即便每個烘焙者會依個人的習慣和偏好發展出個人化的烘焙曲線和手法, 但總體而言, Roasting Process似乎是一種必然的模式.
STEP 1：從進豆到T.Point
進豆是烘焙的開始階段,在事先預熱的滾筒裡放入豆子後,滾筒溫度會立即下降,直到滾筒溫度和豆子溫度達到平衡.一般而言120秒內達到T.Point(回溫點)是適當的(編註:另有主張理想的回溫點應該落在60~ 90秒區間,也有主張理想的回溫點應該高於 100oC以上).如果T.Point的溫度太低(編註:回溫點時間落點太長),達到第一爆的時間會過長.相反的,T.Point溫度太高(編註:回溫點時間落點太短),達到第一爆的時間會過短.因此需要好好計算ROR來決定入豆溫度.
STEP 2：從T.Point到Yellow
經過T.Point後,生豆就進入吸熱階段.豆子重量的70%是由不溶性是由不溶性(Insoluble)的纖維素(Cellulose)組成的,為了將熱傳達到豆子內部,就利用水的傳導性,如果豆子含水量低, 達到Yellow階段的時間會較短,相反的,豆子含水量多的話,達到Yellow的時間會較長.
以豆子溫度100oC為起點,水從蒸發(Evaporation)轉換為蒸氣(Vaporization),豆子內部蒸氣壓和溫度上升,這時豆子組織進行玻璃化(Vitrification),開始組織膨脹,破壞葉綠素而進入Yellow .
STEP 3：從梅納反應(Maillard Reaction)到154oC
烘焙溫度達到154oC時(編註:每部烘豆機並不會一樣),豆子內部和外部的溫度和壓力處於差不多階段,糖成分通過加水分解轉換成還原糖(Reducing sugar)後,跟胺基酸(Amino
acids)結合而產生類黑精(Melanoidine)
和揮發性有機物,這就是梅納反應,通過此過程,咖啡豆會產生風味上的變化.
STEP 4：從焦糖化(Caramelization)160 oC到200oC
在這個階段,豆子因熱分解而進行焦糖化,開始減少甜味,轉化成非常複雜的風味(Aroma).同時因CO2壓力和蒸氣壓力上升,致使豆子開始產生散熱反應.
STEP 5：從第一爆到194~205oC
豆子內部的蒸氣壓和CO2壓力堆積時,就會出現第一爆(1st Crack).這時產生的”吹穴”(blow holes)成為豆子內部的Flavor compounds往外排放的出口.在這階段,豆子完全轉換為發熱反應.
第一爆是整個烘焙過程中最為重要的[關鍵點].從這時開始,附屬Sugar Browning的風味(Nutty, Caramelly,
Chocolaty)會呈現出來,大部分的烘焙者會從這個關鍵點開始估算”發展率”(DTR. Development
Time Ratio).
STEP 6：從第二爆到220oC
因熱燃燒而推積的CO2壓力往外排放,豆子又再次發出爆裂聲,這就是”二爆”.在這階段,豆子細胞結構開始被破壞,內部開始焦化或碳化(Carbon),從這時開始附屬Dry Distillation的風味(Resin, Spice,
Carbon)會呈現出來,也會產生明顯的苦味.
STEP 7：從出豆到冷卻(Cooling)
雖然出豆之後馬上開始冷卻,但豆子溫度不會馬上下降.因豆子內部的溫度能夠在一段時間內保持高溫,這時豆子自身維持的高溫有可能改變烘焙程度,可能導致芳香風味部分揮發,因此,快速冷卻是保持風味很重要的環節.
