Modello predittivo del profilo termico non-stazionario del caffè durante il processo di tostatura

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Durante il processo di tostatura, il caffè subisce numerosi e rilevanti cambiamenti fisici e chimici, responsabili dello sviluppo delle caratteristiche organolettiche da cui dipende l’accettabilità del prodotto. A causa della complessità geometrica e dei fenomeni coinvolti in tale processo, i legami tra il trasferimento di calore e le proprietà del caffè, da una parte, ed il profilo di temperatura non-stazionario (all’interno dei chicchi), dall’altra, non sono ancora del tutto noti. In questo lavoro viene proposto un modello dinamico per la predizione di tale profilo basato sull’assunzione che gli effetti termici che avvengono durante la tostatura, come, ad esempio, l’evaporazione dell’umidità, possono essere compresi all’interno di un unico parametro: il calore specifico. Utilizzando questa ipotesi è stato possibile sviluppare uno strumento caratterizzato da una struttura semplice che si è dimostrato in grado di descrivere i due aspetti tecnologici più importanti del processo: l’evoluzione nel tempo della temperatura media dei chicchi ed il loro gradiente termico interno. Il modello richiede come dati di input le caratteristiche fisiche dei chicchi (tra cui l’umidità iniziale), la temperatura dell’aria ed il coefficiente di trasferimento di calore esterno. Gli autori evidenziano, infine, che lo strumento sviluppato può essere utilmente utilizzato in applicazioni industriali, specialmente in fase di regolazione dei parametri di processo.

Bibliografia
M. Basile & I. Kikic, Chemical and Biochemical Engineering Quarterly, 23, 2009, 167-177

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