Consumo energetico e processo di tostatura

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Il processo di tostatura provoca l’emissione di composti organici volatili (VOC) che devono essere ossidati in idonei postbruciatori. Globalmente, tale processo richiede un consumo energetico pari a 11.2 x 1012 kJ/anno. In uno studio recente, effettuato da un ricercatore americano, vengono analizzati i flussi di materia e di energia che si instaurano durante la tostatura del caffè in impianti discontinui con lo scopo di minimizzarne il consumo energetico. I risultati evidenziano che circa il 75% del calore in ingresso al sistema viene perso attraverso il camino. Una parte di tale calore può essere recuperato per riscaldare altri flussi del processo come, ad esempio, i chicchi di caffè verdi. Tuttavia, i gas che escono attraverso il camino contengono una grande quantità di vapore d’acqua e, perciò, la loro temperatura non può essere ridotta al di sotto di 100°C. Gli autori evidenziano che Il trasferimento di calore da tali gas all’alimentazione del postbruciatore, all’aria di combustione ed al combustibile permette il recupero di quasi il 40% del consumo energetico dell’intero processo. Infatti, utilizzando questa soluzione impiantistica la temperatura dei gas verrebbe abbattuta da 400 a 120°C. È stato, inoltre, osservato che se il calore venisse trasferito solamente all’alimentazione del postbruciatore i gas uscirebbero ad una temperatura di 300°C, con un risparmio energetico decisamente limitato (pari a circa il 16%). La fattibilità di questo approccio dipende, però, dall’efficienza degli scambiatori di calore e dalla loro capacità di resistere ai fenomeni di sporcamento provocati dalla condensazione parziale dei VOC presenti nei fumi. Un secondo metodo in grado di abbattere il consumo energetico del processo consiste nel diminuire l’umidità dei chicchi verdi di caffè. Ciò deve essere ottenuto stoccando il prodotto in condizioni che promuovano la sua naturale essiccazione. Concludendo, gli autori sostengono che l’approccio più efficace nel ridurre il consumo energetico di processi industriali come quello di tostatura consiste nel combinare ogni singolo metodo in grado di apportare significative migliorie al processo stesso (utilizzo del calore dei fumi, riduzione dell’umidità dei chicchi, ecc).

Riferimenti bibliografici

H. Schwartzberg, 11th International Congress on Engineering and Food – ICEF11, Atene, 22-26 Maggio 2011

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