温度探针深究：精准的温度量测─进阶级咖啡烘焙要素
对今日许多身在咖啡工业界的我们来说，‘探针’这个词似乎唤醒了内心深处受压抑的、真实的或是超现实的记忆联想──像是异形、时空扭曲或是令人痛苦的医疗过程。但是没有一项工具能像温度探针一般，对于咖啡烘焙产业的进步以及成长有如此深远的影响。豆温探针、环境温度探针、废气温度探针、J Type及K Type热电偶温度计、RTD测温电阻体，以及数位温度计，这些简单的量测仪器都不是很贵的东西，可以很轻易地取得，更是可以很轻松地安装。由于这些探针被应用到咖啡烘焙中，这帮助了许多经验老到的烘焙师解决各式各样的疑难杂症；不论是精准地量测温度、训练烘焙新手、安全性以及品质稳定性各方面，都有显着的效果。对于烘焙新手而言，有了这些探针的帮忙，可以缩短学习的时间。而对于整体咖啡工业来说，温度探针提供的精准数据使得人们能够有更多关于烘焙数据的意见交流及讨论，这类讨论目前时常可在如 Roasters Guild 等组织中看见。但是，正如同所有的科技一般，一位操作者必须要先对温度探针的工作原理有基本认知，以及温度探针能为你提供的功能，更重要的是，哪些事是温度探针无法做到的？
温度探针的类型
温度探针有许多种类，将近于所有英文字母的数量﹝原作者意为将近26种，但未指明到底有几种﹞，但在烘焙咖啡的用途上，其中只有两种探针是我们必须要使用到的：﹝J & K Types﹞热电偶温度计以及﹝RTD﹞测温电阻体。
热电偶温度计：是目前最广泛使用在咖啡烘焙机上的温度探针装置，热电偶温度计有许多种类，各自使用不同的导体媒介、适用于不同的温度曲间。热电偶温度计的工作原理就是应用各种已知适用不同温度曲间的金属探针来量测温度，其中金属吸收到的热能会转化成电力﹝EMF，Electromotive Force﹞或是电压，之后便转换为相对的温度数值，这数值可由中继器、温控器、或是电脑读取，热电偶温度计是属于非线性的温度计。在咖啡烘焙的领域中，最常被用到的就属 J Type 以及 K Type 的热电偶温度计，前者的测温范围最高可达华氏1400度，后者可达华氏2300度；J Type 常被用在烘焙机内部，而 K Type 常被用在后置燃烟器﹝Afterburners﹞中，虽然 K Type 也可以用于烘焙机内部，但是 J Type 的测温范围较窄，测得的精准度较高，更适合放在烘焙室中测温。
测温电阻体﹝RTD，Resistance Temperature Device﹞：量测元件中电阻体感应到的温度，进一部读取实际温度数值，测温电阻体是属于线性的温度计，因此在精准度上更优于热电偶温度计。另外，测温电阻体还有一项附加的功能，就是能取区段换算，即使系统出错亦能算得准确的数值﹝此部分译者不太了解其中的原理，故待查证后补上详细的运作原理﹞。热电偶测温器则无法做换算的动作。虽然测温电阻体﹝RTD﹞比热电偶温度计更为准确，但基本上这两种测温器用在咖啡烘焙机上都已够精准了。另外补充一点，测温电阻体的价格大约是热电偶温度计的二到三倍左右。
译者注：参考资料请连结至 http://www.bellataiwan.com/phpBB2/viewtopic.php?t=1470
在烘焙机上有三个位置是必须要有温度探针的：烘焙室空气温度探针﹝Environment Probe﹞、咖啡豆表温度探针﹝Bean Probe﹞、废气温度探针﹝Exhaust Probe﹞。烘焙室空气温度探针是量测烘焙室中未接触咖啡豆部分之空气温度；废气温度探针是量测后置燃烟器某一点的废气温度，通常是放在鼓风机前，也有例外的；咖啡豆表温度探针是崁在烘焙室中的，如此才能在整个烘焙过程中量测到咖啡豆表的温度变化。烘焙室空气温度探针通常是用在电脑化、自动化的曲线烘焙设备中，废气温度探针则是用在安全温度警示装置上，而咖啡豆表温度探针则是最常被使用并被广泛讨论其摆放位置的，在自动化曲线烘焙设备中也时常被拿来与烘焙室空气温度探针一起读取数据，以获得更多的参考数据。虽然乍听之下三者好像是不同的探针，但实际上这三个位置也可能是用同一种类的硬体装置。因此这三种探针其实不是以型号来区别，而是以其功能位置来命名。
