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商業烘焙機的製造原理主要分爲三類：直火式、半熱式、熱風式。目前，以後兩種烘焙效果最佳，是精選咖啡市場上的主流。
一、商業用烘焙機
商業烘焙機的製造原理主要分爲三類：直火式、半熱式、熱風式。目前，以後兩種烘焙效果最佳，是精選咖啡市場上的主流。
1、直火式
人類最早使用的烘焙工具，都是直火式，即用火烤熱滾筒，再傳熱給筒內的生豆。雖然，馬達不停的轉動滾筒，翻攪筒內的咖啡豆，企圖讓每粒咖啡豆都能平 均的碰觸到熾熱的鐵壁，達到均衡烘焙的目的。但是，這種烘焙方法仍有很多缺點：鐵的導熱速度不快，必須花費較多的時間來完成烘焙；火燒滾筒的外部，熱氣卻 消散於空氣中，未能善加利用，十分可惜；當生豆碰觸滾筒內壁過久時，容易被燒焦，造成苦味和焦味；烘焙時，有許多碎屑迸出，留在筒內易附着在咖啡豆的表 面，將使風味變得混沌。
2、半熱風直火式
在1870年至1920年之間，德國人範古班改良與製造了筒式烘焙機。在他的烘焙理論中，即提到將熱空氣帶進烘焙中的咖啡豆。1907年，德國制的 Perfekt烘焙機開始引進這種觀念，使用瓦斯加熱，有一個空氣泵，將熱氣一半帶進滾筒內，一半帶到外圍燒烤滾筒。至今，德國的滾筒式烘焙仍被廣爲應 用，該國的波羅拔（Probat）滾筒式烘焙機名滿天下。
一般烘焙機使用瓦斯或電力作爲熱源。美國愛達華州的迪瑞克公司於1987年率先使用瓦斯啓動的紅外線熱源，使溫度控制得更爲精準，頗獲好評，成爲北美洲的第一品牌。
現今的滾筒式烘焙機幾乎全是半熱風直火式，一面以火源直接烤熱滾筒，一面將熱風帶到滾筒內。吹進滾筒內的熱風可提升加熱速度，又可吹走碎屑，因而生產出均衡又幹淨的咖啡豆。
3、熱風式
20世紀，有人想到用熱風烘焙咖啡豆，這樣少了鐵的阻隔，熱源更能直接的傳給生豆，提高烘焙效率。1934年，美國的柏恩公司所製造的瑟門羅烘焙機 （jabez burns thermalo），即一種大型的熱風式機種，至今，美國有一些大型的烘焙廠仍在使用該公司製造的烘焙機。
4、風牀式烘焙機
熱風式烘焙機仍然採用滾筒式設計，藉由滾轉翻動生豆，以達到均衡烘焙的目的。但是，有人想到用熱風吹動生豆，讓它上下飄動，打破滾筒的概念。 1976年，美國人麥可·施維茲設計出風牀式烘焙機。他在一個密閉的容器內，讓熱空氣由下往上吹，使生豆在容器內上下飄動，直到烘焙完成時，才倒出容器外 的冷卻盤，進行冷卻。在澳大利亞，知名的咖啡專家伊昂·柏思坦也有類似的設計與製造。
在—般的烘焙過程中，豆內的水分被蒸發得越來越少，質量也變得越來越輕。若使用這種烘焙機，質量重的會較快落下，再度接受熱風的烘焙，如此反覆上下，即能烘焙出均勻的咖啡豆。不過，缺乏金屬滾筒的炯燒，有人會覺得少了一種味道。
二、家用烘焙機
近年來興起小量烘焙咖啡豆的熱潮，市面上出現了不少家用烘焙機，自己烘焙咖啡豆變成相當簡單的事。目前的家用烘焙器大致上可以分爲3類：自火式、熱風式與滾筒式。雖然，這些都不是很精密的專業機型，但只要操作得當，所烘焙出來的咖啡豆依然香醇。
1、直火式：陶瓷烘焙器或平底鍋
