A invenção do torrador pneumático revolucionou a torrefação do café, permitindo torras mais rápidas em escalas maiores do que jamais foi possível antes. Nas décadas desde que foi inventado, o torrador de ar tornou-se extremamente importante na torrefação industrial de café – embora o torrador de tambor clássico continue sendo a máquina preferida para a maioria dos torrefadores de menor escala.

Mas quem foi o responsável pela introdução desta ideia radical? Como todas as invenções, o desenvolvimento da torrefação ao ar livre não pode ser limitado a um único momento de inspiração. Neste post, exploramos os marcos mais importantes ao longo do caminho – começando, paradoxalmente, pelos inventores responsáveis pela forma moderna do torrador de tambor.

O torrador de tambor

O design básico do torrador de tambor como o conhecemos hoje foi estabelecido na década de 1880 e quase não mudou desde então. Jabez Burns estabeleceu muitas das características essenciais de um torrador de tambor em seu Patente de 1864, e a grande maioria das máquinas de torrefação em uso hoje seguem os mesmos princípios essenciais.

A máquina de torrefação de café de Jabez Burns (detalhe de seu Patente de 1881)

Desde então, os fabricantes lançaram uma infinidade de designs diferentes para torrefadores de café, cada um com seus defensores e detratores apaixonados. Dedicamos o primeiro capítulo do nosso Ciência da Torrefação course para analisar os pontos fortes e fracos dos diferentes designs no mercado e conversar com torrefadores proeminentes sobre suas experiências no uso de diferentes tipos de máquinas de torrefação.

A característica comum em muitos 'novos' designs de torrefadores é que eles usam ar quente para aquecer os grãos, em vez de aquecer diretamente o tambor de torrefação. Apesar das previsões de alguns fabricantes, os torrefadores de ar até agora não conseguiram substituir completamente o clássico torrador de tambor - mas não há dúvida de que o desenvolvimento da torrefação de ar quente também influenciou muito o design dos torradores de tambor modernos e trouxe uma grande mudança na forma como o café é torrado. Na verdade, compreender a importância do ar quente na torrefação do café é sem dúvida o maior avanço em toda a história da torrefação do café.

A importância do ar quente

Algumas décadas depois que Burns construiu seu torrador de tambor, Alex van Gülpen melhorou o design de Burns introduzindo um fluxo de ar controlado. O projeto de van Gülpen apresentava um ventilador, que puxava o ar através do tambor para remover os gases da torrefação (Bersten 1993). van Gülpen foi um dos fundadores da Emmericher Maschinenfabrik und Eisengießerei, a empresa que mais tarde se tornou Probat.

Contudo, pode ter sido o inventor alemão Carl Salomon a primeira pessoa a perceber plenamente a importância de controlar o fluxo de ar na torrefação do café. Ele descreveu esse insight em um patente em 1892. A convecção – via ar quente – é muito mais eficiente e transfere calor para os grãos do que a condução pelas paredes do tambor. A Salomon percebeu que o uso da convecção para transferência de calor permite uma torra muito mais rápida, sem o risco de queimar a superfície dos grãos.

Até então, tentar torrar o café rapidamente em uma torradeira por condução corria o risco de queimar os grãos na superfície quente do tambor. Para evitar isso, os torrefadores utilizariam temperaturas baixas, com tempos de torra de até uma hora em torrefadores comerciais. “Torra lenta” pode parecer romântica, mas mata a qualidade do café acidez e aroma, resultando em um café bastante desagradável. Como Salomon colocou em sua patente:

«Nos métodos até agora utilizados para torrar o café… as altas temperaturas têm sido cuidadosamente evitadas, por receio de uma torra demasiado elevada ou mesmo de queimar os grãos.… Devido à longa duração desses processos de torra, o extrato solúvel foi parcialmente decomposto ou destruído. ”

Ao usar o ar quente como principal fonte de calor, relatou Salomon, é possível torrar em temperaturas mais altas sem correr o risco de queimar os grãos. Esta inovação permitiu que o café pudesse ser torrado pela primeira vez em menos de dez minutos. Ele também observou um benefício adicional de aumentar o fluxo de ar: remove a fumaça e a palha do tambor, resultando em um café com sabor mais limpo.

Calor indireto

Uma vez estabelecida a importância do ar quente, o próximo passo lógico seria eliminar totalmente o calor direto no tambor e aquecer o torrador apenas com ar quente. Torradores de tambor com aquecimento indireto seguindo este princípio começaram a aparecer no início do século XX.

Os torradores de tambor aquecidos indiretamente poderiam ser considerados os primeiros torradores de ar, mesmo que parecessem superficialmente semelhantes aos torradores de tambor clássicos - porque usavam ar quente como única fonte de calor.

Theodor Vogeler projeto de 1908 para um torrador de tambor com aquecimento indireto, usa um trocador de calor (g) para aquecer o ar antes que ele entre no tambor (a).

