Un tostador de lecho fluido utiliza el flujo de aire para fluidizar parcial o completamente los granos, levantándolos en la corriente de aire para que floten y puedan comportarse como un líquido. Los granos circulan libremente en el aire y, por lo tanto, se tuestan uniformemente sin necesidad de paletas móviles o tambores giratorios.
Un lecho fluidizado está hecho de partículas sólidas (en este caso, granos) suspendidas en un flujo ascendente de fluido (en este caso, gases de tostado). El flujo ascendente de aire crea arrastrar (fricción) contra los granos, que aumenta con la velocidad del flujo de aire. Cuando el flujo de aire es lo suficientemente alto como para que la fuerza de arrastre sea igual al peso de los granos, todo el lecho se fluidifica (RG Holdich 2002).
Estrictamente hablando, la mayoría de los tostadores modernos de 'lecho fluido' son en realidad lechos con surtidores, en los que solo se fluidifica una parte del lecho, porque los granos de café son difíciles de fluidificar y un lecho con surtidores promueve una mejor mezcla de los granos (Schwartzberg2002). El chorro también requiere menos gas que la fluidificación total del lecho y transfiere el calor a los granos de manera más eficiente (Eggers y Pietsch 2001).
Diseños de lecho fluidizado y lecho en chorro
El diagrama anterior muestra cómo funcionan los tostadores de lecho fluidizado y de lecho en chorro. En un lecho fluidizado (a), la fricción del aire que pasa por los granos crea una fuerza de arrastre hacia arriba. Cuando esta fuerza es igual a la fuerza hacia abajo del peso de los granos, el lecho se fluidifica. En un lecho con chorro (b), sólo la parte del lecho alrededor del pico se fluidiza por completo, formando una "fuente". Las velocidades de aire más altas pueden fluidificar una mayor parte del lecho, pero corren el riesgo de expulsar algunos granos de la cámara, especialmente al final del tueste cuando los granos se han vuelto menos densos (c). Para superar esto, muchos tostadores cuentan con un diseño asimétrico (d) que dirige el flujo de granos hacia la cámara de tostado.
Historia
La gente ha estado aplicando los principios de fluidización desde la antigüedad,