咖啡烘焙過程中的放熱反應

dQ=dU+pdV
dQ 熱能
dU 內能
pdV 機械能
如果 dQ 對咖啡豆輸入為正(咖啡豆吸熱為正)
輸入能量(正)=咖啡豆內能增加(正)+機械能增加(膨脹對外做功為正)

很多資料都指出咖啡生豆烘焙過程中會有放熱反應
我個人猜想
在咖啡烘焙過程中
定能量輸入,"可能"會有一段過程,烘焙室溫度遽增,所以被視為"放熱"

所以,我很疑惑的是
當一爆發生時,pdV 為正,應該是吸熱反應(咖啡豆吸收熱量使氣體膨脹晚為機械能並撐破咖啡豆)
會使溫度下降
如果膨脹過程很快速,dQ=0,這將會使dU=CvdT成為負數,也就是dT<0咖啡豆降溫,並放出較冷的氣體,最終也會造成烘焙室溫度的降低(假設沒有對烘焙室加熱額外的熱能)。
(就像冷氣機的過程,這也是某些論壇指出一爆ROR Crash 的成因)
如果膨脹過程緩慢,dQ!=0 那麼,CvdT 可以不要是負數,這時,熱量由烘焙是提供,烘焙室溫度下降(假設沒有對烘焙室加熱額外的熱能)。
所以,dQ>=0 (所以只考慮一爆的膨脹因素,咖啡豆對烘焙室應該是吸熱)

但是,為何會有放熱之說?
根據http://hsuehsc.blogspot.com/2017/07/blog-post_29.html
放熱,可能來自於水分的損失,而使系統比熱下降,導致系統溫度更容易上升
(這應該不算放熱,因為溫度的上升不是來自於熱能自咖啡豆中流出)
但是
這個網站也指出更重要的因素
咖啡的熱分解(牽涉到化學反應),會造有放熱效應,也就是說,咖啡豆的內能損失
在不考慮機械能之下
dQ=dU=CvdT<0
咖啡豆向烘焙室放熱

咖啡烘焙過程中的放熱反應

上圖指出,熱分解放熱的過程集中在 150~240附近
高峰在 190-220附近(這剛好是一爆附近的溫度)
根據該部落格對於實驗條件的推論,該實驗的過程,應該沒有強烈的一爆(ROR=1°C/min)

我想,這也說明,一爆附近的反應決定大部分的風味

BTW,很推薦博平客,他引用很多正式的資料,並有很多的科學數據
另,這不是我的部落格,請別誤會,只是人家寫得好,當然要推薦!
2020-07-03 13:14 發佈
一爆(附近)的反應決定大部分的風味?

(前後)還是??淺知:溫度/時間/速率/容器/火源/風門...都影響著風味
sunnyup wrote:
一爆(附近)的反應決...(恕刪)


我只用科學解釋數據顯示的結果
不想做個人的經驗評論
就如同,不能看到溫度上升就說有放熱反應一樣
KCLin0423 wrote:
我只用科學解釋數據顯示的結果
不想做個人的經驗評論
就如同,不能看到溫度上升就說有放熱反應一樣

有可能不是指反應,而純粹只是放熱,因為爐溫比豆溫低了。
英文裏我看到是endothermic/exothermic (process),沒有印象說是endothermic/exothermic reactions,
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