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慶聲科技擁有30年多年環境模擬的經驗。本業我們以專業的溫濕度環測設備,致力於IT科技產業;跨越30年,因【惜物.愛己.愛地球】的信念,我們將實驗室等級的環控專業,應用到農業科技與食品科技領域中。

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   咖啡豆養豆過程科學化量測與紀錄報告書(CO2、O2、壓力、咖啡豆表面溫度、養豆溫度、養豆週溫)

作者:江志宏(2019/07/01)
說明:咖啡豆剛烘焙好需要進行養豆的過程,讓咖啡喝起來不燥風味更棒,養豆的天數取決於烘豆師對於自己烘焙的咖啡豆,想要表現的咖啡風味,養豆的容器主要是密封罐、鋁箔密封袋、單向排氣袋,養豆環境一般都是遮陽的室內空間,至於空調與溫度就是室溫或是咖啡店開冷氣的溫度,所以基本上溫度會從27~38℃溫差接近10℃的變化,少數是使用紅酒櫃、冷藏櫃或冷藏庫,不同的環境溫度對於養豆出來的風味也有其影響性及重要性,絕對不是單純直接丟在室溫環境下就好,養豆過程中咖啡豆會排二氧化碳(Co2),至於排到什麼時候?什麼時候結束?排放量有多少?或是還會排放其他氣體?一般來說,沒有什麼資訊去詳述這個部分。

慶聲科技透過自己所研發的精密恆溫保鮮櫃,搭配自己開發的二氧化碳(Co2)、氧(O2) 無線偵測模組(AIOT),在精密恆溫環境下(15±0.3℃),量測咖啡豆的二氧化碳、氧含量、氧分壓、壓力、咖啡豆表面溫度,以每分鐘一筆的高速量測速度,將資料同步而且完整無誤地送上雲端,將咖啡豆在養豆階段的物理性變化,透過科學化記錄下來,並且曲線化分析,希望這樣的整合測試,可以讓大家對於咖啡除了在風味之外有更多的了解,用科學化紀錄與分析來看咖啡養豆的過程,至於這樣的記錄分析,是否能夠讓咖啡烘豆師找出最佳的養豆參數,還需要做多次的相關驗證才行。

 

實驗豆子名稱:衣索 比亞利姆 季洛

烘焙師:生產者咖啡
焙度:65

品種:Heirloom

處理方式:水洗
海拔:1850m~1900m

產區:Limu Gera
烘焙師杯測筆記:柑橘、莓果、檸檬酸甜、伯爵紅茶

 

咖啡店一整天的環境週溫變化記錄曲線
說明:透過環境記錄曲線可以看到,除了當天高溫達32℃溫差約7℃,溫度的抖動是很劇烈的
環境週溫變化記錄曲線

 

咖啡店一星期的環境週溫變化記錄曲線
咖啡店週溫曲線

 

使用慶聲精密恆溫熟成櫃在15±0.3℃精密環境下進行養豆的科學化記錄
說明:
慶聲精密恆溫櫃的溫度設定可以達小數點1位,也就是0.1℃,溫度控制的波動度可達±0.3℃[一般冷藏櫃是±3℃,紅酒櫃是±2℃],波動度會差到10倍,並可偵測0℃以下的濕度變化還有控制。
慶聲精密恆溫櫃


養豆除排放Co2之外也會吸收Co2:
說明:透過這個密閉環境下養豆的Co2紀錄曲線[約40小時],可以看到養豆過程咖啡豆在初期會排放大量的Co2,但是經過一段時間之後還會將排出去的Co2吸收回去咖啡豆,從6672ppm降到2134ppm。

 

咖啡豆養豆過程Co2很快就高達10000ppm
說明:二氧化碳的值超過感測器(sensor)的極限,所以需要開密封盒排氣之後再量測,否則會一直呈現Co2的上限值。


 

