Come descritto nei precedenti lesson di questo capitolo, il trasferimento di calore durante la tostatura del caffè è un processo complesso. Numerosi fattori influenzano direttamente e indirettamente la velocità di trasferimento del calore e tali fattori possono interagire in numerosi modi.
La modellazione è uno strumento con un grande potenziale per districare queste complessità e aiutare i torrefattori a migliorare la consistenza e la qualità dei loro caffè. Ma per creare un modello utile per qualsiasi processo, tale processo deve essere semplificato. Un esempio comune è quando una forma complessa, come un chicco di caffè, viene ridotta a una sfera, per semplificare i calcoli del modello. Questa necessità di semplificare i processi per modellarli spiega un aforisma coniato dallo statistico Giorgio Scatola: 'Tutti i modelli sono sbagliati, ma alcuni sono utili.'
Perché modello?
Se i modelli non possono mai essere perfettamente accurati, cosa li rende utili? Abbiamo parlato con il torrefattore e scienziato Mark Al-Shemmeri, fondatore di dialetto.caffè e ora specialista in tecnologia di ricerca e sviluppo presso JDE Peet's, per saperne di più sul potenziale - e sulle insidie - della modellazione della tostatura del caffè.
Uno dei principali vantaggi della modellazione è la capacità di calcolare variabili difficili da misurare, come la temperatura interna del chicco o la velocità di trasferimento termico delle pareti del tamburo. Mark dice: "Penso che sia qui che le simulazioni sono davvero utili: possiamo iniziare a confrontare la temperatura effettiva dei chicchi invece delle letture della sonda BT". I modelli potrebbero compensare il tempo di risposta inerente alle letture della termocoppia, spiega Mark, e quindi prevedere la temperatura effettiva dei chicchi. Modelli più complessi potrebbero addirittura prevedere la temperatura sia della superficie del chicco che le variazioni spaziali della temperatura dell’aria all’interno del tamburo (Alonso-Torres et al 2013, Chiang et al 2016).
La modellazione può esplorare ogni aspetto della tostatura, dal trasferimento di calore al modo in cui i chicchi si muovono all'interno di una tostatrice. Questa clip mostra un modello di movimento dei chicchi all'interno delle tostatrici a tamburo e delle tostatrici a letto con beccuccio.
La modellazione è anche un modo utile per esplorare il processo di tostatura,