直火式的器具最簡單，可以是平底鍋，或是日本製的長柄陶瓷烘焙器。陶瓷烘焙器成封閉式，有燜煮的效果，能烘焙出滋味鮮美且口感複雜的咖啡；它的口味最自然，而且厚實。現在，在日本以外的地區，也常可以買到這種陶瓷烘焙器。平底鍋效果不佳，因此不建議使用這種器具。
陶瓷烘焙器的烘焙方法很簡單，首先將生豆放入鍋裏，然後手持長柄在瓦斯爐上不斷的搖晃。烘焙者可以自己控制火力的大小，掌握烘焙時間。
這種工具的缺點是沒有熱風吹掉銀膜與碎屑，較容易有雜味；此外，它也沒沒有冷卻功能，烘焙後得將豆子倒入籃子裏，自己用扇子或電扇來冷卻，較麻煩些。
2、熱風式：熱風式爆米花機或熱風式家用烘焙機
熱風式爆米花機本來是爆米花用的，隨後有人用來烘焙咖啡豆，且效果尚佳，曾經風靡一時。它的缺點是：沒有收集碎屑的功能，熱風吹得碎屑膜到處飛揚， 事後須費功夫清理；而且加熱速度太快，約4－5分鐘便可聽到第一次爆裂聲，水分沒有完全蒸發，口感不夠飽滿，略微偏酸。爆米花機一次可以烘焙100克的生 豆，不足或超出太多便無法烘焙。它沒有自動停機的功能，使用時要在一旁照看，否則可能會燒掉整鍋豆子。
在咖啡風氣較盛的地區，在咖啡專賣店或網站裏都可以買到這些機器。使用時，只要放入生豆，設定烘焙度，按下啓動鈕即可，從烘焙到冷卻均自動完成。
熱風式家用烘焙機都有收集碎屑及冷卻的功能，能產生乾淨的烘焙豆。理想的烘焙度設定應該是能判斷溫度，然後自動停止烘焙。不過，這些機器的烘焙度設 定功能只是一個計時器而已，時間到了，便自動切換到冷卻階段。由於冬天與夏天的氣溫相差很多，烘焙咖啡所需的時間也不同，設定烘焙刻度時可能會相差一個刻 度以上。
3、滾筒式家用烘焙機
傳統的烘焙機都是滾筒式，由火源烘烤不停轉動的滾筒。這種烘焙方式具有燜燒的特性，會使咖啡豆風味較老成，口感較飽滿，與陶鍋的效果相似。目前，市 面上已有Swissmar公司所製造出品的AIpenrost機種，屬於家用的滾筒式烘焙機。它一次可以烘焙半磅的咖啡豆，一次的烘焙時間（含冷卻與出 豆）約需21－25分鐘，烘焙度越深，所需的時間越長。
使用時，只要放入生豆，設定烘焙度，按下啓動鈕即可，從烘焙到冷卻均自動完成。該機所建議的烘焙度都是以半磅生豆爲基準，若烘焙量小於半磅，烘焙所 需的實際時間較短，這時就需要人爲介入，在到達所要的烘焙度時，按下“冷卻”鈕，否則會燒壞一鍋豆子；若烘焙量超過半磅，則可能發生不熟的情形。此外，它 的加溫速度較慢，約13－15分鐘纔會聽到第一次爆裂聲，因此有足夠的時間可以蒸發水分，然後才進入高溫裂解階段，使得咖啡豆的內外均可熟透，形成較豐厚 的質感。所以，大部分的烘焙師都認爲它比較接近商用的專業烘焙機，因此，Alpenrost在北美有不錯的銷路。
這種機器的烘焙度設定功能也只是一個計時器而已，時間到了便會自動切換到冷卻階段。由於冬天與夏天的氣溫相差很多，烘焙咖啡所需的時間也不同，在設定烘焙刻度時可能會相差一個刻度以上。
在冬天，加熱的速度太慢，這種機器無法使半磅的生豆達到Espresso的烘焙度。因此，若想要有重烘焙的咖啡豆，應適度減量。另外，它的碎屑收集 功能只是底部的一個小盤子，讓碎屑與銀膜自動掉落到盤子裏，並沒有熱風吹趕碎屑，因此，烘焙豆的碎屑很多，建議用鐵網篩除碎屑，否則會產生較多的雜味；其 次，內部的死角較多，燜燒的煙霧容易留下油污，事後的清潔工作很費時間。
