十三. 直火與半熱風

半熱風烘豆

烘豆人使用顗鑫DIY002半熱風烘豆機，就是為了實證北歐烘焙、Scott Rao和Rob Hoos的論述。為了讓烘焙的條件單純，沒有選用設計者首推的半直火鍋，堅持要半熱風鍋，因為只有半熱風的烘焙方式，可以和前面所指的論述接軌。

在熱風機之外，為什麼半熱風機的烘焙條件比直火、半直火單純？一是熱風的入口一致，容易掌控，二是火源不會接觸到豆子，可避免高低溫差烘焙不均的問題。但用了之後才發現，即使是半熱風機，也不單純。除了火力、風量的搭配之外，烘焙環境的架構幾乎可以決定烘焙風味的走向。

雙層鍋與單層鍋

因緣下看到一張手稿，烘豆人把它畫出來，以找出差異，探究操作面可否補償結構面的根本性差異。

這是一台效能極佳，配備雙層烘棓桶身的半熱風機它的火排把經過燃燒室的空氣加熱到260度時，會同時把烘焙桶外層加熱到350度，然而因內鍋和外鍋之間有空氣作緩衝，內鍋的溫度只有180~200度，當ABR(air to bean ratio)適當時，也就是抽風量與烘焙的豆量達到合適的比例以上時，這部機器的熱風烘焙效果相當優異，大家都稱讚它烘出來的豆子，風味的清淨度高，甜味十足。

假設另有一家同樣烘焙量的機器，也強調它的熱風烘焙能力，但它的烘焙桶只有單層，並且只是稍厚的不鏽鋼鍋身，假設火排能力一樣強，直接套用相同的條件，示意如下圖在同樣的抽風進氣、火源條件，同樣的距筒身高度，單層鍋的鍋體溫度會等同上述雙層鍋外鍋的溫度350度，進氣溫度同樣是260度，假設攪拌能力也相同，同樣的豆量，同樣的風量下，這部單層鍋的機器烘焙節奏可能會快非常多，風味的變異也會差很大，甚至造成焦燥味。顯然，鍋體不同，用同樣的條件去烘焙，整鍋失敗的可能性相當高，而失敗的原因是，為了維持大風量下的高風溫所使用的火力，造成鍋體的溫度過高，以致於烘焙過程中，除了高風溫的熱風效應外，鍋體溫度更高的接觸熱導致豆溫升溫快速。

那如果風量不變，但把火力調低呢？鍋體溫度不致於那麼高，但風溫也會掉，就算可以把烘焙節奏與時間調整到與雙層鍋那部機器接近，烘出來的風味也會因為熱風及接觸熱比例的差異而有所不同，示意圖如下上述的說明，只是在談一個觀念「每一部機器都有它的特性，特性差異很大時，想要求相同的風味，有時是捨本逐末」，更糟的是造成觀念的偏差，很難導正，例如一味地追求大風大火的烘法。

一部烘焙機都要用很久，因為那是金錢、時間、空間的投資，所以在購置前必須謹慎選擇，而選擇的第一優先是自己的要求與需求，如果連自己要的風味的都定不出來，那花錢、花時間去試誤，好像剛好而已。

上圖的重點在陳述真正合宜的半熱風機，其烘豆熱源必須以熱風為主，並且烘焙環境架構必須讓入風溫高於烘焙桶的接觸溫，為達這個目的，很多名廠的半熱風機都以雙層鍋體的方式或加大鍋體的厚度作為烘焙滾桶的基礎設計。此外，火排的型式、面積、設置位置，以及進氣口的位置、大小等，在固定的風重比下（air to bean ratio)，也會嚴重影響入風溫與鍋體溫度。還有攪拌葉片的組數、效率，滾桶轉速等，都密切相關。簡單一句話，半熱風機並沒有那麼單純，也因為它的架構關聯了那麼多因素，許多經濟型的半熱風機，因為先天架構上的不足，都成了靠鍋體熱能烘豆的半直火機，抽入的大量熱風除了排煙、排水氣之外，反成為延緩爐內溫度上昇的要素，這當然會影響烘焙出來的咖啡風味，讓相對乾淨明亮的半熱風烘焙風味，增添好壞摻雜的味道。

如何檢視一部半熱風式烘焙機，是不是以熱風為主的半熱風機，還是受限於基礎架構，以鍋體熱能為主的半直火機呢？原則上必須在烘豆機的合適位置設置入風溫、爐溫、豆溫、排風溫的感溫棒，並且用電腦軟體加以紀錄作成曲線，最好還搭配壓差計方便觀察風流的大小。為了實作，烘豆人的DIY002很早就有了上述的配備，也很早就掌握了半熱風烘焙的要領，甚至成功挑戰Scott Rao的Crash/Flick理論與Tim Wendelboe式發展時間50秒初且發展完全的烘焙，烘出來的成品的風味也很乾淨、明亮，鮮有發展不足或不均的現象。