Porém, se os torradores indiretos forem considerados os primeiros torradores aéreos, não sabemos a quem deve ser creditado a invenção. Em seu livro Tudo sobre café, William Ukers (1922) credita a primeira máquina de torrar com aquecimento indireto a Joseph Lambert – mais conhecido como o (possível) inventor da manteiga de amendoim (Smith2007). As únicas patentes publicadas pela empresa de Lambert, entretanto, descrevem máquinas de torrefação que apresentam um queimador a gás dentro do tambor. Isso pode parecer estranho agora, mas era um design bastante comum na época. O aquecimento “indireto” mencionado por Ukers provavelmente se refere ao escudo térmico que Lambert usou para proteger os grãos do calor direto da chama, e não a um verdadeiro torrador aquecido indiretamente.

O primeiro leito fluidizado

Um leito fluidizado usa o fluxo de ar para fluidificar os grãos – levantando-os na corrente de ar para que flutuem e se comportem mais como um líquido. Os grãos fluidizados podem mover-se livremente na corrente de ar e, assim, torrar uniformemente, sem a necessidade de pás móveis ou de um tambor rotativo.

Depois que o conceito de torrefação ao ar foi estabelecido no início do século XX, os torrefadores de leito fluido o seguiram com uma rapidez surpreendente. Os leitos fluidizados foram usados pela primeira vez na indústria química em 1922 e apenas quatro anos depois, em 1926, Heinrich Caasen já havia patenteado um projeto para um torrador de café em leito fluidizado (Caasen 1929).

Projeto de 1926 de Heinrich Caasen para um torrador de leito fluidizado. Os grãos são carregados em uma peneira (d) e depois fluidizados em ar quente soprado de um trocador de calor (a). Após a torra, um segundo ventilador suga os grãos para dentro da câmara (m) para resfriamento.

No entanto, foram necessários mais 30 anos para que o torrador de leito fluidizado fosse comercializado. Lurgi lançou o Aerotherm em 1957, em colaboração com a empresa de café Heimbs e a Universidade de Braunschweig (ABZ 2005). O Aerotherm foi descontinuado em algum momento no início dos anos 1970 (Sivetz e Desrosier 1979).

Michael Sivetz

Michael Sivetz foi uma figura lendária do café – um engenheiro químico brilhante e às vezes irascível que aplicou suas habilidades e pensamento analítico à indústria cafeeira. Sivetz nasceu em 1922, ano em que os leitos fluidizados foram utilizados pela primeira vez na indústria química. Com base em seus anos de experiência na indústria química e na torrefação comercial de café, Sivetz construiu e patenteado seu primeiro torrador de leito fluidizado em 1974. Pouco depois, ele iniciou uma colaboração com o fabricante alemão Neuhaus Neotec para comercializar o design, mas ficou frustrado com o lento progresso e logo começou a trilhar seu próprio caminho. No início, Sivetz construiu suas torrefadoras em sua garagem; mais tarde, ele mudou o negócio para uma antiga igreja.

Sivetz reconheceu a existência de projetos anteriores, como o Aerotherm, em sua patente (Sivetz 1976). No entanto, ele afirmou ter inventado o primeiro torrador de leito fluidizado prático, com base nas melhorias que propôs em relação aos projetos existentes - que ele descartou como 'os chamados torradores de leito fluidizado' (Sivetz 2002).

As melhorias mais importantes no torrador de Sivetz foram que o fluxo de ar foi posicionado de lado para que os grãos circulassem, em vez de flutuarem no lugar, e que ele usou um termopar para ler com precisão a temperatura dos grãos. Nenhum deles era um recurso novo em torrefadores de café, mas quando combinados no design da Sivetz, criaram uma máquina de torrefação eficaz, cujas versões ainda estão sendo construídas hoje.

O elo perdido

Um nome frequentemente esquecido na história do torrador de leito fluidizado é Wesley Goldfine. No dele Patente de 1941, Goldfine descreve uma máquina que utiliza um jato de ar quente vindo de um lado da pilha de grãos, forçando os grãos a circular dentro da torradora.

Detalhe da patente de Goldfine de 1944 para um torrador de jorro assimétrico. O ar quente injetado na base do torrador fez com que os grãos circulassem na câmara cilíndrica

Embora a ideia original do leito fluidizado tenha sido emprestada da indústria química, o projeto de Goldfine estava à frente da curva: os primeiros 'leitos de jorro' na indústria química, que operam com um princípio semelhante, apareceram uma década depois (Mathur e Gishler 1955). O mesmo princípio impulsiona a circulação dos grãos na torrefadora da Sivetz, bem como em muitas torrefadoras modernas, incluindo grandes máquinas industriais e Ikawa torradores de amostra.

Um torrador de leito fluidizado com capacidade de 50 kg a Café Zarraffa em Queensland, Austrália. foto por Café, publicado sob um Licença Creative Commons

Se Sivetz poderia ou não ter afirmado ser o inventor do primeiro torrador prático de leito fluidizado talvez seja uma questão de perspectiva. Não há dúvida de que, graças ao seu conhecimento e tenacidade, ele teve um grande impacto na indústria cafeeira. Muito parecido com a questão de quem inventou a máquina de café expresso, o desenvolvimento da torrefadora pneumática é uma história de progresso contínuo e incremental, em vez de um único momento “eureka” que transformou a indústria.