Với những ai đã làm quen với khái niệm Roast Profile trong quá trình rang cà phê. thì ít nhất cũng đã từng một lần “rối não” với các đồ thị rang (Roast Graphs), thoạt đầu nhìn chúng có vẻ rất lý thuyết và khô khan, nhưng khi đã hiểu những đường cong này bạn sẽ dễ dàng nhận thấy giá trị của Roast Graphs trong việc đảm bảo chất lượng nhất quán của mổi mẻ rang. Và trong phần này, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn ý nghĩa và tác dụng của các đồ thị rang, đồng thời làm quen với các giai đoạn chính trong đồ thị nhiệt độ
Đồ thị rang cà phê là gì?
Nếu như Roast profile được xem là một “hồ sơ quá trình” ghi lại các thông số cần thiết trong quá trình rang cà phê. Thì phần quan trọng nhất của Roast Profile là một hệ thống rất nhiều các đồ thị được gọi chung là Roast Graphs bao gồm các biểu đồ thể hiện (nhiệt độ thiết bị và nhiệt độ hạt), độ ẩm, khối lượng, áp suất.. theo thời gian thực (theo chu trình rang), trong đó tính cốt yếu thuộc về các biểu đồ nhiệt độ.
Có một số biểu đồ được sử dụng để biểu diễn các phản ứng khác nhau trong quá trình rang, chẳng hạn như biểu đồ tốc độ tăng nhiệt (RoR), tốc độ thay đổi nhiệt môi trường, biểu đồ nhiệt độ khí thải, v.v. Nhưng ngày nay, trọng tâm là đồ thị nhiệt độ hạt và cách hiểu nó. Đây là đồ thị cổ điển nhất của Roast Graphs
Vai trò của “Roast Graph” trong quá trình rang cà phê
Hầu hết chúng ta, những người yêu cà phê và yêu cái tiến trình thần thánh của mỗi hạt trong lò rang, đều cảm thấy thấy khó chịu khi không thể rang một mẻ tốt như cách đã làm trước đó. Ở một khía cạnh khác, các nhà rang công nghiệp cũng cần sự nhất quán trên những mẻ rang có chất lượng trung bình hơn là luân phiên tạo nên những hương vị tuyệt vời rồi sau đó xen kẻ bởi các mẻ rang cháy xém.
Trước tiên và quan trong nhất Roast Graphs cung cấp một khả năng đáng tin cây trong việc duy trì chất lượng nhất quán của mổi mẻ rang. Một biểu đồ rang càng chi tiết, càng có mức độ tham chiếu tin cậy cao hơn nhằm cho phép bạn tái tạo lại thời gian và nhiệt độ trong mỗi lần rang.
Không chỉ có vai trò ghi dữ liệu cho phép bạn duy trì tính nhất quán, các biểu đồ rang còn giúp ta phát hiện ra các yếu tố cụ thể ảnh hưởng đến hương vị cuối cùng của cà phê như nhiệt độ hao phí, đối lưu không khí, tỷ lệ tăng nhiệt, áp suất,.. Nói cách khác một biểu đồ rang cho phép bạn hiểu những tinh chỉnh cần thiết để đạt được hương vị mong muốn, mặt khác hiểu được điều gì trong quá trình rang đã gây nên các biến đổi hương vị nhất định
Roast profile – Đồ thị nhiệt độ trong quá trình rang cà phê
Có nhiều cách để ghi lại một đồ thị rang, nhưng ng hầu hết dựa trên nguyên lý cơ bản là các đầu dò (cảm biến) được đặt trong máy rang sẽ liên tục ghi nhận dữ liệu và chuyển đến máy tính để mã hóa và ghi thành biểu đồ. Hầu hết các máy rang hiện đại đều có tích hợp sẵn cảm biến, và cũng có rất nhiều các phần mềm ghi lại Roast Profile. Song chúng đều biểu thị dưới hai dạng đồ thị chính:
- Control curves (đường kiểm soát): Đây là đồ thị biểu thị các thông số mà bạn có thể trực tiếp tác động như cài đặt nhiệt độ, tốc độ không khí, lưu lượng khí…
- Reading curves (Đường số liệu): Đây là các thông số được ghi nhận gián tiếp và bạn không thể trực tiếp tác động như nhiệt độ cà phê, nhiệt độ khống khí, tốc độ gia tăng nhiệt (Rate of Rise – ROR), độ ẩm tương đối (Relative Humidity – RH)…
* Mỗi phần mềm ghi Roast Profile sẽ có cách sử dụng, giao diện khác nhau, vì vậy các nội dung trên chỉ mang tính khái quát.
