Ciência da Torrefação

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Transferência de calor

Velocidade de rotação do tambor RS 4.10

A velocidade do tambor é um fator importante, mas frequentemente esquecido, na torrefação do café. A rotação do tambor determina a forma como os grãos de café se movem dentro da torrefadora, o que afeta a torra de duas maneiras importantes. Em primeiro lugar, a rotação do tambor é essencial para misturar os grãos e garantir uma torra uniforme. Em segundo lugar, e mais importante ainda, a velocidade do tambor determina a quantidade de contato que os grãos têm com os gases de torra e com a parede do tambor e, portanto, tem um grande efeito na transferência de calor durante a torra.

Se os grãos passarem muito tempo em contato com a parede do tambor em uma torradeira aquecida diretamente, suas superfícies poderão queimar. Além disso, como os grãos que tocam a parede do tambor têm contato limitado com os gases de torrefação, eles perdem a transferência de calor por convecção. A convecção fornece a maior parte do calor necessário para desenvolver totalmente os grãos. O controle da velocidade do tambor permite, portanto, que um torrador evite defeitos de torra causados pela queima da superfície do grão. Ao controlar a quantidade de contato entre os grãos e os gases de torra, um torrador pode manipular a quantidade de transferência de calor por convecção.

 

Regimes de Fluxo

O movimento dos grãos de café dentro de um tambor rotativo é descrito em termos de padrões distintos de movimento chamados “regimes de fluxo”. O regime de fluxo dos grãos pode mudar quando a velocidade de rotação do tambor muda.

Regimes de fluxo de grãos de café em tambor rotativo. Adaptado de Jones e outros 2021 

Em velocidades de rotação do tambor muito lentas, os grãos se movem em regime de “deslizamento” ou “queda”. A pilha de grãos permanece em uma única massa que se move com a rotação do tambor, mas depois desliza ou cai de volta à posição. Há muito pouca mistura dos grãos. Os grãos mais próximos da parede do tambor ficam em contato com a superfície quente do tambor por longos períodos de tempo e, portanto, podem queimar em sua superfície.

À medida que a velocidade de rotação do tambor aumenta, os grãos entram no regime de “rolagem”. A rotação do tambor puxa os grãos do fundo da pilha de grãos para um lado,