Campeonato barista museo do café 2011 a evolução das técnicas de torra

A evolução das Técnicas de Torra

5º Campeonato Brasileiro de

Baristas- 2011


5º Campeonato Brasileiro de Baristas - 2011

• Condução, radiação ou convecção?– Princípios e diferentes formas de

troca de calor

– Vantagens e desvantagens

– Um passeio pela história

• Leito fluidizado ou Semi-fluidizado?– Tipos de torradores existentes

– O que faz com que o café torre

– Princípios físicos

– Vantagens e desvantagens

Pauta:



Condução, irradiação ou convecção?Princípios e diferentes formas de troca de calor



• Princípios da troca de calor:– É uma forma de transferência de

energia

– O calor sempre passa do corpo de maior temperatura para o de menor: lei zero da termodinâmica

– Tende para o equilíbrio das temperaturas

Princípios e diferentes formas de troca de calor



• Condução:– Contato físico entre corpos sólidos

– Transmissão energia cinética molecular por contato

– Dependente:

• Diferença de temperaturas

• Superfície de contato

• Condutibilidade dos corpos




• Irradiação:– Transmissão a distância

• Ondas eletromagnéticas

• Transmite mesmo no vácuo

• Todo corpo irradia: balanço das irradiações

– Dependente:

• Diferença da 4ª potência das temperaturas

• Distância dos corpos

• Efeitos de emissividade, absorção e reflexão




• Convecção:– Contato físico entre um fluído e

um corpo sólido

– Transmissão energia cinética molecular por contato

– Dependente:

• Diferença de temperaturas

• Condutibilidade do corpo sólido

• Características físicas do fluido

• Velocidade do fluido




Condução, radiação ou Convecção?Vantagens e desvantagens



• Condução:– Áreas de contato pequenas:

pontuais

– Taxa média X Taxa pontual

– Café chamuscado: pontos queimados

– Limitação da taxa de transmissão de calor

• Tempos de torra muito longos

Vantagens e desvantagens



• Radiação:– Área de exposição maior

– Uma face recebe calor

– Penetração da radiação:

• Quanto menor o comprimento da onda maior a penetração:

– Infravermelho

– Luz visível

– Micro ondas

– Raio X


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/EM_spectrum.svg



• Convecção:– Máxima área de troca de calor

– Taxa média = Taxa superfície de contato

– Possibilidade de grandes taxas de transferência de calor

• Tempos de torra curtos X longos

• Torração uniforme

– Em toda a superfície

– De fora para dentro (curva de torra)




Condução, radiação ou Convecção?Um passeio pela história



• Meados do século 19:– Torrador de bola manual

Um passeio pela história



• Meados do século 19:– Fonte de calor: lenha

– Transmissão de calor:

• Da fonte para a bola:

– Radiação

– Convecção natural

• Da bola para os grãos:

– Condução

– Tempo torra: 30 minutos ou mais

– Principais problemas:

• Limitação do tempo de torra

• Chamuscava o café principalmente em torras mais rápidas




• Final do século 19:– Melhoria básica foi a motorização

da bola.




• Evolução aparente:– Fluxo de ar forçado, externo.

– Convecção forçada externa

– Condução de calor para os grãos




• Início do século 20:– Fluxo de ar forçado por dentro do

cilindro

– Fonte de calor direta

– Convecção e radiação da chama para o cilindro

– Convecção e condução para os grãos

– Tempo de torra: 20 a 30 minutos

– Tempos mais curtos provocavam pontos queimados devido à condução.




• Meados da década de 30:– Torrador com fonte externa de

calor

– Eliminamos a condução

– Convecção: meio dominante de troca de calor

• Evita pontos queimados

• Possibilidade de tempos de torra mais curtos

• Tempo ideal varia entre 8 e 16 minutos




Leito fluidizado ou Semi-fluidizado?Tipos de torradores existentes



• Cilindro

• Panela

• Cilindro fixo

• Jato de ar

• Leito fluidizado

Tipos de torradores existentes



Leito fluidizado ou Semi-fluidizado?Princípios físicos



• Linguagem coloquial:– Volume de ar por quilo de café

– Leito semi-fluidizado:

• 5 Nm3 por quilo de café

• Movimentação mista:

– Mecânica

– Pneumática

• Possibilidade de maiores taxas de troca de calor

Princípios físicos



• Linguagem coloquial:– Leito fluidizado:

• Volume de ar maior

• Movimentação pneumática pura

• Sem diferenciar leito real de jato de ar

Princípios físicos



Leito fluidizado ou Semi-fluidizado?Vantagens e desvantagens:

Vamos primeiramente discutir um pouco sobre o que faz acontecer a torra do café:



• Temperatura do ar quente?

• Fluxo de ar?

• Taxa de transferência de calor?Q =

(K)x(Tar–Tgrão)x(Vel.ar)^(k1)x(Dg)^(K2)

• Temperatura do grão de café

• Agitação molecular

• Quebra de moléculas grandes

• Reação entre moléculas que se chocam

• A temperatura é o catalisador da pirólise

O que provoca a torra do seu café:



A B C

D E F G H I

180C 200C

J L

• A evolução da temperatura do grão é o elemento determinante da

qualidade da torra

O que provoca a torra do seu café:



A B C

D E F G H I

180C 200C

J L

• Altera as características da bebida:

• Aroma

• Paladar

• Altera o rendimento em peso:

• Menor índice de decomposição dos orgânicos em CO2 e H2O

A evolução da temperatura altera a

composição química final do café

torrado:


5º Campeonato Brasileiro de Baristas - 2011Evolução da Temperatura do Grão I


5º Campeonato Brasileiro de Baristas - 2011Evolução da Temperatura do Grão II


5º Campeonato Brasileiro de Baristas - 2011Evolução da Temperatura do Grão III



Evolução de temperatura utilizada no experimento:

Receita IV



Leito fluidizado ou Semi-fluidizado?Vantagens e desvantagens



• Leito fluidizado:– Aeração simultânea para todos os

grãos.

– Faixa de trabalho para profilemuito limitada

– Consumo de energia muito grande




• Jato de ar:– Aeração não simultânea dos grãos.

– Faixa de trabalho para profilemuito limitada

– Consumo de energia muito grande




• Leito semi-fluidizado:– Aeração não simultânea dos grãos.

– Ampla faixa de trabalho para o profile

– Consumo de energia baixo


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