Le transfert de chaleur est classiquement divisé en trois catégories : la convection, la conduction et le rayonnement.
La conduction est le processus de transfert de chaleur entre des matériaux en contact direct. Par exemple, lorsque vous posez une casserole sur une plaque électrique, la chaleur passe de la plaque à la casserole par conduction. La conduction transfère alors la chaleur du fond de la casserole vers la surface intérieure, et de là vers le reste de la casserole et son contenu.
La conduction transfère l’énergie thermique du matériau le plus chaud vers le matériau le plus froid. Dans le torréfacteur, la chaleur est transférée aux grains par conduction lorsque les grains touchent des surfaces chaudes à l'intérieur du tambour, y compris les parois du tambour et les palettes. La chaleur est également transférée d'un grain à l'autre par conduction. La conduction est un processus relativement lent qui ne se produit que si les matériaux sont en contact direct.
La convection est le processus de transfert de chaleur via le mouvement d'un fluide. Dans le cas de la torréfaction du café, le fluide est de l'air. À l’intérieur de la casserole, l’eau touchant le fond de la casserole capte l’énergie thermique par conduction depuis la surface de la casserole. L’eau plus chaude est moins dense, elle monte donc, emportant avec elle l’énergie thermique. Pendant ce temps, de l’eau plus froide arrive pour la remplacer. Ce mouvement crée des courants dans l’eau qui déplacent efficacement la chaleur.
Conduction (1) et convection (2) dans une casserole. Par conduction, la chaleur se propage de l’élément chauffant à la plaque chauffante, de la plaque chauffante à la casserole et de la casserole à l’eau. L’eau chaude devient moins dense et monte, créant des courants dans l’eau. Le mouvement de l'eau chaude s'appelle advection. La convection est la combinaison de la conduction (le transfert de chaleur dans l'eau) et advection (le mouvement de l'eau).
Ces courants naturels ne constituent cependant pas la seule forme de convection. Si vous remuez l’eau, vous la faites circuler plus rapidement. L’eau transporte toujours de l’énergie thermique, c’est donc aussi une forme de convection. Dans un torréfacteur,