Il contenuto di umidità ha un grande impatto sulla velocità di trasferimento del calore nel chicco. Il caffè con un contenuto di umidità più elevato richiede più calore durante la tostatura perché l'acqua richiede molta energia per riscaldarsi. Il caffè con un contenuto di umidità più elevato può sopportare temperature più elevate nella tostatura perché l'acqua aiuta il chicco a trasportare il calore dalla superficie e al centro del chicco.
Il caffè con un alto contenuto di umidità consente quindi, e richiede, più calore da applicare nella prima parte della tostatura.
Maggiore è il contenuto di umidità del caffè verde, migliore è la conduzione del calore (Farah 2020). Questo aiuta il calore a trasferirsi dalla superficie del chicco al suo centro durante la prima parte dell'arrosto, prima che l'umidità evapori.
Anche il caffè con un contenuto di umidità più elevato ne ha uno più elevato calore specifico (Pérez-Alegría et al 2001). Ciò significa che è necessaria più energia per aumentare la temperatura dei chicchi.
L'effetto più importante dell'umidità, tuttavia, è la quantità di energia necessaria per vaporizzare l'acqua. L'acqua assorbe energia mentre vaporizza e porta con sé quell'energia quando lascia il chicco sotto forma di vapore. L'effetto netto è che la temperatura dei chicchi con un contenuto di umidità più elevato aumenta più lentamente all'inizio della tostatura (Schenker 2000).
L'evaporazione dell'umidità raffredda il centro del chicco fino a quando la temperatura del chicco raggiunge circa 150°C (302°F), a quel punto la maggior parte dell'acqua libera è evaporata (Fernandes 2019). Dopodiché, la velocità di aumento della temperatura all'interno del chicco inizia ad accelerare (Bonnlander et al 2005).
Il fronte di evaporazione
All'inizio della tostatura, la temperatura dei chicchi aumenta più velocemente vicino alla superficie dei chicchi e il calore viaggia più lentamente verso gli strati interni. L'umidità vicino alla superficie del chicco evapora quindi per prima, creando uno strato di vapore acqueo nella parte esterna del chicco.