烘焙咖啡豆时会用到的探针类型
在咖啡烘焙的课题中，训练的过程与安全问题是紧密相关的。缺乏良好训练的烘焙师，相对于受良好训练的烘焙师，在其烘焙过程中是不安全的。精确的、可重覆的量测数据可以使训练过程简单化，并使得初学烘焙的新手更容易上手，而对较有经验的烘焙师来说，则是提供了一项品质保证的参考指标。连结到温控器或是超负荷温度弹片开关上的探针，可以降低银皮以及废气燃烧对咖啡豆造成的冲击，同时减少滚筒被加热过度的问题。探针连接目标温度警示器则可确保烘焙新手在抽身做其他事的时候，能够从容不迫且获得安全的保障。温度探针、温控器，以及警示器的搭配，可以减少店面营业的烘焙商在操作时不致受到太多的压力，同时也让烘焙机在运作时，操作者即使在讲电话也能有安全的保障。安全问题以及训练过程的简单化是两个一定要使用温度探针的有力原因，但事实上大多数烘焙师使用温度探针是为了更实际的原因：精准度﹝Accuracy﹞以及温度曲线的可重现性﹝Repeatability﹞。
一般来说，烘焙师总是在品质稳定性的两大支柱中挣扎：精准度以及温度曲线的可重现性。没有一定程度的精确性，就不可能有温度曲线的重现性，更不会有品质的稳定性。虽然这两者是有相互影响的关系，然而却是两个不同的概念。‘精准度’是决定于设备本身，而温度曲线的可重现性则是有许多设备本身性能造成的综合影响。在这两者之中，温度曲线的可重现性是目前最重要也最难达到的。精准度取决于探针类型以及系统的调校，影响精准度的因素有：感温装置﹝Sensor﹞的类型、口径﹝热电偶温度计有分标准范围规格及特殊范围规格，测温电阻体则是分为 Class A 及 Class B 元件类别﹞、是否能调校系统﹝探针及温控器﹞、探针尺寸、探针位置等等，每一项目都有其耐受的范围限制。此外，由于烘焙咖啡的温度是相对低温且升温幅度较缓慢﹝译者注：应该是与其他需要以高温进行的重工业相比较﹞，因此符合精准度要求的探针较多。精准度对于温度曲线的重现性必定是有所影响的，这两者之间的关系可以说是纠缠难解：探针种类、尺寸、口径都是两者的必要元素，但是，对于温度曲线可重现性及品质稳定性来说，探针位置是其中最重要的环节。
探针位置与精准度、温度曲线可重现性的关系
当我们谈到温度曲线的可重现性，我们通常会忽略掉烘焙量的因素，我们最有兴趣研究的部分就是要从不同的烘焙量中，做出一样的烘焙程度﹝从升温模式到最后得到的烘焙成果﹞，不论是烘一整锅或是半锅豆子，都必须做到这样的效果。为了达到这个目的，我们必须在这两种烘焙量中量测同一个点，我们必须量测的是咖啡豆的温度变化，而不是咖啡豆量。
唯一能达到这项要求的就是要将探针摆放在同样的位置，不论使用的烘焙传导媒介或是探针种类为何，都必须这么做。温度探针提供了其所量测目标物的温度变化讯号，它们量测到的是在其探测点周围的温度──空气、豆表，或是滚筒壁。所以当我们烘焙一整锅咖啡豆时，探针测到的一定是咖啡豆表温度变化，而烘半锅时，测到的温度则未必是咖啡豆表温度，而是烘焙室的空气温度，因此即使以同样的升温数据来烘焙这两批次的咖啡豆，得到的结果必定不同。这就突显出温度探针摆放位置的重要性了！温度探针必须放在一个不论烘焙豆量多少都可以将测温点完全埋入的地方。
温度探针的埋入深度是一个很玄的议题，你必须要考虑到两种测温探针的类别以及使用的烘焙机具。探针尺寸、口径的不同，也影响到其埋入深度的限制；另外，烘焙机最低设定的烘焙量，也是影响探沾埋入深度的因素之一。热电偶温度计对于埋入深度非常要求，因为探针埋入的深度必须能够造成足够的 EMF 或是电压，如此才能产生够准确的数据；而测温电阻体﹝RTD﹞埋入的位置则要考虑到是否会影响热传导媒介的作用。不当的探针位置可能导致量测到的是烘焙室空气温度或是滚筒壁温度，也有可能造成探针的损毁。
