This blog post is sketching out the basics of a roast profile analysis and introduces the concepts and basic calculations that are part of the exam for the Roasting professional in the SCAE Coffee Diploma System.

Posting blog ini membuat sketsa dasar-dasar analisis profil roasting dan memperkenalkan konsep dan perhitungan dasar yang merupakan bagian dari ujian untuk profesional Roasting dalam Sistem Diploma Kopi SCAE.

A roast profile is a graphs that shows the temperature development during a roast cycle and preferably both bean and air temp is measured and logged. An idealized profile is illustrated here:

Profil roasting/sangrai adalah grafik yang menunjukkan perkembangan suhu selama siklus sangrai dan sebaiknya biji kopi dan suhu udara diukur dan dicatat. Profil ideal diilustrasikan sbb:

During a roast you have different events, and the next illustration plots in these events:

Selama menyangrai anda memiliki bentuk ilustrasi yang berbeda, dan plot ilustrasi ini, sbb:

As you can see when the green coffee at room temp is added to a preheated roasters the temperature drops quickly but after some time you would get a turning point where the temperature starts rising rather than falling. After the turning point you have a period of the roast with maximum temperature increment speed and the speed of the roast is in the business often called Rate of Rise (RoR) and the maximum rate of rise is a good thing to log and will be explained in detail later in this post. After a while you get 1st crack and the last event is when the roast ends and the ‘development’ time is time from 1st crack to end of the roast.

Seperti yang anda lihat ketika kopi biji mentah (green beans) di suhu Drum dimasukan ke pemanggang yang dipanaskan, suhu turun dengan cepat tetapi setelah beberapa waktu anda akan mendapatkan titik-balik (Turning Point) di mana suhu mulai naik daripada turun. Setelah Turning Point anda memiliki periode panggang/roasting dengan kecepatan penambahan suhu maksimum dan kecepatan panggang dalam dunia roasting kopi sering disebut Rate of Rise (RoR) dan tingkat kenaikan maksimum adalah hal yang baik untuk di-log dan akan dijelaskan secara rinci nanti di posting ini. Setelah beberapa saat anda mendapatkan retakan pertama (first crack) dan peristiwa terakhir adalah ketika penyangraian berakhir dan waktu ‘perkembangan‘ adalah waktu dari first crack hingga ujung sangrai.

The temperature difference between air and bean is an interesting measure since it gives in indication how much convection drives the roast at any part of the roast process. I recommend to calculate the temperature difference at the turning point, at 1st crack and at end as shown on this below illustration:

Perbedaan suhu antara udara dan biji kopi adalah ukuran yang menarik karena memberikan indikasi berapa banyak konveksi yang menggerakkan panggangan di bagian mana pun dari proses sangrai. Saya sarankan untuk menghitung perbedaan suhu pada turning point, pada first crack dan pada akhirnya seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di bawah ini:

Other interesting readings from the graph is the rate of rise as shown below:

Bacaan menarik lainnya dari grafik adalah tingkat kenaikan seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

The rate of rise is the speed of the roast (degrees pr minute) at any given time at the roast. 3 relevant points at the roast is defined above namely the max RoR, RoR at 1st crack and RoR when the roast finishes.

Tingkat kenaikan adalah kecepatan panggang (derajat per menit) pada waktu tertentu disangrai. 3 titik yang relevan pada panggangan didefinisikan di atas yaitu Max RoR, RoR pada 1st crack dan RoR ketika penyangraian selesai.

If you understand everything so far, there is no need to read further, but at the exam for the Roasting Professional Certification calculations are important since it is part of the certification process.

Jika anda memahami semuanya sejauh ini, tidak perlu membaca lebih lanjut, tetapi pada ujian untuk perhitungan Sertifikasi Profesional Roasting penting karena itu adalah bagian dari proses sertifikasi.

Geometrically a rate is the slope of a tangent at a given point on a curve:

Secara geometris tingkat adalah kemiringan tangen pada titik tertentu pada kurva:

A tangent only touch the curve in one point and it is exactly in this point that the tangent says something interesting about the slope namely how quickly the curve ‘changes’ in this point. So the tangent represents the speed of the curve in this particular point so we would like to calculate the inclination of the tangent because the inclination of the tangent equals the inclination of the curve in the particular point. So for a roast profile the tangent at any given point exposes the speed of the roast at this given point.

A tangent hanya menyentuh kurva dalam satu titik dan persis pada titik ini bahwa tangent mengatakan sesuatu yang menarik tentang kemiringan yaitu seberapa cepat kurva ‘berubah’ pada titik ini. Jadi tangent mewakili kecepatan kurva dalam titik khusus ini sehingga kami ingin menghitung kecenderungan tangent karena kecenderungan tangent sama dengan kemiringan kurva di titik tertentu. Jadi untuk profil sangrai tangent pada titik tertentu mengekspos kecepatan sangrai pada titik yang diberikan ini.

