Science de la torréfaction

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Transfert de chaleur

RS 4.05 Chaleur spécifique et conductivité

Chaleur spécifique est une mesure de la quantité d’énergie thermique nécessaire pour modifier la température d’une substance. Le chaleur spécifique d'une substance peut changer à différentes températures. L'eau a un chaleur spécifique que la glace, par exemple, parce que molécules de l'eau liquide ont plus de moyens de se déplacer, et donc plus de moyens de stocker de l'énergie dans leur mouvement, que l'eau molécules dans la glace, faites-le.

Dans la glace solide, l’eau stocke son énergie thermique sous forme de vibrations. Dans l'eau liquide, molécules peut se déplacer plus librement (et donc avoir plus de « degrés de liberté »). L'eau liquide dispose donc de plus de moyens de stocker l'énergie thermique et donc d'un chaleur spécifique capacité que la glace.

Les processus exothermiques et endothermiques dans un grain de café (voir lessons 3.093.10) contribuent à la façon dont un grain réagit à la chaleur lorsqu'il se trouve à l'intérieur du torréfacteur : les processus exothermiques réduisent la quantité d'énergie nécessaire pour augmenter la température du grain, tandis que les processus endothermiques l'augmentent.

Étant donné que l'énergie issue de ces processus ne peut pas être mesurée séparément pendant la torréfaction, elles sont généralement combinées en une seule mesure (en modélisation, on parle de « paramètre regroupé »), que nous appellerons « effectif ». chaleur spécifique'. L'efficace chaleur spécifique comprend le chaleur spécifique du matériau lui-même, ainsi que de toute contribution provenant de l'évaporation de l'eau et des réactions chimiques au sein du grain.

Avant la torréfaction, les grains contiennent une quantité importante d'humidité, qui elle-même a une teneur élevée en chaleur spécifique. Une teneur en eau plus élevée augmente donc la chaleur spécifique du café (Chandrasekar et Viswanathan 1999). Les estimations du chaleur spécifique de grains de café vert avant torréfaction varient d'environ 1,0 (Chandrasekar et Viswanathan 1999) à 1,9 kJ kg-1 K-1 (Cardoso et al. 2018).

La première chaleur spécifique d'un café dépend de sa teneur en humidité et de sa composition. Une étude a comparé les haricots provenant de différentes fermes d'une même municipalité de Colombie,