Ciencia del tostado

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Transferencia de calor

Tamaño y ubicación de la sonda RS 4.08

Como discutimos en el lesson anterior, las sondas más delgadas responden más rápidamente a los cambios de temperatura. La lectura de temperatura que da un termopar es la temperatura de la sonda en sí, no la temperatura de su entorno. Las sondas más gruesas tardan más en calentarse o enfriarse y, por lo tanto, responden más lentamente a los cambios de temperatura. Por lo tanto, el diámetro de la sonda puede afectar dramáticamente la forma de una curva de tueste.

Los termopares de diferentes diámetros presentan curvas de tueste muy diferentes al medir el mismo tueste. Adaptado de Hoos (2017)

 

Las curvas de tueste que se muestran en la figura, tomadas del mismo lote de tueste, demuestran la diferencia que hace el diámetro de la sonda. La sonda más delgada responde mejor y, por lo tanto, muestra un giro más rápido y lee una temperatura más alta durante todo el tueste. La sonda más gruesa responde mucho más lentamente y da una lectura de temperatura final 13 °F más baja que la de la sonda más delgada (Hoos 2017).

Sin embargo, las sondas más gruesas tienen la ventaja de ser más resistentes. Un buen compromiso es una sonda que tenga una funda gruesa pero que se estreche hasta una punta más angosta para que la sonda responda más rápidamente a los cambios de temperatura.

Para obtener mediciones precisas, es importante insertar la sonda lo suficientemente profundo en el tostador. Como regla general, la sonda debe extenderse dentro del tostador por un factor de al menos 10 veces su diámetro. Si la sonda se inserta menos profundamente, la lectura de la temperatura puede verse afectada por el calor conducido desde la pared de la tostadora o por la conducción a través de la sonda hacia el exterior de la tostadora.

Una sonda más delgada conducirá menos calor desde la pared del tostador y, por lo tanto, es menos propensa a esta fuente de error. Montar la sonda con una carcasa aislada también puede ayudar al evitar la conducción entre la sonda y la pared del tostador.

Las sondas que miden la temperatura de los gases de tostado pueden verse afectadas por cambios en el flujo de aire o la humedad dentro del tostador. El aire húmedo transmite el calor de manera más efectiva debido a su mayor capacidad calorífica (Zhang et al 2007) y por lo tanto aumenta la capacidad de respuesta de la sonda a los cambios de temperatura.