唯，持續探究一切可能，是烘豆人烘豆的初衷。想要逆向操作，將機器設置為以鍋體熱能為主的架構，創造出因熱源不均、烘焙不均所發展出來的烘焙梯度，讓咖啡的風味表現，更豐富更有層次，前提是不可以有發展不足的生、澀、苦或任何不討喜的味譜。

幾經嘗試，有點挫敗，這樣的架構雖增添了咖啡味譜的深度，但凝結出來的味道對烘豆人而言是不喜歡的，味道變強烈了卻是不喜歡的味道，得失之間瞬間放大了。幸好，把烘豆機架構調整回到半熱風的配置後，一切感覺就回來了。架構比較如下圖（半熱風架構圖）

直火烘豆

直火烘豆機的結構，以及風流走向如上圖所示（圖片出自日本大和鐵工所），因桶身佈滿孔洞，進氣面積遠大於排風口面積，桶內風流通常不會太強；其次，因為火源直下，火燄的高溫熱對流會直接由孔洞接觸到豆子，如果火力太強，轉速過慢或撥片設計不良，烘焙不均甚至豆表灼傷是很容易發生的事。

仔細觀察一下上圖，至少有2個問題，一是火苗面積太小，滾桶再怎麼滾動，也無法維持一個均匀穩定的烘焙環境；第二，火燄距烘焙桶太近，即使是比較弱的軟火，其外燄的熱氣溫度通常超過800度，豆子直接接觸這樣的高溫容易烘焙不均、外熟內生甚至燒焦。因為直火烘豆，火源的高溫熱氣會直接接觸豆子，在一定的滾桶轉速配合下，火源必須平均覆蓋整個滾桶的長度，以創造烘焙桶內均匀的烘焙環境；此外，因火燄溫度太高，動不動就800甚或1200度，燄尾必須距烘焙桶有相當的距離，才不會讓桶溫過高或直接燒傷豆子。至於直火烘焙的抽風，把注意力放在有效排除水氣及煙塵即可，甚至吸取銀皮的效果太差也沒關係，不要為了吸銀皮或為了大風大火烘焙，抽風開太大造成風溫不足，影響到烘焙室豆子的風味發展，甚至讓火苗飄動太大造成火源不穩定。

請參考上面那張半熱風架構圖，以便比對烘豆人直火烘焙的設置

看上面示意圖時，請忽略風流方向，因為那是半熱風的風流。目前的設置是上圖右半邊的架構，使用管狀火排，火苗距滾桶約10公分。風機是75瓦的多翼式風鼓，使用調壓器控制抽風量，同時配合外接銀皮筒主動抽風排銀皮，風門大小由DIY002上的風門板控制。共設置有4支感溫棒，入風溫、爐溫、豆溫、排風溫，需特別說明的是入風溫與排風溫。排風溫感溫棒設置在滾桶的熱風出口和前面板的交界處，如果再外移一公分就會受外界環境影響相當大，可以差到20度以上，在直火烘焙，這個位置的風溫很重要，它和爐溫比較之後就可以研判目前入風溫的情況，進而決定火力大小。入風溫感溫棒目前先設置在面對烘豆機時滾桶外側8點鐘的位置，這個位置除了感測火燄的高溫熱氣之外，也會直接受到火燄輻射熱的影響，所以數字相當高，但它的確可以用來參考當作烘焙桶底層豆子所面臨的溫度狀況，如果量測重點比較偏重入風溫，可能得設置在滾桶外側11點鐘的位置，受到滾桶遮蔽的關係，這位置比較不受火苗輻射熱影響，量測的入風溫比較有代表性，這是之後我要設定的入風溫量測位置。

接著我們實際看烘焙曲線，第一張是正常烘焙節奏的瓜地馬拉Valmar莊園的水洗卡杜拉，基於個人對這款豆子風味的偏好，設定發展時間要長一些，直到一爆末或結束才下豆。

這鍋豆子有用soaking的手法，入豆時火力關小，直到回溫之後才開到預定火力，轉白前風門-8Pa，接續固定風門為-10Pa，一爆密後風門-14Pa同時逐步調小火力。火力設定的重點：轉黄點排風溫達200度以上；轉褐到一爆維持在230～240度間。入風溫代表的是烘焙桶底層豆子直接面對的熱氣溫度，除了一爆密之後，都在400度上下，超過我們平常的想像。

