La invención del tostador de aire revolucionó el tueste del café, permitiendo tuestes más rápidos en escalas más grandes que nunca antes. En las décadas transcurridas desde que se inventó, la tostadora de aire se volvió muy importante en el tueste industrial de café, aunque la tostadora de tambor clásica sigue siendo la máquina elegida por la mayoría de las tostadurías de menor escala.

Pero, ¿quién fue el responsable de introducir esta idea radical? Como todos los inventos, el desarrollo del tueste al aire no puede atribuirse a un solo momento de inspiración. En esta publicación, exploramos los hitos más importantes a lo largo del camino, comenzando, paradójicamente, con los inventores responsables de la forma moderna del tostador de tambor.

El tostador de tambor

El diseño básico del tostador de tambor tal como lo conocemos hoy se estableció en la década de 1880 y apenas ha cambiado desde entonces. Jabez Burns estableció muchas de las características esenciales de un tostador de tambor en su patente de 1864, y la gran mayoría de las tostadoras que se utilizan hoy en día siguen los mismos principios esenciales.

Máquina tostadora de café de Jabez Burns (detalle de su patente de 1881)

Desde entonces, los fabricantes han lanzado una multitud de diseños diferentes para tostadores de café, cada uno con sus apasionados defensores y detractores. Dedicamos el primer capítulo de nuestro Ciencia del tostado course para analizar las fortalezas y debilidades de los diferentes diseños en el mercado y hablar con tostadores prominentes sobre sus experiencias usando diferentes tipos de tostadoras.

La característica común en muchos diseños de tostadores 'nuevos' es que usan aire caliente para calentar los granos, en lugar de calentar el tambor de tostado directamente. A pesar de las predicciones de algunos fabricantes, los tostadores de aire hasta ahora no han logrado desplazar por completo al tostador de tambor clásico, pero no hay duda de que el desarrollo del tostado con aire caliente también ha influido en gran medida en el diseño de los tostadores de tambor modernos y ha provocado un gran cambio en la forma en que el café se tuesta. De hecho, comprender la importancia del aire caliente en el tostado del café es posiblemente el mayor avance en toda la historia del tostado del café.

La importancia del aire caliente

Un par de décadas después de que Burns construyera su tostador de tambor, Alex van Gülpen mejoró el diseño de Burns al introducir un flujo de aire controlado. El diseño de van Gülpen presentaba un ventilador que aspiraba aire a través del tambor para eliminar los gases tostados (Bersten 1993). van Gülpen fue uno de los fundadores de Emmericher Maschinenfabrik und Eisengießerei, la empresa que luego se convirtió en Probat.

Sin embargo, pudo haber sido el inventor alemán Carl Salomon, quien fue la primera persona en darse cuenta de la importancia total de controlar el flujo de aire en el tostado del café. Describió esta percepción en un patente en 1892. La convección, a través del aire caliente, es mucho más eficiente y transfiere calor a los frijoles que la conducción desde las paredes del tambor. Salomon se dio cuenta de que el uso de la convección para la transferencia de calor permite tostar mucho más rápido, sin riesgo de quemar la superficie de los granos.

Hasta entonces, tratar de tostar café rápidamente en un tostador basado en conducción corría el riesgo de quemar los granos en la superficie caliente del tambor. Para evitar esto, los tostadores utilizarían temperaturas bajas, con tiempos de tueste de hasta una hora en las tostadurías comerciales. "Tueste lento" puede sonar romántico, pero mata el café acidez y aroma, dando como resultado un café bastante desagradable. Como dijo Salomon en su patente:

'En los métodos utilizados hasta ahora para tostar el café... se han evitado cuidadosamente las altas temperaturas por temor a tostar demasiado o incluso quemar los granos... Debido a la larga duración de esos procesos de tostado, el extracto soluble se ha descompuesto o destruido parcialmente. ”

Al usar aire caliente como fuente de calor principal, informó Salomon, es posible tostar a temperaturas más altas sin correr el riesgo de quemar los granos. Esta innovación significó que el café se podía tostar en menos de diez minutos por primera vez. También notó un beneficio adicional de aumentar el flujo de aire: elimina el humo y la paja del tambor, lo que da como resultado un café con un sabor más limpio.

Calor indirecto

Una vez que se estableció la importancia del aire caliente, el siguiente paso lógico fue eliminar por completo el calor directo en el tambor y calentar la tostadora solo con aire caliente. Los tostadores de tambor de calentamiento indirecto que siguen este principio comenzaron a aparecer a principios del siglo XX.

Los tostadores de tambor con calentamiento indirecto podrían considerarse los primeros tostadores de aire, incluso si se parecían superficialmente a los tostadores de tambor clásicos, porque usaban aire caliente como única fuente de calor.

Theodor Vogeler´s diseño de 1908 porque un tostador de tambor calentado indirectamente usa un intercambiador de calor (g) para calentar el aire antes de que ingrese al tambor (a).