Để thực sự hiểu và có thể sử dụng tất cả các thông số trên hoàn toàn không đơn giản, và nếu đặt tất cả các đồ thị này lên màn hình vi tính trong quá trình rang, bạn sẽ dễ dàng đánh mất phần thú vị nhất trong mỗi hạt cà phê. Vì vậy chúng ta sẽ tập trung vào một số khái niệm cơ bản mà hầu hết mọi Roaster đều sử dụng như một công cụ đắc lực.
Nhiệt độ hạt (Bean temperature) và nhiệt độ không khí (Air temperature)
Vì hầu hết các máy rang có cùng nguyên lý hoạt động là sử dụng một nguồn nhiệt (ga, dầu, hoặc điện) để làm nóng không khí, và đưa không khí này vào làm nóng hạt cà phê, luôn có sự chênh lệch nhiệt độ trong quá trình này. Nên ta phải đo đồng thời nhiệt độ của không khí và của khối hạt để dễ dàng kiểm soát.
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí và nhiệt độ (hay khoảng cách giữa hai đường đồ thị) là biểu thị cho tỷ lệ nhiệt độ hao phí, tại các khoảng gần nhau giữa 2 đường cong cho thấy tốc độ đối lưu không khí lớn, hiệu quả trao đổi nhiệt cao.
Rate of Rise (RoR) – Tỷ lệ gia tăng
Hiểu một cách đơn giản, khi hạt cà phê còn tươi, nó có khả năng hấp thu liên tục nhiệt lượng từ một máy rang đang rất nóng nên nhiệt độ hạt sẽ tăng liên tục/mỗi giây. Dần sau đó, sự chệnh lệch nhiệt độ giữa hạt cà phê và máy thấp hơn, hạt sẽ tăng nhiệt chậm hơn/mỗi giây. Và Rate of Rise (RoR) là đồ thị cho thấy quá trình gia tăng nhiệt độ của hạt cà phê trong quá trình rang.
Bạn sẽ thường nghe mọi người thảo luận về RoR cao hay thấp. Và nói một cách đơn giản, RoR cao hơn cho thấy quá trình rang của bạn đang tiến triển nhanh hơn; giá trị thấp hơn có nghĩa là nó đang tiến triển chậm hơn (perfectdailygrind).
Trong quá trình rang, ROR ban đầu sẽ tăng lên với tốc độ nhanh và sau đó giảm dần khi cà phê rang hoàn tất. Mục tiêu của người vận hành máy rang là phải làm sao giữ cho ROR giảm ổn định
Scott Rao, The Coffee Roaster’s Companion, 2014
Xoay quanh ROR, có vô số vấn đề cần làm rõ, bài viết này sẽ không đủ sức chứa lượng kiến thức mà ROR mang đến(bạn có thể xem thêm Rate of Rise (RoR) – Tỷ lệ tăng). Song lý thuyết hàng đầu trong việc ứng dụng ROR là ước đoán sự phát triển hương vị của cà phê trong quá trình rang. Các nhà rang xay có kinh nghiệm dựa vào ROR để “đọc” các thay đổi hóa học tại những thời điểm cụ thể của hạt cà phê, mà điển hình là trước, trong và sau tiếng nổ đầu tiên:
- Khi ROR có dạng đường thẳng cho thấy 2 – 3 phút sau hạt cà phê bắt đầu bước vào vết nứt đầu tiên.
- ROR có xu hướng giảm mạnh trong vết nứt đầu do một lượng lớn hơi nước đã bay hơi.