在15±0.3℃度精密恆溫環境下養豆14天的Co2排氣變化紀錄曲線
說明:咖啡豆在15±0.3℃度精密恆溫環境下養豆過程中,初期Co2排放量會比較多,但是咖啡豆還會再將Co2吸收回去,之後才開始緩慢排氣,大約到14天之後才會明顯減少,在中間時期有3次Co2急速下降,那是因為開密封罐進行咖啡杯測的所造成的現象,哪個急速下降可以忽略不考慮。

在15±0.3℃度精密恆溫環境下養豆14天的Co2排氣變化紀錄曲線

 

養豆20天的Co2排氣變化紀錄曲線
說明:咖啡豆養豆到14天之後,二氧化碳(Co2)的排氣動作就出現停止的現象,但是排氧(O2)的動作到20天還是持續進行中。
養豆20天的Co2排氣變化紀錄曲線

 

咖啡養豆超過14天以上,咖啡豆持續在進行排氧
說明:這是紀錄養豆14~20天的氧含量紀錄曲線,透過曲線可以看的出來,從14天到20天,氧(O2)的含量雖然緩慢,但是還是持續在上升當中。
咖啡養豆超過14天以上,咖啡豆持續在進行排氧

 

養豆過程除了排Co2之外也會排氧氣(O2):
說明:
從這個密閉環境養豆紀錄曲線可以看到,養豆到一段時間之後,這時候咖啡豆會從排放Co2改成排放氧氣(O2),咖啡豆會一邊吸收二氧化碳一邊排出氧氣,咖啡豆表面會開始微發熱(大約增加1℃),原本的氧含量是22.38%,經過約40小時之後氧含量會到達24.23%,增加約1.85%
養豆過程除了排Co2之外也會排氧氣(O2)

 

咖啡豆開始排氧(O2)與表面升溫紀錄曲線:
咖啡豆開始排氧(O2)與表面升溫紀錄曲線

 

咖啡豆排氣-O2長時間紀錄-14天變化
說明:
透過氧分壓來看咖啡豆養豆過程,在6/18之後出現排氧抖動的現象,評估此現象可能是咖啡豆開始進入氧化期,在6/15氧的濃度已經高於sensor上限,所以後續只能夠透過壓力來看排氧變化,可以看到在養豆7天(6/17)時,咖啡豆的排氣壓力是最高的。
咖啡豆排氣-O2長時間紀錄-14天變化

 

咖啡豆排氣-壓力變化(20天記錄)
說明:
透過養豆壓力紀錄曲線可以看得出,咖啡豆在15±0.3℃養豆到7天時壓力最大,在14天時壓力第二大,到15天之後壓力就不再上升的,與養豆過程的Co2變化量有相似之處。
咖啡豆排氣-壓力變化(20天記錄)

咖啡豆養豆20天,咖啡豆Co2排氣與壓力紀錄曲線
說明:
透過這兩個長時間的紀錄曲線,會發現到在最後結束的曲線是有關係的,在咖啡豆結束排二氧化碳(Co2)之後,密封盒的壓力就開始慢慢下降,所以除了使用Co2來知道養豆的變化之外,壓力也是一個觀察指標。
咖啡豆養豆20天,咖啡豆Co2排氣與壓力紀錄曲線

 

結論:
1.咖啡豆養豆過程中,除了會排出二氧化碳(Co2)之外,在一個時間之後也會進行吸收二氧化碳(Co2)的動作。
2.咖啡豆養豆過程除了排二氧化碳(Co2)之外也會同時排氧(O2),初期會先只有排二氧化碳(Co2),之後才開始排氧(O2),不會馬上先排氧(O2),然後就同時排氧(O2)與排二氧化碳(Co2)。
3.咖啡豆排氧(O2)過程,豆子的表面溫度會升溫約1℃,咖啡豆排氣過程壓力都會超過1000mbar
4.透過Co2、O2、豆子表面溫度、壓力、濕度..等,可以透過科學化分析方式,協助烘豆師未來能夠找出該烘焙的咖啡豆,最佳的養豆溫度與養豆天數,並且確保其風味品質及穩定性與一致性。

 

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