下一步便是决定温度探针该放置滚筒的哪一侧。一般来说，我们应该放在滚筒将豆子翻动向上的那一侧，换句话说，如果滚筒是以顺时针方向转动，温度探针就该放在轴心偏左侧的地方﹝译者注：正视滚筒外壳、取样棒侧或其另一面的方向，视温度探针要摆放的面而定﹞，反之则是要放在轴心偏右侧处。探针应在不干扰到任何动作的前提下，尽可能地伸靠近滚筒壁，若是探针位置不够低，当你在烘焙最低量的批次时探针无法完全埋入咖啡豆里，测到的数值就与你正常烘焙量时不一致，会造成品质的不稳定。
这里又延伸出一些问题：如何让温度探针尽量深入而又不影响到搅拌叶片以及防止滚筒变形之制动棒的运作？通常这些装置的位置比起最低烘焙量时探针必须埋入的点来说，更接近滚筒内壁边缘。要解决这个困扰，就必须稍微改装一下温度探针，改装的步骤很简单，不管是热电偶温度计或是测温电阻体的探针，在其外部都包覆有一层金属的外皮或是金属管，这种金属管是可以折弯的，以便让足够长度的探针能深入滚筒内，另外，将探针折弯也顺便解决了先前探针无法伸到足够的深度的问题，折弯最好是使用一个轴心，用比探针粗两倍以上的滑轮或是棍子就可以了，在开始进行折弯的动作时，最少要把探针折到最低烘焙量的那个深度，或是你认为最恰当的探测深度。将探针折成直角90度，将探针的一端往搅拌叶片靠近，不要太贴近滚筒内壁。不过把探针折弯又会衍生出另一个问题，就是伸入的那一端有可能因为烘焙过程中咖啡豆的翻动而移位，这会使得探针读取到的数据不稳定，进而影响到烘焙成果，甚至会使探针损坏。要解决这个问题有两种简单的方式：﹝1﹞使用固定螺丝、螺帽将内部探针固定住；﹝2﹞如果伸出外部的探针端够长，你可以再将这一段折弯并锁在一个固定的物体上，或是使用固定夹板固定住，防止探针受咖啡豆干扰而移位。
依照前述的方式决定好探针固定的位置之后，日后你所读取到的温度数值就是很稳定的，如此便可以确保在不同的烘焙量之下，也能重现相同的升温模式。藉由适当的探针位置摆放，即使是准确度较低或是无法自动调校的探针，都可以让你得到烘焙温度曲线的重现性，以及品质的稳定性。
那么烘焙室空气温度探针又该如何决定摆放位置呢？其实前面提到关于咖啡豆表温度探针的摆放方式也适用于此。探针伸入的长度以及热传导媒介，对于烘焙室空气温度探针以及咖啡豆表温度探针的摆放位置来说，是同等重要的考量因素。唯一不同的地方在于，此时要测量的热传导媒介是烘焙室内的空气。既然在烘焙过程中，我们无法完全忽略烘焙室中空气温度变化对咖啡豆的影响，我们就必须尝试将这个变因的影响降到最低，这时探针摆放的位置又是决定性的因素了！当你要选择探针位置时，首先要考虑就是尽量放在烘焙室越上方越好，但也要注意不要让探针测点位置太靠近气流流动旺盛的地方，若是摆到这样的位置上，探针读取到的数据就会比烘焙室中的实际温度数值还高出许多；此外，滚筒中的热气流是往上升并被导向废气排放口流出，因此留在烘焙室中的空气是相对较低温的，若探针是摆放在这个排气口附近，就会让你误以为烘焙室已经预热妥当了。没有预热妥当的情况下，会使整体烘焙时间向后拉长，这个情形时常发生在只使用咖啡豆表温度探针为唯一参考指标的烘焙机种，因为咖啡豆表温度探针的位置并不适合用来测量滚筒预热温度。
安全性、训练便利性、准确性、重现性、稳定性……，天底下没有别的工具可以让你花费这么少，却又同时可以得到这么多好处。只要正确地使用温度探针，不论你是用任何大小的烘焙机，对你的助益都是弥足珍贵的。由于温度探针的应用，使得小型烘焙商如雨后春笋般四处林立，更使得许多烘焙商转型成批发商的角色，它们开始以烘焙商自己的特殊命名、特殊烘焙曲线、时间来取代以往的 French、Full City、Ítalian 等等烘焙度的代表名称，以往我们称为 Dark French 的烘焙度，现在则会以更精准的方式告诉你，这是 14 又 1/2 分钟的烘焙，华氏465度下豆冷却。对于批发商而言，由于能够准确地量测并记录下升温模式，因此在更换烘焙者时，对于咖啡豆品质稳定性也不会有所影响。对于消费者来说，由于他们可以找到品质高、稳定性又好的咖啡豆供应商，因此他们的选择就多了，也有助于让他们远离低品质的大批次商业用咖啡豆。但受到最大影响的还是咖啡豆本身，准确且稳定的温度控制，使得有心的烘焙商得以为单一豆种、庄园或是年份的咖啡豆找出他们认为最恰当的烘焙方式，让咖啡豆得到完全的发挥，正是烘焙这件事最大的目标。