Ciencia del tostado

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Transferencia de calor

Flujo de aire RS 4.12

Los tostadores suelen pasar por alto un parámetro crítico en la transferencia de calor: el flujo de aire. La tasa de transferencia de calor depende no sólo de la diferencia de temperatura entre el aire y los granos, sino también del flujo de aire que pasa por los granos.

El flujo de aire explica por qué un horno de ventilador (también llamado horno de convección) cocina los alimentos más rápidamente que uno convencional: la corriente continua de aire caliente que pasa por los alimentos transfiere el calor de manera más eficiente que el aire caliente estático de un horno convencional. Lo mismo sucede a la inversa cuando sales a la calle en un día ventoso: el aire que pasa se siente más frío porque puede absorber el calor de tu cuerpo más rápidamente.

En un horno convencional (izquierda), el calor se transfiere a los alimentos desde el aire. Como resultado, el aire más cercano a los alimentos se vuelve ligeramente más frío, lo que reduce la tasa de transferencia de calor. En un horno con ventilador (derecha), el ventilador suministra un flujo constante de aire fresco y caliente, por lo que la comida se cocina más rápidamente.

Por lo tanto, es posible que el aire a menor temperatura que se mueve a alta velocidad transfiera la misma cantidad de calor a los granos que el aire a mayor temperatura que se mueve a menor velocidad (Fernández 2019). A cualquier temperatura del aire dada, aumentar el flujo de aire aumenta la tasa de transferencia de calor por convección.

En el tostado industrial, el flujo de aire generalmente se describe en términos de la "relación aire-grano": la relación entre la masa total de aire que ingresa al tostador y la masa de los granos que se tuestan. Aumentar la relación aire-grano para una temperatura del aire determinada permite un tostado más rápido y, por lo tanto, muchos tostadores industriales utilizan proporciones altas de aire-grano para aumentar la eficiencia de costos y tiempo del proceso.

Sin embargo, en la mayoría de los tostadores de tambor, el operador no controla directamente la temperatura del aire entrante. En cambio, el operador ajusta la cantidad de energía entregada por el quemador cambiando la presión del gas. Aumentar el flujo de aire en una tostadora de tambor puede reducir la temperatura del aire en el tambor porque el quemador tiene que calentar el mayor volumen de aire que pasa a través de la tostadora.