Ciência da Torrefação

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Transferência de calor

Fluxo de ar RS 4.12

Os torrefadores muitas vezes ignoram um parâmetro crítico na transferência de calor: o fluxo de ar. A taxa de transferência de calor depende não apenas da diferença de temperatura entre o ar e os grãos, mas também do fluxo de ar que passa pelos grãos.

O fluxo de ar explica por que um forno com ventilador (também chamado de forno de convecção) cozinha os alimentos mais rapidamente do que um forno convencional: o fluxo contínuo de ar quente que passa pelos alimentos transfere o calor com mais eficiência do que o ar quente estático em um forno convencional. A mesma coisa acontece ao contrário quando você sai de casa em um dia de vento: o ar que passa por você parece mais frio porque pode absorver o calor do seu corpo mais rapidamente.

Em um forno convencional (esquerda), o calor é transferido do ar para os alimentos. Como resultado, o ar mais próximo dos alimentos fica ligeiramente mais frio, reduzindo a taxa de transferência de calor. Em um forno com ventilador (à direita), o ventilador fornece um fluxo constante de ar fresco e quente, para que a comida cozinhe mais rapidamente.

Portanto, é possível que o ar de temperatura mais baixa, movendo-se em alta velocidade, transfira a mesma quantidade de calor para os grãos que o ar de temperatura mais alta, movendo-se em velocidade mais baixa (Fernando 2019). A qualquer temperatura do ar, aumentar o fluxo de ar aumenta a taxa de transferência de calor por convecção.

Na torrefação industrial, o fluxo de ar é geralmente descrito em termos da “proporção ar-grão”: a relação entre a massa total de ar soprado no torrador e a massa dos grãos que estão sendo torrados. Aumentar a proporção ar-grão para uma determinada temperatura do ar permite uma torra mais rápida e, portanto, muitos torrefadores industriais usam altas proporções ar-grão para aumentar a eficiência de custo e tempo do processo.

Na maioria dos torradores de tambor, entretanto, o operador não controla diretamente a temperatura do ar que entra. Em vez disso, o operador ajusta a quantidade de energia fornecida pelo queimador alterando a pressão do gás. Aumentar o fluxo de ar em um torrador de tambor pode diminuir a temperatura do ar no tambor porque o queimador precisa aquecer o maior volume de ar que passa pelo torrador.