這樣高的溫度，如果滾桶轉速太慢或攪拌不均，會很容易出現烘焙不均、外熟內生甚或豆表燒焦的情況，更不用說要有好風味了。直火的操作很直接，一爆時的crash在正常的烘焙節奏下很難避免，但只要進一爆的點RoR沒太低，要避免一爆起1：30開始的Flick現象並不難，注意RoR變緩時微微調小火力即可，直火烘豆RoR對火力的反應相當直接和快速。

完烘之後的杯測及手沖，這鍋豆子都讓我相當滿意，高溫熱氣直接烤出來的香真的不一樣。

第二張曲線是故意將節奏加快、抽風也拉大的衣索比亞古吉夏奇索水洗由於要突顯夏奇索水果般的酸甜香風味，決定拉高RoR走快烘，風門固定-10Pa，回溫點時火力就一次到位，計劃是只要排風溫不超過240度，就不調火。在這樣的風火配置下，入風溫高達475度，完全破錶了，使用的還是弱弱的管狀火排，這也是一再強調的，咖啡烘焙的火力是跟小孩子心理一樣【不患寡而患不均】。

這樣的高溫烘出來的豆子可以用爆香來形容，當然一爆密時的降火還是得好好控制。杯測時被它爆香的水果滋味感動到，整碗吸光光。

半熱風與直火烘焙的體會

還是先聲明，這是烘豆人的體會，並不客觀，原因在於，甚少有人可以在同一架構、同一系統下，把烘豆機最核心的元件【烘焙桶】由半熱風換成直火桶，然後進行比較，再發表心得的。這不是猜想，而是個人的實證，而透過這個實證的過程與結果，終於可擺脫國外那些論說的框框，畢竟他們的基礎是建立在熱風、半熱風之上，不論是Scott Rao、Rob Hoos、Tim Wendelboe、Willem Boot、Joe Marocco，還是WCRC、SCAE等各大賽場的贏家們，有好一段日子很努力的想要只花些微的代價就站在他們肩膀上，感謝他們，感謝網路的沒有國界，真的很有收獲。

曾經也曾很天真的以為，買了一部烘豆機，它的烘焙桶桶身沒有開孔，只能由桶底的網孔進氣，抽風不夠就改風機，覺得火力太弱就改火排，再加上壓差計作輔助，就有一部可以以熱風為主要烘焙熱源的半熱風機了。其實只是有一部把烘焙桶進氣單純化的烘豆機，離半熱風機程度還有一大段距離。

而過程中未見大家探討相關的問題，畢竟多數人買的機器是【成機】，花相近的錢，烘豆人買的是連火排都沒有，還要自行組裝的DIY002，潛藏的DIY熱血，讓我對這部機器一試組就鍾情，連考慮都沒，當天半夜就下單了。也因為多次組裝，對機器的構造真的很熟，點點滴滴的加以調整，以及進行非破壞性的改造，只要烘豆相關發現有疑問的，或是有根據的論述，就想辦法去實證，直到確認自己的機器可以達到半熱風機怎樣的狀態，可以用怎樣的操爐方法，達到想要挑戰的目標。

過了那個階段，對半熱風機再也沒有憧憬，即使是世界頂尖名牌也是一樣。

其實每次在Atti咖啡研究工坊參加虫子的分享會，都可以喝到虫子與其他同好先進的直火烘焙成品，其中虫子的咖啡最具特色，辨識度很高，那種特色風味，烘豆人稱它【虫子味】，而虫子總說，那就是直火烘焙的味道。虫子擅長在不同階段運用滾桶轉速，來創造咖啡的風味，以1到2公斤級的機器來說，他運用轉速的範圍可以由每分鐘10轉到每分鐘超過100轉，如果再加上調風及調火，創造出來的頻譜之大，難以想像。經常在那兒喝到入口之後至少有三種風味層次表現的咖啡，想盡辦法，用完一切學過的理論，想要貼近那種境界，卻沒達到過。好吧，或可以歸咎為必須有虫子烘焙機才能達到那樣的境界，因為很多事情是無法單純歸納與還原的。而這個時點去回想，或許，直火真的是一個答案，直火可以做到半熱風完全無法做的，就是火焰的高溫熱氣，瞬間加熱部分豆子的部分組織。

把梅納反應、焦糖化反應、高溫熱解反應等艱深的理論丢一旁，就根據日常生活接觸食物的經驗，高溫燒烤所産生的香氣與滋味，總是最為突出的，對咖啡而言，只要克服3個問題，直火烘焙會因為它所帶出的香氣和滋味，變成是一種無可取代的烘焙方式（全鍋均匀度、燒焦和外熟內生是3個直火烘焙常見的缺陷）。

