Comme le décrivent les lesson précédents de ce chapitre, le transfert de chaleur pendant la torréfaction du café est un processus complexe. De nombreux facteurs affectent directement et indirectement le taux de transfert de chaleur, et ces facteurs peuvent interagir de nombreuses manières.
La modélisation est un outil doté d’un grand potentiel pour démêler ces complexités et aider les torréfacteurs à améliorer la cohérence et la qualité de leurs cafés. Mais afin de créer un modèle utile pour n’importe quel processus, ce processus doit être simplifié. Un exemple courant est celui où une forme complexe, comme un grain de café, est réduite à une sphère, pour simplifier les calculs du modèle. Cette nécessité de simplifier les processus pour les modéliser explique un aphorisme inventé par le statisticien Georges Boîte: « Tous les modèles sont faux, mais certains sont utiles. »
Pourquoi modéliser ?
Si les modèles ne peuvent jamais être parfaitement précis, qu’est-ce qui les rend utiles ? Nous avons discuté avec le torréfacteur et scientifique Mark Al-Shemmeri, fondateur de dialecte.café et maintenant spécialiste des technologies R&D chez JDE Peet's, pour en savoir plus sur le potentiel – et les pièges – de la modélisation de la torréfaction du café.
L'un des principaux avantages de la modélisation est la possibilité de calculer des variables difficiles à mesurer, telles que la température centrale du grain ou les taux de transfert thermique des parois du tambour. Mark déclare : "Je pense que c'est là que les simulations sont vraiment utiles : nous pouvons commencer à comparer la température réelle des grains au lieu des lectures de la sonde BT." Les modèles pourraient compenser le temps de réponse inhérent aux lectures des thermocouples, explique Mark, et ainsi prédire la véritable température des grains. Des modèles plus complexes pourraient même prédire les températures à la fois de la surface des grains et les variations spatiales de la température de l'air à l'intérieur du tambour (Alonso-Torres et al. 2013, Chiang et al. 2016).
La modélisation permet d'explorer tous les aspects de la torréfaction, du transfert de chaleur à la façon dont les grains se déplacent à l'intérieur d'une torréfaction. Ce clip montre un modèle de mouvement des grains dans les torréfacteurs à tambour et les torréfacteurs à lit à bec.
La modélisation est également un moyen utile pour explorer le processus de torréfaction,