Science de la torréfaction

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Transfert de chaleur

Taille et placement de la sonde RS 4.08

Comme nous l'avons évoqué dans le précédent lesson, les sondes plus fines réagissent plus rapidement aux changements de température. La température indiquée par un thermocouple est la température de la sonde elle-même, et non la température de son environnement. Les sondes plus épaisses mettent plus de temps à chauffer ou à refroidir et réagissent donc plus lentement aux changements de température. Le diamètre de la sonde peut donc affecter considérablement la forme d’une courbe de torréfaction.

Des thermocouples de diamètres différents présentent des courbes de torréfaction très différentes lors de la mesure d'une même torréfaction. Adapté de Houes (2017)

 

Les courbes de torréfaction présentées sur la figure, tirées du même lot de torréfaction, démontrent la différence que fait le diamètre de la sonde. La sonde la plus fine est plus réactive et affiche donc un délai d'exécution plus rapide et lit une température plus élevée tout au long de la torréfaction. La sonde la plus épaisse répond beaucoup plus lentement et donne une température finale inférieure de 13°F à celle de la sonde la plus fine (Hoos 2017).

Les sondes plus épaisses ont cependant l’avantage d’être plus robustes. Un bon compromis est une sonde dotée d'une gaine épaisse mais effilée vers une pointe plus étroite afin que la sonde réagisse plus rapidement aux changements de température.

Pour des mesures précises, il est important d'insérer la sonde suffisamment profondément dans le torréfacteur. En règle générale, la sonde doit s'étendre dans le torréfacteur d'un facteur d'au moins 10 fois son diamètre. Si la sonde est insérée moins profondément, la lecture de la température peut être affectée par la chaleur conduite depuis la paroi du torréfacteur ou par conduction à travers la sonde vers l'extérieur du torréfacteur.

Une sonde plus fine conduira moins de chaleur de la paroi du torréfacteur et sera donc moins sujette à cette source d'erreur. Le montage de la sonde avec un boîtier isolé peut également aider en empêchant la conduction entre la sonde et la paroi du torréfacteur.

Les sondes mesurant la température des gaz de torréfaction peuvent être affectées par les changements de débit d'air ou d'humidité à l'intérieur du torréfacteur. L'air humide transmet la chaleur plus efficacement en raison de sa température plus élevée. capacité thermique (Zhang et coll., 2007) et augmente donc la réactivité de la sonde aux changements de température.