Máy Rang Truyền Nhiệt Trực Tiếp

Nội Dung Chính

Những chiếc máy rang trống đầu tiên dựa vào sự dẫn nhiệt(*) để truyền nhiệt cho hạt cà phê, điều này làm cho quá trình rang diễn ra rất chậm. Máy rang trống hiện đại truyền phần lớn nhiệt thông qua đối lưu. Điều này đã làm giảm đáng kể thời gian rang, làm thay đổi chất lượng của cà phê rang. Máy rang không khí nóng (tầng sôi) đã đưa nguyên tắc này tiến xa hơn một bước, cho phép thời gian rang chỉ trong vài phút ở một số máy quy mô công nghiệp.

Mặc dù một số loại máy rang mới và hiệu quả hơn đã được phát minh, nhưng trống rang làm nóng trực tiếp vẫn là loại máy rang phổ biến nhất được sử dụng ngày nay. Thiết kế chắc chắn và sự đơn giản tương đối của những cỗ máy này khiến chúng trở nên đáng tin cậy và có tuổi thọ cao, nhiều chiếc máy được chế tạo vào đầu thế kỷ XX vẫn đang hoạt động cho đến ngày nay.

Thiết kế đơn giản và có sẵn phụ tùng thay thế, có nghĩa là đối với một kích thước nhất định, máy rang trống thường rẻ hơn khi mua và chi phí bảo trì thường thấp hơn so với các thiết kế khác. Tuy nhiên, chúng là những cỗ máy lớn, nặng nề, có nhiều bộ phận chuyển động.

Nhưng vì máy rang cà phê được làm nóng trực tiếp đã được sử dụng trong một thời gian dài, các nhà rang xay đã phát triển rất nhiều kiến thức thực nghiệm về cách tối ưu hóa hương vị của cà phê với loại máy này. Sẽ rất khó, nếu không muốn nói là không thể, để áp dụng kiến thức đó vào một kiểu rang hoàn toàn khác. Ví dụ, máy rang trống cho phép chúng ta dễ dàng lấy mẫu cà phê trong quá trình rang để kiểm tra, hoặc lắng nghe tiếng nứt đầu tiên để xác định tiến trình của quá trình rang. Điều này có thể không thực hiện được trong thiết kế của máy rang tầng sôi – vì chúng yêu cầu một buồng rang kín khí.

Hơn nữa, hầu hết các nghiên cứu về công nghệ rang trong thời điểm hiện tại hoặc cũ hơn đều tập trung vào quá trình rang quy mô công nghiệp, nhằm tối đa hóa hiệu quả và sản lượng hơn là tinh chỉnh cấu hình hương vị. Nói chung, rất khó để so sánh hương vị cà phê có được từ các kiểu máy rang khác nhau. Một số nghiên cứu đã cố gắng tái tạo cấu hình rang giữa hai loại máy rang khác nhau để so sánh kết quả, nhưng cấu hình rang tối ưu cho máy rang trống và máy rang tầng sôi có thể khá khác nhau, khiến những so sánh như vậy trở nên vô nghĩa.

(*) Trước tiên, chúng ta cần biết rằng, truyền nhiệt thường được chia thành ba loại: đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ: · Dẫn nhiệt là quá trình truyền năng lượng nhiệt từ vật liệu nóng hơn sang vật liệu mát hơn. Trong máy rang cà phê, nhiệt truyền đến hạt cà phê bằng cách dẫn nhiệt khi hạt tiếp xúc với bề mặt bên trong trống, bao gồm cả thành trống, cánh khuấy và giữa các hạt cà phê với nhau. · Đối lưu là quá trình truyền nhiệt thông qua chuyển động của chất lỏng. Trong trường hợp rang cà phê, “chất lỏng” này là không khí – và do đó, nó được xem như việc dẫn nhiệt từ không khí đến hạt. · Cuối cùng, bức xạ là sự truyền nhiệt thông qua bức xạ điện từ. Bức xạ điện từ có thể đi qua một số vật liệu, nhưng nó có thể bị phản xạ hoặc hấp thụ bởi những vật liệu khác. Tính chất phức tạp của bức xạ khiến nó không thực sự trở thành một yếu tố truyền nhiệt hữu ích trong quá trình rang cà phê.

Sơ đồ máy rang dạng trống được gia nhiệt trực tiếp điển hình

Trong máy rang trống được làm nóng trực tiếp, nguồn nhiệt được đặt bên dưới trống. Để kiểm soát nhiệt đến trống trong quá trình rang, người vận hành máy phải có khả năng kiểm soát nhanh chóng và chính xác nhiệt lượng cung cấp. Đây là lý do tại sao các máy rang trống được làm nóng trực tiếp hầu như luôn sử dụng đầu đốt khí ga làm nguồn nhiệt.

Thông thường, một đầu đốt khí (hoặc nguồn nhiệt khác) ở bên dưới sẽ làm nóng trực tiếp thành trống. Đồng thời, một quạt ở ống xả sẽ hút không khí vào máy rang. Các đầu đốt làm nóng không khí đi vào máy, không khí nóng sau đó đi qua trống và đến ống xả. Cà phê đi vào trống thông qua một phễu đặt phía trên máy rang. Các cánh khuấy bên trong trống rang sẽ khuấy đảo hạt khi nó quay, để đảm bảo gia nhiệt đều cho toàn bộ khối hạt. Hạt cà phê được làm nóng chủ yếu bằng cách dẫn truyền từ thành trống và đối lưu từ không khí nóng đi qua trống. Quạt thông gió hút khói rang và cặn ra khỏi trống trong quá trình rang vào một cyclone để tách bụi khỏi khí thải.

Vào cuối quá trình rang, cà phê sẽ đi qua một cửa ở phía trước trống và rơi vào khay làm mát. Quạt công suất lớn hút không khí lạnh đi qua cà phê trong khi cánh trộn khuấy đều để đảm bảo làm mát nhanh và đều.

Độ dày của trống cũng ảnh hưởng đến sự dẫn nhiệt diễn ra trong máy rang. Trống dày hơn giữ được nhiều năng lượng nhiệt hơn, vì vậy nó có thể truyền nhiều nhiệt hơn cho hạt cà phê. Thông thường, trống rang có thể là một hoặc hai lớp và được làm bằng tấm kim loại rắn hoặc đục lỗ.

Loại trống hai lớp (double-wall) với một khoảng trống ở giữa được thiết kể để giúp cách nhiệt bề mặt trống bên trong khỏi sức nóng của ngọn lửa, làm giảm lượng nhiệt truyền đến hạt thông qua con đường dẫn nhiệt. Nhiệt được truyền đến lớp bên trong của trống sẽ lan ra trên một diện tích lớn hơn – thay vì nóng cục bộ tại một khu vực nhất định ở trống một lớp. Điều này giúp giảm nguy cơ cháy bề mặt hạt, nên máy rang có thể sử dụng nhiệt độ cao hơn, làm tăng lượng nhiệt truyền qua đối lưu, cuối cùng giúp cho quá trình rang nói chung nhanh hơn và đều hơn.

Hãy là người đầu tiên chia sẻ bài đăng này!

Bài đăng mới

Máy Pha Cà Phê Espresso

Theo từ điển Merriam-Webster, Espresso được định nghĩa là “cà phê được pha bằng cách ép hơi nước hoặc nước nóng qua các hạt cà

Hạt Mịn (Fine)

Hạt cà phê là một ma trận ba chiều phức tạp của các sợi cellulose được phủ bằng dầu và các chất rắn khác. Những