Sin embargo, si los tostadores indirectos se consideran los primeros tostadores de aire, no sabemos a quién se le debe atribuir la invención. en su libro Todo sobre el café, Guillermo Ukers (1922) acredita la primera máquina tostadora calentada indirectamente a Joseph Lambert, más conocido como el (posible) inventor de la mantequilla de maní (herrero 2007). Sin embargo, las únicas patentes publicadas de la compañía de Lambert describen máquinas tostadoras que cuentan con un quemador de gas dentro del tambor. Esto puede parecer extraño ahora, pero era un diseño bastante común en ese momento. El calentamiento 'indirecto' que menciona Ukers probablemente se refiere al escudo térmico que Lambert usó para proteger los granos del calor directo de la llama, en lugar de a un verdadero tostador de calentamiento indirecto.

El primer lecho fluido

Un lecho fluido utiliza el flujo de aire para fluidizar los granos, levantándolos en la corriente de aire para que floten y se comporten más como un líquido. Los granos fluidizados pueden moverse libremente en la corriente de aire y, por lo tanto, tostarse uniformemente sin necesidad de paletas móviles o un tambor giratorio.

Una vez que se estableció el concepto de tostado al aire a principios del siglo XX, los tostadores de lecho fluido lo siguieron sorprendentemente rápido. Los lechos fluidos se utilizaron por primera vez en la industria química en 1922 y solo cuatro años después, en 1926, Heinrich Caasen ya había patentado un diseño para un tostador de café de lecho fluido (Caasén 1929).

Diseño de 1926 de Heinrich Caasen para un tostador de lecho fluido. Los granos se cargan en un tamiz (d) y luego se fluidifican en aire caliente soplado desde un intercambiador de calor (a). Después de tostar, un segundo ventilador aspira los granos hacia la cámara (m) para que se enfríen.

Sin embargo, se necesitaron otros 30 años para comercializar el tostador de lecho fluido. Lurgi lanzó el Aerotherm en 1957, en colaboración con la empresa cafetera Heimbs y la Universidad de Braunschweig (ABZ 2005). El Aerotherm se suspendió en algún momento a principios de la década de 1970 (Sivetz y Desrosier 1979).

Michael Sivetz

Michael Sivetz fue una figura legendaria en el café: un ingeniero químico brillante ya veces irascible que vino a aplicar sus habilidades y pensamiento analítico a la industria del café. Sivetz nació en 1922, año en que se utilizaron por primera vez los lechos fluidos en la industria química. Sobre la base de sus años de experiencia tanto en la industria química como en el tostado comercial de café, Sivetz construyó y patentado su primer tostador de lecho fluido en 1974. Poco después, comenzó una colaboración con el fabricante alemán Neuhaus Neotec para comercializar el diseño, pero se sintió frustrado por el lento progreso y pronto comenzó a labrarse su propio camino. Al principio, Sivetz construía sus tostadoras en su garaje; más tarde, trasladó el negocio a una antigua iglesia.

Sivetz reconoció la existencia de diseños anteriores como el Aerotherm en su patente (Sivetz 1976). No obstante, afirmó haber inventado el primer tostador práctico de lecho fluido, basado en las mejoras que propuso sobre los diseños existentes, que descartó como 'los llamados tostadores de lecho fluido' (Sivetz 2002).

Las mejoras más importantes en el tostador de Sivetz fueron que el flujo de aire se colocó a un lado para que los granos circularan, en lugar de flotar en su lugar, y que usó un termopar para leer con precisión la temperatura de los granos. Ninguno de estos era una característica nueva en los tostadores de café, pero cuando se combinaron en el diseño de Sivetz crearon una máquina tostadora eficaz, cuyas versiones todavía se están construyendo en la actualidad.

El eslabón perdido

Un nombre que a menudo se pasa por alto en la historia del tostador de lecho fluido es Wesley Goldfine. En su patente de 1941, Goldfine describe una máquina que usa un chorro de aire caliente proveniente de un lado de la pila de granos, lo que obliga a los granos a circular dentro del tostador.

Detalle de la patente de Goldfine de 1944 para un tostador de lecho con pico asimétrico. El aire caliente inyectado en la base del tostador hizo que los granos circularan en la cámara cilíndrica

Si bien la idea original del lecho fluido se tomó prestada de la industria química, el diseño de Goldfine se adelantó a la curva: los primeros 'lechos en chorro' en la industria química, que funcionan con un principio similar, aparecieron una década después (Mathur y Gishler 1955). El mismo principio impulsa la circulación de los granos en el tostador de Sivetz, así como en muchos tostadores de aire modernos, incluidas las grandes máquinas industriales y el Ikawa tostadores de muestra.

Un tostador de lecho fluido con una capacidad de 50 kg a Café de Zarraffa en Queensland, Australia. Foto por Coffea, publicado bajo un Licencia Creative Commons

Si Sivetz podría haber afirmado o no ser el inventor del primer tostador práctico de lecho fluidizado es quizás una cuestión de perspectiva. Sin embargo, no hay duda de que, gracias a su conocimiento y tenacidad, tuvo un gran impacto en la industria del café. Al igual que la pregunta de quien invento la maquina de espresso, el desarrollo de la tostadora de aire es una historia de progreso continuo e incremental, en lugar de un único momento 'eureka' que transformó la industria.