Ciência da Torrefação

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Transferência de calor

Diâmetro do tambor RS 4.11 e número de Froude

A velocidade do tambor que fará com que os grãos grudem na parede do tambor depende do diâmetro interno do tambor. Para entender por que isso acontece, pense em um passeio em um Chair-O-Plane no recinto de feiras. Esses passeios geralmente têm várias fileiras de cadeiras presas a uma roda giratória por correntes. Quando a roda gira, a fileira externa de cadeiras oscila mais para fora do que as fileiras internas porque elas sofrem forças centrífugas mais fortes do que as fileiras internas. Em termos físicos, isso ocorre porque, para uma determinada velocidade do tambor (em rpm), a velocidade na borda externa da roda é maior que a velocidade mais para dentro.

Chair-O-Planes demonstram o efeito do diâmetro nas forças centrífugas.

É por isso que, em geral, torradores com tambores maiores costumam operar em velocidades de tambor mais lentas. Scott Rao, por exemplo, sugere tentar velocidades de tambor de 52 a 56 rpm para um torrador típico de 12 quilos versus 46 a 50 rpm para um torrador de 30 quilos (Rao 2018). Observe que Scott os apresenta como pontos de partida para experimentação, não como recomendações absolutas.

Como tambores de tamanhos diferentes precisam de velocidades de tambor diferentes, uma maneira mais útil de comparar a velocidade do tambor de torradores diferentes é o número de Froude. O número de Froude descreve a razão entre a força centrífuga e a força gravitacional. Quando o número de Froude é 1, a força centrífuga é igual à força da gravidade e os grãos permanecerão pressionados contra a parede do tambor durante toda a rotação do tambor. À medida que o número de Froude diminui, os grãos começam a cair da parede do tambor mais cedo, progredindo através dos regimes de fluxo descritos anteriormente.

O número de Froude é dado por 

onde ω é a velocidade do tambor (em radianos por segundo), R é o raio interno do tambor (em metros) e g é a aceleração da gravidade (9,8 m/s2).

Converter rpm em radianos por segundo e assim por diante é um pouco complicado, então aqui está um aplicativo de calculadora útil que você pode usar para calcular seu próprio número de Froude.