Mentre sappiamo che le reazioni esotermiche avvengono durante la tostatura del caffè, non è certo quanto queste reazioni influenzino la temperatura dei chicchi.
Le misurazioni dirette mostrano che le reazioni chimiche nei chicchi di caffè sono in corso bilancia, endotermici durante la prima parte della tostatura, ma diventano esotermici a temperature più elevate per l'insorgenza di reazioni di pirolisi. Le stime della temperatura alla quale i chicchi diventano esotermici variano da 140°C fino a circa 190°C (Schenker 2000).
Misurare l'esatta quantità di calore sprigionato dalle reazioni chimiche che avvengono durante la tostatura è un'impresa complessa. Il metodo standard consiste nell'aumentare gradualmente la temperatura del caffè in un contenitore sigillato e misurare la quantità di calore necessaria per modificare la temperatura in ogni fase.
Tuttavia, questo è molto diverso dalle condizioni all'interno di una torrefazione del caffè, dove i chicchi vengono riscaldati molto più rapidamente e l'acqua e altri gas possono fuoriuscire liberamente da essi.
Reazioni esotermiche nei chicchi di caffè mostrate mediante calorimetria differenziale a scansione. La linea rossa rappresenta la quantità di calore rilasciata dai processi chimici all'aumentare della temperatura. Quando la linea scende al di sotto del punto di riferimento, i chicchi sono endotermici. Quando la linea sale sopra il punto di riferimento, i chicchi sono esotermici. Secondo questa misurazione, i chicchi diventano esotermici a 165°C e le reazioni esotermiche raggiungono il picco a 210°C. Fonte: Abdul Ghani et al (2015)
In uno studio, i ricercatori hanno modellato i cambiamenti di temperatura all'interno dei chicchi di caffè durante la tostatura e hanno calcolato l'effetto che avrebbero avuto le reazioni esotermiche. Hanno scoperto che l'inclusione di reazioni esotermiche nel loro modello ha portato a una temperatura finale inferiore a 5°C in più rispetto a se avessero ignorato tali reazioni (Abdul Ghani et al 2019). Questa scoperta suggerisce che il ruolo dell'esotermia nel determinare la forma della curva di tostatura è relativamente minore.
L'Altopiano
Durante la tostatura del caffè, molti torrefattori osservano un "plateau" nel tasso di aumento della temperatura del chicco nel periodo che precede prima crepa,