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

Pauta:
• 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



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



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




• 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




• 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




• 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




• 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



Tipos de torradores existentes

• Cilindro
• Panela
• Cilindro fixo
• Jato de ar
• Leito 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




• Linguagem coloquial:
– Leito fluidizado:
• Volume de ar maior
• Movimentação pneumática pura
• Sem diferenciar leito real de jato
de ar



Vantagens e desvantagens:

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



O que provoca a torra do seu 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


A evolução da temperatura altera a
composição química final do café
torrado:
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


Evolução da Temperatura do Grão I


Evolução da Temperatura do Grão II


Evolução da Temperatura do Grão III



Evolução de temperatura utilizada no experimento:
Receita IV




• Leito fluidizado:
– Aeração simultânea para todos os
grãos.
– Faixa de trabalho para profile
muito limitada
– Consumo de energia muito grande




• Jato de ar:
– Aeração não simultânea dos grãos.
– Faixa de trabalho para profile
muito 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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