A evolucao das tecnicas de torra - Palestrante - Fernando Fernandes Lilla

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 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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