Scienza della torrefazione

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Trasferimento di calore

Dimensioni e posizionamento della sonda RS 4.08

Come abbiamo discusso nel precedente lesson, le sonde più sottili rispondono più rapidamente ai cambiamenti di temperatura. La lettura della temperatura fornita da una termocoppia è la temperatura della sonda stessa, non la temperatura dell'ambiente circostante. Le sonde più spesse impiegano più tempo a riscaldarsi o raffreddarsi e quindi rispondono più lentamente alle variazioni di temperatura. Il diametro della sonda può quindi influenzare notevolmente la forma di una curva di arrosto.

Termocoppie di diverso diametro presentano curve di tostatura molto diverse quando si misura la stessa tostatura. Adattato da Hoo (2017)

 

Le curve di tostatura mostrate nella figura, prese dallo stesso lotto di tostatura, dimostrano la differenza che fa il diametro della sonda. La sonda più sottile è più reattiva e quindi mostra un'inversione di tendenza più rapida e legge una temperatura più elevata in tutto l'arrosto. La sonda più spessa risponde molto più lentamente e fornisce una lettura della temperatura finale inferiore di 13°F rispetto a quella della sonda più sottile (Hoos 2017).

Tuttavia, le sonde più spesse hanno il vantaggio di essere più robuste. Un buon compromesso è una sonda che ha una guaina spessa ma si assottiglia verso una punta più stretta in modo che la sonda risponda più rapidamente ai cambiamenti di temperatura.

Per misurazioni accurate, è importante inserire la sonda abbastanza in profondità nella torrefazione. Come regola generale, la sonda dovrebbe estendersi nella torrefazione di un fattore almeno 10 volte il suo diametro. Se la sonda viene inserita meno profondamente, la lettura della temperatura può essere influenzata dal calore condotto dalla parete della tostatrice o dalla conduzione attraverso la sonda verso l'esterno della tostatrice.

Una sonda più sottile condurrà meno calore dalla parete della tostatrice ed è quindi meno soggetta a questa fonte di errore. Anche il montaggio della sonda con un alloggiamento isolato può aiutare a prevenire la conduzione tra la sonda e la parete della torrefazione.

Le sonde che misurano la temperatura dei gas di tostatura possono essere influenzate dai cambiamenti nel flusso d'aria o nell'umidità all'interno della tostatrice. L'aria umida trasmette il calore in modo più efficace a causa della sua maggiore capacità termica (Zhang e altri 2007) e quindi aumenta la reattività della sonda alle variazioni di temperatura.