 giây.
6. Tiến hành nạp cà phê khi BT đạt đến nhiệt độ mong muốn.

Quy trình BBP này chủ yếu áp dụng cho máy rang trống gia nhiệt trực tiếp, nơi phần thân máy và lồng rang giữ nhiệt rất lâu. Với các dòng máy rang khí động học (air roaster) hoặc fluid-bed roaster, do thiết kế khác biệt và ít tích nhiệt ở trống, thời gian làm nguội giữa các mẻ có thể rút ngắn hơn.

Hiệu chỉnh quy trình BBP

Việc hiệu chỉnh quy trình cân bằng nhiệt giữa mẻ có thể được thực hiện tương tự như cách bạn hiệu chỉnh quy trình làm nóng máy trước khi rang. Khi thực hiện nhiều mẻ rang liên tiếp với cùng một loại cà phê, bạn nên theo dõi tốc độ gia nhiệt của hạt cũng như tổng thời gian hoàn thành mỗi mẻ.

Nếu hạt bắt đầu nóng lên nhanh hơn và toàn bộ quá trình rang diễn ra ngắn hơn so với mẻ trước, điều đó cho thấy máy rang vẫn còn quá nóng. Khi đó, bạn cần để máy nguội xuống mức nhiệt thấp hơn giữa các mẻ – tức là hạ thấp mức nhiệt độ đáy (bottoming temperature). Ngược lại, nếu hạt nóng chậm và mẻ rang diễn ra ì ạch hơn, bạn nên điều chỉnh mức nhiệt đáy cao hơn để đảm bảo đủ năng lượng nhiệt cho mẻ tiếp theo.

Chu trình ổn nhiệt rút gọn (Half BBP)

Chu trình ổn nhiệt rút gọn (Half BBP) là một phiên bản rút gọn của quy trình ổn nhiệt, chỉ được áp dụng sau khi đã hoàn tất giai đoạn làm nóng máy vào đầu buổi rang. Để thực hiện Half BBP, bạn tuân theo các bước của chu trình ổn nhiệt tiêu chuẩn, nhưng chỉ làm nguội máy rang đến một nửa mức nhiệt đáy thông thường trước khi bắt đầu mẻ kế tiếp.

Ví dụ, nếu bạn thường nạp cà phê ở 200°C và để máy nguội đến 170°C giữa các mẻ (nhiệt đáy), thì khi thực hiện Half BBP, bạn chỉ cần để máy nguội đến 185°C rồi nạp cà phê như bình thường.

Thay đổi kích thước mẻ rang

Mỗi kích thước mẻ rang đều yêu cầu một mức năng lượng nhiệt cụ thể trong lòng máy. Khi bạn thay đổi kích cỡ mẻ rang, chu trình ổn nhiệt cũng cần được điều chỉnh tương ứng để gia tăng hoặc giảm bớt năng lượng tích trữ trong máy. Dạng hiệu chỉnh đặc biệt này được gọi là chu trình ổn nhiệt chuyển tiếp (transitional BBP).

Khi chuyển từ mẻ nhỏ sang mẻ lớn hơn, bạn cần tăng lượng năng lượng nhiệt sẵn có trong máy. Có thể thực hiện điều này bằng cách để máy duy trì ở mức nhiệt cao hơn nhiệt độ nạp cà phê trong vài phút trước mẻ mới.

Ngược lại, khi chuyển từ mẻ lớn sang mẻ nhỏ, bạn cần giảm năng lượng nhiệt tích tụ trong máy. Để làm điều đó, hãy để máy nguội sâu hơn mức nhiệt đáy thông thường trước khi bật lửa trở lại.

Cảm ơn bạn đã theo dõi loạt bài Hướng dẫn Rang cà phê từ PrimeCoffee. Tất cả nội dung đều được chúng mình tổng hợp và biên soạn kỹ lưỡng từ những nguồn tài liệu uy tín. Chúng mình khuyến khích bạn chia sẻ kiến thức này – nhưng vui lòng không sao chép hoặc tái bản dưới bất kỳ hình thức nào.