TOSTATURA DEL CAFFE’: MODELLAZIONE DELL’EVOLUZIONE DELLE PROPRIETA’ FISICHE DEL CHICCO Dottorando: MICHELE BASILE Relatore: Prof. IRENEO KIKIC DICAMP-Università degli Studi di Trieste Corso di Dottorato in Scienza Tecnologia ed Economia nell’Industria del Caffè

Il ciclo tecnologico del caffè Introduzione Il ciclo tecnologico del caffè Coltivazione Beneficiamento Introduzione Classificazione Modellazione Riscaldamento Immagazzinamento Modellazione Caratteristiche Trasporto Piano Sperimentale Selezione e pulitura Validazione Modello Altre Lavorazioni Pre-Tostatura Tostatura Conclusioni Lavorazioni Post-Tostatura

Poco Resistente ai parassiti Introduzione Coltivazione Coffea Arabica Linnei Altitudine >900 m s.l.m. 15°C<Temperatura<25°C Poco Resistente ai parassiti Bassa Resa Coffea Canephora Pierre Altitudine 200<m s.l.m.<1000 m s.l.m. Temperature Elevate Resistente all’attacco dei parassiti Alta Resa

Il ciclo tecnologico del caffè Introduzione Il ciclo tecnologico del caffè Coltivazione Beneficiamento Introduzione Classificazione Modellazione Riscaldamento Immagazzinamento Modellazione Caratteristiche Trasporto Piano Sperimentale Selezione e pulitura Validazione Modello Caffè Verde Altre Lavorazioni Pre-Tostatura Tostatura Conclusioni Lavorazioni Post-Tostatura Caffè Tostato Caffè Verde Pre-lavorato

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione La tostatura Modifiche Chimiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione La tostatura Modifiche Fisiche Introduzione Variazione del colore Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Aumento Volumetrico Essiccamento Piano Sperimentale Perdita di massa secca Validazione Modello Conclusioni

La tostatura Grado di Cottura Introduzione La tostatura Grado di Cottura Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Introduzione CAFFE’ TOSTATO Trasmissione del calore CAFFE’ VERDE capacità termica geometria conduttività termica struttura del chicco densità porosità umidità stato delle cellule stato della superficie pressione interna etc. CAFFE’ VERDE Modellazione Riscaldamento PROCESSO DI TOSTATURA Temperatura del Chicco tipo di processo temperatura gas composizione gas durata tostatura Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Reazioni Chimiche Validazione Modello Conclusioni Trasmissione di materia

Modellazione Riscaldamento Reazioni Esotermiche Calore Ceduto dal Gas Introduzione Calore Ceduto dal Gas Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Reazioni Endotermiche Conclusioni Perdite di Entalpia

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Omogeneità Termica Introduzione Condizioni al Contorno Modellazione Riscaldamento Condizioni Iniziali Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Omogeneità Termica Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Omogeneità Termica Introduzione Sivetz M. Desroisier N.W. (1979), Coffee Technology.AVI, Westport, Connecticut Modellazione Riscaldamento Processi a Tamburo Modellazione Caratteristiche Eggers R.(2001), Technology I: Roasting. In Clarke R.J, Vitzhun O.J, Coffee Recent Developments, Blackwell Science, Oxford Processi a Letto Fluido Piano Sperimentale Validazione Modello Nagarju V.D., Murthy C.T., Ramalakshmi K.,P.N. Srinivasa Rao (1997), Roasting of Coffee beans in a spouted bed coffee roaster, Journal of Food Engineering, 39 (5) Processi a Letto Zampillante (Spouted Bed) Conclusioni

Modellazione Omogeneità Termica Processi a Tamburo: Bi ≈ 0.058 Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Processi a Letto Fluidizzato: Bi ≈ 1.62 ÷ 2.43 Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni Processi a Letto Zampillante: Bi ≈ 0.3

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Omogeneità Termica Tamburo Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Letto Fluidizzato Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Omogeneità Termica Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni To

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Caratteristiche Fisiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Caratteristiche Fisiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Caratteristiche Fisiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Caratteristiche Fisiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Caratteristiche Fisiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Caratteristiche Fisiche Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Prove di Riscaldamento: 160°C , 180°C , 200°C , 220°C Validazione Modello Conclusioni Prove di Tostatura: 160°C , 180°C , 200°C , 220°C a 5 , 15 , 30 , 45 , 60 minuti

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Validazione del Modello Riscaldamento Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Raffreddamento Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni R.Eggers, M.v.Blittersdorff, C.Fischer, H.K.Cammenga (2004), Temperature Field during Roasting of Coffee Beans, 20th ASIC Coll., 2004

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Validazione del Modello Riscaldamento Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Validazione del Modello Riscaldamento e Raffreddamento Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Validazione del Modello Evoluzione Massa Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Evoluzione Volume Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Validazione del Modello Colore Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Luminosità Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Conclusioni Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni

Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Conclusioni Introduzione Modellazione Riscaldamento Modellazione Caratteristiche Piano Sperimentale Validazione Modello Conclusioni