Una torrefazione a letto fluido utilizza il flusso d'aria per fluidificare parzialmente o completamente i chicchi, sollevandoli nel flusso d'aria in modo che galleggino e siano in grado di comportarsi come un liquido. I chicchi circolano liberamente nell'aria e quindi tostano in modo uniforme senza la necessità di spostare le pale o un tamburo rotante.
Un letto fluidizzato è costituito da particelle solide (in questo caso, fagioli) sospese in un flusso di fluido ascendente (in questo caso, gas di torrefazione). Il flusso d'aria verso l'alto crea lagna (attrito) contro i fagioli, che aumenta con la velocità del flusso d'aria. Quando il flusso d'aria è sufficientemente alto da far sì che la forza di trascinamento diventi uguale al peso dei chicchi, l'intero letto si fluidifica (RG Holdich 2002).
A rigor di termini, la maggior parte delle moderne tostatrici a "letto fluido" sono in realtà letti con beccuccio, in cui solo una parte del letto è fluidizzata, perché i chicchi di caffè sono difficili da fluidificare e un letto con beccuccio favorisce una migliore miscelazione dei chicchi (Schwartzberg 2002). Il getto richiede anche meno gas rispetto alla completa fluidificazione del letto e trasferisce il calore ai chicchi in modo più efficiente (Eggers e Pietsch 2001).
Design a letto fluido e letto a beccuccio
Il diagramma sopra mostra come funzionano le tostatrici a letto fluido ea letto con beccuccio. In un letto fluido (a), l'attrito dell'aria che scorre attraverso i chicchi crea una forza di trascinamento verso l'alto. Quando questa forza è uguale alla forza verso il basso del peso dei fagioli, il letto si fluidifica. In un letto con beccuccio (b), solo la parte del letto attorno al beccuccio è completamente fluidizzata, formando una "fontana". Velocità dell'aria più elevate possono fluidificare maggiormente il letto, ma rischiano di far uscire alcuni chicchi dalla camera, soprattutto alla fine dell'arrosto quando i chicchi sono diventati meno densi (c). Per ovviare a questo, molte tostatrici presentano un design asimmetrico (d) che dirige il flusso dei chicchi di nuovo nella camera di tostatura.
Storia
Le persone hanno applicato i principi della fluidizzazione fin dai tempi antichi,