咖啡烘焙的三階段
第一階段 脫水乾燥(Drying stage)
俗稱的脫水階段、蒸焙階段。
咖啡生豆的含水率約9至13%，自加熱烘焙開始那點，豆子的水份就一直在散失，直到下豆停止烘焙為止，所以不論稱本階段為乾燥或脫水階段，都不免造成誤解(蒸焙這名詞誤導效果更大)，以為過了這個階段就脫水完成。
這個階段是物理結構的變化的關鍵，膨脹率大小對於咖啡風味的萃取，創造我們想要的美味烘焙成品至關重要。 其實這個階段的豆子除了含水率高，一開始豆子本身還很硬(玻璃態)，隨著豆溫逐漸升高，豆子慢慢變軟(橡膠態)，豆子的水份除了變成水蒸氣散失到烘焙室之外，豆內的水份汽化後，受到細胞壁的阻礙跑不出去，對細胞壁形成壓力，促使豆體膨脹(正好豆子受熱後也變軟變有彈性了，可以想像成吹氣球那樣)。
這個階段是物理結構的變化的關鍵，膨脹率大小對於咖啡風味的萃取，創造我們想要的美味烘焙成品至關重要。 其實這個階段的豆子除了含水率高，一開始豆子本身還很硬(玻璃態)，隨著豆溫逐漸升高，豆子慢慢變軟(橡膠態)，豆子的水份除了變成水蒸氣散失到烘焙室之外，豆內的水份汽化後，受到細胞壁的阻礙跑不出去，對細胞壁形成壓力，促使豆體膨脹(正好豆子受熱後也變軟變有彈性了，可以想像成吹氣球那樣)。
生豆之細胞質(CP)與細胞壁(CW)結構，此時CW厚約30um source:The Craft and Science of Coffee
咖啡豆經第一階段加熱後的細胞質(CP)與細胞壁(CW)，此時CP大都經化學變化產生氣體及蒸氣，造成細胞空洞化，CW厚度變薄剩20um source:The Craft and Science of Coffee
這個階段，若使用滾桶式烘焙機，通常花費4~8分鐘，結束時的豆溫約160度C(參考用，視機器與溫度探針不同而不同)。本階段豆子處吸收熱能産生化學反應的狀態（吸熱反應），豆子的顏色會由青綠->白斑->白斑擴大->白->淺黃，出現淺黃顏色就代表本階段已經結束，進入下一階段了。
若本階段結束前，豆表就出現棕色斑點，代表使用的熱能太強，豆表已經一部分進入褐化反應，另一部分還吸熱不足，等待更多的熱能以轉白變黃，這會對最終烘焙的成品風味造成重大影響，這現象是因為火力太強，升溫過速所造成烘焙不均(初接觸手網烘焙者最易發生的情況)。
依據玻璃化理論，咖啡生豆在未受熱之前是處於堅硬的玻璃化狀態，組織與組織間的結構緊密，含水率大約是8~12%。生豆受熱後，跟隨著溫度的提昇，豆子內部開始產生一些氣體，由內向外對豆子的組織施加壓力，促使豆子逐漸膨脹，同時，豆子的細胞壁也會隨著溫度及溼度的變化，在堅硬的玻璃和彈性的橡膠狀態間轉變。
生豆受熱之初，溫度逐漸昇高，豆內的水活性仍高，細胞壁一方面承受內部氣體的壓力，一方面由玻璃化狀態轉變為橡膠化狀態，豆子體積乃逐漸膨脹變大，直到豆內水活性降低到無法維持橡膠化狀態的程度，細胞壁又開始往硬脆的玻璃化狀態轉變，但此時細胞內的細胞質在受熱的過程中有一大部分轉變為氣體，或經脫水反應重組為新的物質同時產生水蒸氣，細胞變得空洞化，細胞壁也因膨脹而變薄，同時其所含纖維素的結構也轉換成較多孔洞的多晶型結構。
第二階段 梅納反應（Maillard
Reaction Stage)
過了乾燥階段，豆子外表顏色會由淡黃、黃逐漸變成褐色，氣味上也會由生豆的青草、甘蔗轉變為乾草、烤麵包香，就化學反應來說，咖啡的芳香前驅物已開始轉化為芳香化合物，再次提醒，這時豆子的水份仍然持續在散失中。
這一階段是以焦糖化與梅納反應為主調配搭酵素作用與乾餾作用的化學反應決定味譜走向!
咖啡豆褐化的現象，證明了著名的梅納反應(Maillard reaction)正在進行，因此本階段也常被稱為梅納反應階段。其實梅納反應在前面乾燥階段就已經進行一大段了，咖啡豆變白就是芳香前驅物「阿瑪多理與海因斯結構」形成的證據。梅納反應很複雜，迄今還有很多不明之處，也沒有人可以教我們如何精確地控制什麼生成物的發生或不要它發生，但有一點可以確知的，梅納反應的終點產物是「類黑素」(梅納汀 mailanoid)，它是一種深褐色的大分子化合物，是咖啡口感滑順(body的判斷條件之一)的重要成因，它是由梅納反應中所生成的芳香化合物聚合而成，也就是說，類黑素越多，大家品飲精品咖啡強調的花香、果香、堅果香、可可香等梅納反應(包含史崔克降解)芳香物質，就會相對少(因為都合成類黑素了)，但body滑順度提升了，咖啡的顏色也變深了。
這一階段是以焦糖化與梅納反應為主調配搭酵素作用與乾餾作用的化學反應決定味譜走向!
