Malgré l'importance de première fissure et deuxième craquement chez les torréfacteurs, les causes des deux « pops » pendant la torréfaction ne sont pas bien comprises. Première fissure est le résultat de l'accumulation de pression de vapeur à l'intérieur des grains, qui finit par vaincre la résistance de la structure des grains et les fait s'ouvrir, libérant un éclat de vapeur et de dioxyde de carbone des grains.
Ceci est souvent décrit comme analogue à la façon dont le pop-corn éclate : une libération soudaine et explosive de vapeur faisant éclater la structure du noyau. Il existe cependant une différence importante : l'expansion des grains de café pendant la torréfaction ne se produit pas par une explosion soudaine, comme c'est le cas pour le pop-corn ; au lieu de cela, les grains se dilatent continuellement tout au long de la torréfaction.
La modélisation Première fissure
Une meilleure explication pour première fissure est liée à la transition vitreuse qui a lieu lors de la torréfaction — et à la front d'évaporation. Étant donné que le grain perd d'abord l'humidité de sa couche externe, le centre du grain subit la transition vitreuse à une température différente de celle de l'extérieur du grain. Cette différence pourrait être à l'origine des contraintes mécaniques dans la graine qui conduisent à première fissure.
Dans une série d'articles, des chercheurs de l'Université d'Oxford et Jacobs Douwe Egberts ont construit un modèle mathématique pour décrire le comportement de l'humidité à l'intérieur du grain pendant la torréfaction (Fadai et al. 2019). Leur modèle prédit ce qui se passe à l’intérieur des grains lorsque le front d’évaporation se déplace de l’extérieur vers le cœur du grain.
Selon le modèle, pendant la majeure partie de la torréfaction, la température au cœur du grain est assez similaire à la température en bordure, mais la teneur en humidité est très différente. L'extérieur du grain sèche rapidement et la température de transition vitreuse dans cette partie du grain est donc élevée.
Dans le cœur, cependant, la teneur en humidité reste élevée car la vapeur ne peut s'échapper que lorsque le front d'évaporation atteint le cœur. La température de transition vitreuse dans cette partie du grain est donc bien plus faible.