Apesar da importância primeira rachadura e segundo crack para torradores, as causas dos dois 'estalos' durante a torra não são bem compreendidas. Primeira rachadura é o resultado da pressão do vapor que se acumula dentro dos grãos, eventualmente superando a resistência da estrutura dos grãos e fazendo com que eles se abram, liberando uma explosão de vapor e dióxido de carbono dos grãos.
Isso costuma ser descrito como análogo ao modo como a pipoca estoura: uma liberação repentina e explosiva de vapor que rompe a estrutura do grão. Porém, há uma diferença importante: a expansão dos grãos de café durante a torra não ocorre de forma repentina, como acontece com a pipoca; em vez disso, os grãos se expandem continuamente durante a torra.
Modelagem Primeira Rachadura
Uma explicação melhor para primeira rachadura está ligada à transição vítrea que ocorre durante a torra - e ao frente de evaporação. Como o grão perde primeiro a umidade de sua camada externa, o centro do grão sofre a transição vítrea a uma temperatura diferente da parte externa do grão. Esta diferença pode ser a causa das tensões mecânicas no grão que levam à primeira rachadura.
Em uma série de artigos, pesquisadores da Universidade de Oxford e Jacobs Douwe Egberts construíram um modelo matemático para descrever o comportamento da umidade dentro do grão durante a torra (Fadai et al 2019). O modelo deles prevê o que acontece dentro dos grãos à medida que a frente de evaporação se move de fora para o núcleo do grão.
De acordo com o modelo, durante a maior parte da torra, a temperatura no centro do grão é bastante semelhante à temperatura na borda, mas o teor de umidade é muito diferente. A parte externa do grão seca rapidamente e, portanto, a temperatura de transição vítrea nesta parte do grão é alta.
No núcleo, entretanto, o teor de umidade permanece alto porque o vapor não consegue escapar até que a frente de evaporação atinja o núcleo. A temperatura de transição vítrea nesta parte do grão é, portanto, muito mais baixa.