- Sau tiếng nổi đầu tiên này, ROR có xu hướng tăng lên nhanh chóng.
Các giai đoạn chính trên đồ thị nhiệt độ
Như đã nhấn mạnh từ trước, với không ít các đồ thị và thông số trong quá trình rang, thì đồ thị nhiệt độ là phần cốt lõi, vì suy cho cùng toàn bộ quá trình rang chỉ đơn giản là gia nhiệt cho các biến đổi lý, hóa trong cấu trúc hạt, vì vậy ở mỗi thời điểm trên đồ thi nhiệt độ ta có thể biết được hạt cà phê đã phát triển hương vị ở mức độ nào, trong đó một số mốc nhiệt độ mà bạn cần lưu tâm như:
1. Charge Temperature: Nhiệt độ máy rang (cụ thể hơn là trống rang) lúc chưa cho cà phê vào.
2. Turning Point (TP) – giai đoạn chuyển nhiệt: Bạn có thể hình dung, khi cà phê xanh ở nhiệt độ phòng được máy rang đã làm nóng trước, nhiệt độ sẽ giảm xuống nhanh chóng nhưng ngay sau đó tại thời điểm mà nhiệt độ bắt đầu tăng lên trở lại được gọi là Turning Point
3. Tiếng nổ đầu tiên- First crack: Trong suốt quá trình rang, hạt cà phê sẽ giải phóng đáng kể hơi ẩm, các thành phần carbohydrate sẽ bị caramel hóa, đồng thời vô số các phản ứng phức tạp khác sẽ sinh ra CO2. Khi cà phê đạt đến một nhiệt độ nhất định, độ ẩm và khí CO2 được giải phóng dọc theo đường rãnh của hạt và gây nên những nứt kèm theo tiếng nổ nhỏ, đây là giai đoạn – First Crack hay còn gọi là là tiếng nổ đầu tiên đánh dấu cho sự tiến tiển hương vị hoàn chỉnh trong mỗi hạtRoast
4. Development (RD) – Nhiệt độ phát triển: Hương vị cà phê sẽ phát triển liên tục trong suốt quá trình rang, nhưng trong giai đoạn ngắn (từ 45 giây – 1 phút) First Crack là lúc các hương vị chuyển biến rõ nét nhất từ tính chất quả (Acidity) sang tính chất hạt (Body).
Hàm lượng axit tự nhiên đại diện cho tính chất “quả” của cà phê với nồng độ cao của các hương vị liên quan đến trái cây được gọi chung là Acidity, trong khi đó Body được xem như đại diên cho đặc tính “hạt” với mùi khói, cacao, chocolate, mùi gỗ chiếm ưu thế hơn. Tùy thuộc vào hương vị mong muốn bạn sẽ kéo dài hay rút ngắn giai đoạn Roast Development cho phù hợp.
5. End Temperature (ET) – Nhiệt kết thúc: Đơn giản là nhiệt độ đo được lúc quá trình rang kết thúc.
Tóm lại về Roast graphs
Sau một chuỗi lý thuyết miên man – Roast graphs nói chung và đồ thị nhiệt độ nói riêng thực sự là môt thử thách đối với người yêu cà phê vì có rất nhiều dữ liệu để thu thập và tìm hiểu. Tuy nhiên, khi dần hiểu rõ nhiệt độ không khí, nhiệt độ hạt, RoR, first crak và .v.v. Bạn sẽ thực sự thấu hiểu và đam mê cách mà các hương vị hình thành trong quá trình rang. Vì vậy, không nên nản chí mà hãy đọc lại một lần rồi bắt tay với nghệ thuật rang của riêng mình.
Nguồn tham khảo:
- www.williamstownroasters.com/ Understanding Coffee Roasting Curves
- www.perfectdailygrind.com/ Coffee Roasting Essentials: A Guide to Rate of Rise (RoR)
- www.perfectdailygrind.com/ Roaster Basics: An Explanation of Roast Graphs
- www.perfectdailygrind.com/ The S-Curve Roast Profile: Exploring Roasting Basics
