Несмотря на важность первая трещина и вторая трещина для обжарщиков, причины двух «хлопков» во время обжарки не совсем понятны. Первая трещина является результатом повышения давления пара внутри бобов, которое в конечном итоге преодолевает прочность структуры бобов и заставляет их раскрываться, высвобождая пар и углекислый газ из бобов.
Это часто описывается как аналог того, как лопается попкорн: внезапный взрывной выброс пара разрывает структуру ядра. Однако есть важное отличие: расширение кофейных зерен при обжарке не происходит внезапным взрывом, как это происходит с попкорном; вместо этого зерна непрерывно расширяются на протяжении всего обжаривания.
Моделирование Первая трещина
Лучшее объяснение для первая трещина связано со стеклованием, происходящим при обжиге, и с фронт испарения. Поскольку фасоль сначала теряет влагу из своего внешнего слоя, центр фасоли подвергается стеклованию при температуре, отличной от температуры внешней части фасоли. Эта разница может быть причиной механических напряжений в бобах, которые приводят к первая трещина.
В серии работ исследователи из Оксфордского университета и Джейкобс Доу Эгбертс построили математическую модель, описывающую поведение влаги внутри зерен во время обжаривания (Фадаи и др., 2019 г.). Их модель предсказывает, что происходит внутри бобов, когда фронт испарения движется снаружи к сердцевине бобов.
Согласно этой модели, на протяжении большей части обжарки температура в сердцевине зерен примерно одинакова с температурой на краю, но содержание влаги сильно различается. Внешняя сторона зерен быстро высыхает, поэтому температура стеклования в этой части зерен высокая.
Однако в активной зоне содержание влаги остается высоким, потому что пар не может выйти, пока фронт испарения не достигнет активной зоны. Следовательно, температура стеклования в этой части зерна намного ниже.