咖啡豆褐化的現象，證明了著名的梅納反應(Maillard reaction)正在進行，因此本階段也常被稱為梅納反應階段。其實梅納反應在前面乾燥階段就已經進行一大段了，咖啡豆變白就是芳香前驅物「阿瑪多理與海因斯結構」形成的證據。梅納反應很複雜，迄今還有很多不明之處，也沒有人可以教我們如何精確地控制什麼生成物的發生或不要它發生，但有一點可以確知的，梅納反應的終點產物是「類黑素」(梅納汀 mailanoid)，它是一種深褐色的大分子化合物，是咖啡口感滑順(body的判斷條件之一)的重要成因，它是由梅納反應中所生成的芳香化合物聚合而成，也就是說，類黑素越多，大家品飲精品咖啡強調的花香、果香、堅果香、可可香等梅納反應(包含史崔克降解)芳香物質，就會相對少(因為都合成類黑素了)，但body滑順度提升了，咖啡的顏色也變深了。
褐化階段的終點是一爆（咖啡豆內累積的水氣和有機氣體蓄足了壓力衝破豆體纖維産生爆裂聲響），咖啡顏色褐化的原因除了梅納反應之外，焦糖化反應也是重要原因。在一爆之前焦糖化反應就已經開始了，咖啡中的糖分(特別是含量比較高的蔗糖)受高溫脫水會產生焦糖、香氣、酸以及二氧化碳等物質，焦糖除了貢獻了褐色之外，焦糖香是咖啡重要的香氣，但焦糖本身反倒是帶有苦味，而由蔗糖降解產生的醋酸(焦糖化的副產品)，是一種高揮發性嗆鼻的酸，通常在一爆初始大量產生，是淺焙咖啡酸甜失衡的要犯。
第三階段 風味發展(Development or roasting stage)
進入一爆時，咖啡的烘焙也邁入最關鍵與最難控制的一個階段，特別是對淺焙的咖啡而言，在這個階段差個10秒下豆會造成風味很大的差異，特別是小心謹慎地烘了80%以上的過程，卻極有可能在最後的20%時間裏把整鍋豆毁了。
一爆是豆子裏面累積的水蒸氣和有機質轉化出的氣體，在豆體內形成兩個尖端間的大氣穴後，豆體纖維承受不了內部氣體的壓力，從一端爆裂出來，爆裂時會有明顯的爆裂聲，是烘豆時最重要的指標之一。一爆同時也象徵著，此時豆內的化學反應將由吸熱反應轉為放熱反應，所以通常進一爆時會把火力調小，避免火上加油，把豆子烘過頭了。
會把一爆開始的階段稱為發展階段，真正的原因不太清楚，不過經研究證明，一爆階段是揮發性芳香物質大量發生(發展)的時期(梅納反應及焦糖化反應的產物)，同時也是甲酸、乙酸大量生成的時間點，所以發展階段要維持多久，要保持多高的升溫率，是決定咖啡最終風味的關鍵。此外，一爆之後乾餾(高溫熱解反應)作用也開始發揮，它會把咖啡的生澀味消滅，也會再次為咖啡上色，甚或帶來香料、樹酯、焦炭的香味。
典型的發展階段佔整體烘焙時間的比例(DTR: Development Time Ratio)約 15~25%，但這不是絕對的，例如北歐烘焙的DTR可能低於10%。
咖啡烘焙進入發展階段後，就準備要結束烘焙（俗稱下豆），一爆開始之後的30秒到一分鐘之間，爆裂聲會變得密集，俗稱一爆密，接著爆裂聲會變得稀疏，約在一爆開始一分30秒至2分鐘間會完全停止。如果繼續烘，再過一分鐘到2分鐘，會再度聽到爆裂聲，稱為二爆，二爆是由豆內的二氧化碳等氣體衝破細胞壁所産生聲響，相較於一爆，二爆的聲音比較細，音量也比較小，二爆開始至二爆密集的時間可能很快，約30秒就會到達，此時會飄出大量白煙，同時豆子跟著變烏黑油亮。
本文編譯節錄自《Roasting Craft》《Modulating the Flavor Profile of Coffee》《The Coffee Roaster’s Companion》
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