全鍋均匀度問題是滾桶轉速與攪拌葉片設計不當造成，燒焦是火力與火苗加熱滾桶和豆子時升溫過快形成，外熟內生是熱能強度高於豆子導熱及熱擴散能力時的快速升溫所致。所有形式的烘豆機都可能産生上述缺陷，但因直火式烘豆機火源直接，熱度最高，因此最明顯，只要構造上有缺陷（例如小型機也仿大型機火排直接燒到滾桶，或滾桶葉片組數太少、轉速太慢），或火力調控太大意，很容易就會毀了一鍋豆子。

回頭看本章那張雙層鍋半熱風機圖，在那樣的結構中，火排對烘焙桶外層可以加熱到350度，對即將抽入烘焙桶的空氣可以加熱到260度，因為是雙層鍋壁的結構，因此外鍋的高溫不會直接傳導到內鍋，讓內鍋維持著180～200度的低溫，確保在任何狀況下，鍋壁都不會燒焦豆子，同時也確保熱風是烘焙豆子的主要來源，烘出均匀、穩定、風味乾淨、一致的豆子，是機器的設計方向。

如果在同樣的機構下把雙層鍋換成單層的薄鍋，會如其下一張圖般，可以達到260度熱風的火力，會讓（豆子直接接觸的）鍋壁達到350度的高溫，整個烘焙節奏會提昇多少，真的難以估計，或許還會因為昇溫過快，産生表面燒焦、外熟內生的豆子。為了避免節奏太快，只能降低火力，因而熱風溫度會跟著降低，在同樣的烘焙時間下，豆子吃到熱風熱能與鍋體熱能的比例和雙層鍋的機器相比，鐵定要降低不少。

桶身無洞的半熱風鍋體有上述的情況，如果把鍋子換成滿佈細孔的直火鍋呢？一方面要考慮鍋體的熱度，更得考慮火燄直接作用到豆子的熱度。熱風呢？在同樣的抽風量下，因為進氣面積變大了，進入烘焙桶的風速變柔和了，也因為整個桶身都有孔，有的甚至桶底也有孔，進入烘焙桶的熱風簡直是來自四面八方，熱度也不一，因此它的熱風效用無法由單一點的進氣溫度來觀察，熱風出口的溫度是唯一比較可以參考的數據。

回到火燄直接作用到豆子的熱度，它可以把鍋體加熱到350度，顯然溫度一定超出350度，作用到豆子上，比鍋體對豆子的加熱有溫度上和包覆面積比較大（火焰是一種高溫熱氣，經由對流可以輕易包覆豆子）的差異，因此，綜合考量，在抽風量相同的基礎上比較，直火烘焙的熱風考量，和半熱風是完全不同的。烘豆人的看法是，把它放在水氣、煙塵的排除上去作考量，如果滾桶轉速不可調（但夠快），只要把心思放在控火上就可以了。

以上是推論，接下來就是實證了，下圖是烘豆人的半熱風和直火烘焙的示意圖
烘豆人是根據壓差計的讀數去控制抽風大小，原則上，因原來的半熱風架構不能用太大的風流，否則為了讓進氣達到要求的溫度，鍋體會太熱。習慣上會把最大風壓控制在可以完整帶走銀皮的大小為上限，換成直火鍋之後，還是維持相同的風壓控制。因為火排架構相同，可以斷定，在相同風壓、相同的火力下，所産生的入風溫應該也會相近（無法相同只能相近，因為還有環境溫度因素）。差別的是，直火作用於豆子的風速較低，並且入風溫各部位有差，依據量測，底層豆子位置的風溫可以達到475度，而那時接近上半部的風溫約270度，經和豆子熱交換後，排風口溫度約240度，這和半熱風270度的入風溫，240度的排風溫，底層的高溫熱氣是最大的差異。

拿同一種豆子（衣索比亞 古吉 獅子王 日曬）分別在半熱風和直火的架構中，用相近的節奏，一樣的發展時間烘焙，直火烘出來的香氣就是比較濃烈，滋味就是比較厚實。

而直火因為加熱比較直接，火力調整對曲線的影響也是很迅速和直接，只要烘焙機內部環境夠穩定（不因外界環境變化而變化），排風溫照著預想的溫度走，風火不太需要調整。半熱風則是加熱方式比較間接，當發現排風溫過低，增加火力以拉高風溫卻經常發現反應太慢或效用不如預期。因此我把烘半熱風鍋比喻成開船，必須預先反應；烘直火鍋像開GO CART，反應直接不能動作太大。

結論是，直火因對豆子的加熱溫度高，所創造出來的香氣比較濃烈，並且因為升降溫反應迅速，熟練了之後，烘起來的爽度高很多。