Rang cà phê là một nghệ thuật và khoa học, đòi hỏi người thợ rang phải rất tinh tế, kinh nghiệm và am hiểu để cho ra những mẻ rang đúng theo như yêu cầu.
Cơ bản các giai đoạn của quá trình rang cà phê
Cà phê chưa rang, hay còn gọi là cà phê nhân, thông thường có màu xanh, khoảng 25 độ C, có mùi của thảo mộc, cỏ khô vv.. tùy theo loại, và có các chất như Acid, Protein và Cafeine nhưng chưa có hương vị.
Bắt đầu rang, thông thường lồng rang hoặc máy rang sẽ được gia nhiệt trước, sau đó sẽ đưa cà phê nhân vào lồng rang, bắt đầu quá trình gia nhiệt, độ ẩm của cà phê nhân thường khoảng 12.5% nên nhân bắt đấu quá trình bay hơi nước, hạt cà phê không có thay đổi nhiều trong giai đoạn này. Khi đưa hạt vào trong lồng rang, hạt cà phê hấp thụ nhiệt và nhiệt độ lồng sẽ giảm xuống và sẽ bắt đầu tăng lại, tại điểm này ta thường gọi là Turning Point. Mức nhiệt độ lồng rang được gia nhiệt trước bao nhiêu sẽ phụ thuộc vào phương pháp rang, và sản phẩm mong muốn, hoặc theo Roasting Profile đã cho sẵn.
Giai đoạn tiếp theo, nhân cà phê sẽ chuyển sang màu vàng nhạt, thông thường ở nhiệt độ khoảng 150 độ C, hạt cà phê vẫn hấp thu nhiệt, hơi nước vẫn thoát ra từ nhân hạt, thể tích hạt có sự thay đổi, bắt đầu có mùi thơm tỏa ra từ lồng rang. Từ màu vang nhạt sẽ chuyển sang màu vàng đậm, thể tích của hạt thường sẽ tăng khoảng 25%. Ta sẽ cảm nhận được các mùi hương khác nhau trong giai đoạn này của quá trình rang.
Quá trình biến đổi hạt cà phê khi rang
Giai đoạn nổ lần 1 và lần 2
Sẽ có những tiếng nổ đầu tiên phát ra từ lồng rang, hạt cà phê chuyển sang màu nâu nhạt, hạt nở to hơn, mùi hương cũng sẽ đa dạng hơn, thường thì ở giai đoạn này cà phê sẽ có vị rất chua, mùi ngai ngái. Khi hạt cà phê chuyển sang màu nâu, các phản ứng hóa học sẽ xảy ra, mùi hương sẽ thơm hơn cùng với màu bắt đầu đậm hơn.
Sau khoảng thời gian ngắn, những tiếng nổ trong lồng rang sẽ rộn ràng hơn, trong giai đoạn này hạt cà phê sẽ có nhiều biến đổi, cả về hương lẫn vị. Từ giai đoạn này trở đi người thợ rang sẽ quyết định khi nào sẽ ngưng quá trình rang để có sản phẩm như ý muốn.
Tiếng nổ lần thứ nhất sẽ ngưng, trọng lượng nhân cà phê ban đầu sẽ giảm khoảng 15%, thể tích thì tăng khoảng 150%, khi những tiếng nổ ngưng, cũng là lúc nhiệt độ trong nhân giảm xuống, và lại tiếp tục quá trình hấp thu nhiệt để có giai đoạn nổ lần thứ 2. Trong lúc này, phản ứng Caramen xảy ra rất nhanh, mùi và vị cũng thay đổi do phản ứng hóa học tạo ra, trọng lượng của hạt sẽ tiếp tục giảm.
Hạt cà phê tiếp tục hấp thu nhiệt và những tiếng nỗ lần 2 sẽ vang lên, trong giai đoạn này, hạt cà phê trở nên sáng và bóng hơn, nhiều chất dầu bao phủ bề mặt hạt cà phê, mùi hương cũng đa dạng trong giai đoạn này.
Cấu trúc Cellose vật lý của hạt cà phê nhân bị bẽ gãy tạo ra những tiếng nỗ lần thứ 2, tùy theo chủng loại cà phê nhân Arabica hay cà phê nhân Robusta hay Cà phê Moka mà âm thanh sẽ khác nhau, tần suất và âm vực cũng sẽ khác nhau. Hạt cà phê sẽ có màu nâu đậm, trọng lượng giảm khoảng 25%. Hạt cà phê sẽ chuyển qua màu than nhanh chóng khi trải nghiệm đến giai đoạn cuối cùng của quá trình rang này.