Ciencia del tostado

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Transferencia de calor

RS 4.05 Calor específico y conductividad

Calor específico es una medida de la cantidad de energía calorífica necesaria para cambiar la temperatura de una sustancia. los calor especifico de una sustancia puede cambiar a diferentes temperaturas. El agua tiene un mayor calor especifico que el hielo, por ejemplo, porque moléculas de agua líquida tienen más formas de moverse, y por lo tanto más formas de almacenar energía en su movimiento, que el agua moléculas en hielo hacer.

En el hielo sólido, el agua almacena su energía térmica en forma de vibraciones. En agua líquida, moléculas puede moverse más libremente (y por lo tanto tener más 'grados de libertad'). Por lo tanto, el agua líquida tiene más formas de almacenar energía térmica y, por lo tanto, una mayor calor especifico capacidad que el hielo.

Los procesos exotérmicos y endotérmicos en un grano de café (ver lessons 3.09-3.10) contribuyen a la forma en que un grano responde al calor mientras está dentro del tostador: los procesos exotérmicos reducen la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura del grano, mientras que los procesos endotérmicos la aumentan.

Dado que la energía de estos procesos no se puede medir por separado durante el tueste, generalmente se combinan en una sola medición (en el modelado, esto se denomina "parámetro agrupado"), a la que nos referiremos como "parámetro efectivo". calor especifico'. el efectivo calor especifico incluye el calor especifico del propio material, así como cualquier contribución de la evaporación del agua y las reacciones químicas dentro del frijol.

Antes de tostarse, los granos contienen una cantidad sustancial de humedad, que a su vez tiene un alto calor especifico. Por lo tanto, un mayor contenido de agua aumenta la calor especifico del café (Chandrasekar y Viswanathan 1999). Estimaciones de la calor especifico de granos de café verde antes de tostar varían de alrededor de 1,0 (Chandrasekar y Viswanathan 1999) a 1,9 kJ kg-1 K-1 (Cardoso et al 2018).

La inicial calor especifico de un café depende de su contenido de humedad y composición. Un estudio comparó frijoles de diferentes fincas dentro de un solo municipio en Colombia,