So measure the slope of a tangent you can just choose a random range of the tangent like in this example:

Jadi ukur kemiringan tangent anda hanya dapat memilih rentang acak tangent seperti dalam contoh ini:

On the above illustration we have °C on the vertical axis and time on the horizontal axis just like on a roast profile. Just as an example the slopes is calculated based on how much the speed of temperature rise is in 3 min, and as you can see the specific tangent will rise 42°C during 3 minutes which will give you 14 degrees per minute which is the Rate of Rise of the curve (the circle in this example) in exactly the point where the tangent touch the curve.

Pada ilustrasi di atas kita memiliki ° C pada sumbu vertikal dan waktu pada sumbu horizontal seperti pada profil panggang. Sama seperti contoh lereng dihitung berdasarkan seberapa banyak kecepatan kenaikan suhu dalam 3 menit, dan seperti yang anda lihat tangen spesifik akan naik 42 ° C selama 3 menit yang akan memberi anda 14 derajat per menit yang merupakan Tingkat Kenaikan kurva (lingkaran dalam contoh ini) tepat di titik di mana tangen menyentuh kurva.

If we choose to calculate the RoR at another point of the curve I could be a little later in the process like this:

Jika kita memilih untuk menghitung RoR di titik lain dari kurva saya bisa sedikit kemudian dalam proses seperti ini:

Here you can see, that the slope of the curve is different and the inclination of the tangent in the point is less steep. Here the time period is chosen to be 4 minutes and during the 4 minutes the temperature rises with 22°C giving a Rate of Rise of 22°C / 4 minutes = 5,5° pr minute. I prefer to always look at the inclination of the tangent in a 4 minutes period because I find it easy to divide the corresponding temperature range by 4 in my head.

Di sini anda dapat melihat, bahwa kemiringan kurva berbeda dan kecenderungan tangen dalam titik kurang curam. Di sini periode waktu dipilih menjadi 4 menit dan selama 4 menit suhu naik dengan 22 ° C memberikan Tingkat Kenaikan 22 ° C / 4 menit = 5,5 ° pr menit. Saya lebih suka selalu melihat kecenderungan tangen dalam periode 4 menit karena saya merasa mudah untuk membagi kisaran suhu yang sesuai dengan 4 di kepala saya.

But let us look at an example that is relevant to the RoR of a roast profile:

Tetapi mari kita lihat contoh yang relevan dengan RoR profil panggang:

As with the other tangents we would like to know how many °C the temperature changes during the 4 minutes of the tangent that represents the inclination of the curve in the one point where the tangent touch the curve. The challenge here is that the tangent is completely horizontal so there is not change in temperature which means that the temperature difference is = 0! So if we divide 0 with 4 we still have 0. So the RoR of the curve in the point where the tangent touch the curve is 0. In other words: the temperature is not going up anymore so the speed of the roast has stalled which is announced by the RoR by taking on the value of 0.

Seperti halnya tangen lainnya, kami ingin tahu berapa banyak ° C perubahan suhu selama 4 menit tangen yang mewakili kemiringan kurva di satu titik di mana tangen menyentuh kurva. Tantangan di sini adalah bahwa tangen benar-benar horizontal sehingga tidak ada perubahan suhu yang berarti bahwa perbedaan suhu = 0! Jadi kalau kita bagi 0 dengan 4 kita masih punya 0. Jadi RoR kurva di titik di mana tangen menyentuh kurva adalah 0. Dengan kata lain: suhu tidak naik lagi sehingga kecepatan panggang telah terhenti yang diumumkan oleh RoR dengan mengambil nilai 0.

There is one last state of the RoR worth a mention and that is when the slope of the tangent is negative:

Ada satu keadaan terakhir dari RoR yang layak disebutkan dan saat itulah kemiringan tangen negatif:

When the curve starts to go down after having stalled the RoR becomes negative because when you consider a change you always calculates the change by subtracting the initial state from the resulting state and if the process has gone in the reverse direction you subtract a bigger number from a smaller number and the result is negative (see the blogpost about change for a deeper explanation) so here it is -22°C/4min = -5,5°C/min. A negative RoR is something you don’t want in your roast profile in general yet for the last few seconds in the roast some coffees would work with a very low RoR, a stalling RoR (=0) and only few profiles would you ever find with a negative RoR in the end of the roast!

Ketika kurva mulai turun setelah terhenti, RoR menjadi negatif karena ketika anda mempertimbangkan perubahan anda selalu menghitung perubahan dengan mengurangi keadaan awal dari keadaan yang dihasilkan dan jika prosesnya telah berjalan ke arah sebaliknya anda mengurangi jumlah yang lebih besar dari angka yang lebih kecil dan hasilnya negatif (lihat posting blog tentang perubahan untuk penjelasan yang lebih dalam) jadi di sini adalah -22 ° C / 4min = -5,5 ° C / menit. RoR negatif adalah sesuatu yang tidak anda inginkan dalam profil panggang anda secara umum belum selama beberapa detik terakhir dalam panggang beberapa kopi akan bekerja dengan RoR yang sangat rendah, RoR mengulur-ulur (= 0) dan hanya beberapa profil yang pernah anda temukan dengan RoR negatif di akhir penyangraian!

So to conclude this post the following is an illustration of all the main points of a roast profile:

Jadi untuk menyimpulkan posting ini berikut adalah ilustrasi dari semua poin utama profil penyangraian: