CAPES/PICDT / Os mecanismos determinantes das propriedades físico-químicas da bebida do café ainda não foram totalmente compreendidos, devido principalmente à complexidade de sua composição. Além disso, é freqüente a presença de adulterantes no pó de café comercial, o que fez com que a ABIC (Associação Brasileira das Indústrias de Torrefação e Moagem de Café) instituísse um selo de qualidade para garantir a pureza do produto. O principal método atualmente utilizado para a detecção de impurezas no café é a microscopia óptica. Esta técnica só pode ser empregada em amostras na forma de pó e tem um limite de resolução acima de 2%. Assim, é de grande importância o desenvolvimento de novos métodos mais precisos e de execução mais rápida para a determinação da presença de tais adulterantes. A espectroscopia de lente térmica (ELT) faz parte de uma família de técnicas fototérmicas que vem cada vez mais mostrando sua potencialidade no estudo das propriedades ópticas e térmicas de materiais transparentes. Esta técnica apresenta alta versatilidade para o estudo de líquidos, é uma metodologia não destrutiva e os experimentos podem ser realizados com rapidez. Neste trabalho, a ELT foi utilizada pela primeira vez como método para determinar as propriedades ópticas e térmicas da bebida do café. Além disso, combinada com a medida do pH e da espectrofotometria esta técnica foi empregada para a detecção de adulterantes na bebida do café. Foram realizadas várias séries de experimentos com a bebida do café puro e com a bebida do café adulterado com 4% em peso de fubá. As concentrações de café puro e café com fubá variaram de 0,04% a 20% em peso. A ELT foi empregada para determinar o valor do parâmetro dn/dT(coeficiente que descreve a variação do índice de refração com a temperatura); a Phmetria foi utilizada para determinar o pH das amostras; enquanto que a espectrofotometria foi empregada para a determinação do espectro de absorbância na região do visível e do coeficiente de absorção óptica das amostras. Os experimentos foram feitos em temperatura ambiente, imediatamente após a obtenção da bebida do café. Os resultados para o comportamento do parâmetro dn/dT obtido a partir da ELT em função da concentração de café puro quanto para a de café com fubá foram descritos através de uma curva com a forma de um pulso invertido, com um mínimo em torno de 0,6 % em peso. Este resultado indica que para as amostras com baixas concentrações, entre 0,04% até 0,6%, ocorre diminuição do valor do coeficiente de temperatura da polarizabilidade eletrônica (ϕ), como consequência da possível quebra dos agregados moleculares da água durante o processo de percolação da mesma através do pó do café. Para concentrações entre 0,6% até 20% os valores de dn/dT apresentaram uma taxa de variação semelhante a uma exponencial crescente, em que a saturação ocorreu para concentrações em torno de 6%, indicando que o valor de ϕ aumentou neste intervalo de concentração. Nas medidas de pH, observou-se também que a forma da curva de pH em função da concentração de café apresentou um comportamento semelhante a um pulso invertido, com o menor valor deste parâmetro em torno de 0,6 % em peso de café. Isto mostra que para a região de baixa concentração de café, a amostra apresenta uma maior quantidade de cargas livres, provavelmente devido à quebra dos agregados moleculares de água ocorrida durante a preparação da bebida, conforme observado para os resultados de dn/dT. Assim, tanto os resultados obtidos para dn/dT como os de pH são concordantes no que se refere ao aumento de cargas livres na bebida para as concentrações no intervalo entre 0,04% até 0,6% e ao contrário, uma diminuição destas cargas livres à medida que a concentração de café foi sendo aumentada a partir de 0,6%. A partir dos resultados de dn/dT em função da concentração de café, observamos que a taxa de variação do valor deste parâmetro em função da concentração apresenta diferenciação para as amostras de café puro e café com fubá. Os resultados obtidos a partir das medidas de pH também mostraram que a taxa de variação do valor de pH em função da concentração de café foi diferente para as amostras puras, quando comparadas às com fubá. Portanto, os resultados obtidos para o pH são concordantes com os valores de dn/dT determinados a partir da ELT tanto no que se refere a diferenciação entre as amostras da bebida de café puro das com fubá, quanto ao comportamento do número de cargas livres da solução. Esta é a primeira vez que a ELT é empregada para o estudo da bebida do café. Os resultados mostraram que a ELT é uma técnica que pode ser empregada para estudos quantitativos das propriedades ópticas e térmicas do café, sendo portanto um novo método de investigação para este material, que é um dos principais produtos de nossa economia. Quanto à identificação de adulterantes e afora este objetivo específico, os resultados indicam ainda que a referida técnica pode ser igualmente aplicada a outros tipos de alimentos processados, tais como, farináceos, óleos comestíveis, dentre outros. / The mechanism responsible for the physical and chemical properties of coffee’s brews has not been completely understood mainly due to its complex composition. Furthermore, it is frequent the presence of adulterants in the Brazilian commercial coffee, which has motivated the introduction of a seal of quality in order to control the purity of the product The optical microscopy is the main current method used to detect these contaminants. This technique can only be applied in powder samples and it has a limit of detection above 2 wt %. Therefore, the development of new sensitive methods to study both the physical and chemical properties and the presence of adulterants in coffee brews is of outmost importance. Thermal lens spectrometry is a powerful technique to study thermo-optical properties of transparent liquids. This technique is non-destructive, is simple to be used and can provide the absolute values of the thermo-optical properties of transparent samples. The aim of this work was to apply, for the first time, thermal lens spectrometry to determine the thermo-optical properties of the coffee brews. Furthermore, combining TLS with pH and spectrophotometric measurements the presence of adulterants in the coffee brews was detected. The experiments were performed in both pure commercial coffee and coffee mixed with 4 wt % of toasted corn meal. The concentration of the investigated samples, pure and adulterated, varied in the range from 0.04 wt % to 20 wt %. TL measurements provided the values of the parameter dn/dT ( temperature coefficient of the refractive index of the samples). Furthermore, combining this technique with pH and optical absorption coefficient measurements the presence of adulterants in the coffee brew was investigated. The experiments were performed at room temperature, immediately after the preparation of the coffee brew. The dn/dT data plotted against coffee concentration showed that this parameter changed in such a way that it can be described by an inverse pulse curve with a minimum at about 0.6 wt %. These results indicate that in the range of low concentration a decrease in the value of the temperature coefficient of the electronic polarizability (ϕ) occurs as a consequence of the possible dissociation of the water aggregates during the coffee percolation process. For concentrations higher than 0.6 wt %, the increase of dn/dT values can be described by an exponential growth curve saturating around 6 wt %. Likewise, pH data as a function of the coffee concentration can be also described by an inverse pulse curve. This suggests that in the low range concentration the amount of free charges in the solution increases, probably due to the dissociation of the solution’s complexes. Therefore, the results of both dn/dT and pH are in agreement with respect to the changes in the amount of free charges in the sample when the concentration is modified. By performing an exponential fitting in the results of dn/dT we have observed that the value of the parameter, t1, which describes the variation of dn/dT as a function of coffee concentration differs when the results for pure and adulterated coffee are compared. This procedure was also followed in the pH measurements data and again we were able to differentiate pure coffee brew from the adulterated one. Therefore, both results for dn/dT and pH measurements have show that combination of these methods can be successfully applied to detect adulterants in coffee by investigation of the brew. This is the first time that the Thermal lens spectrometry is applied to investigate coffee beverage. The results have shown that this technique can be used to determine the thermo-optical properties of coffee, which is one of the most important product of our economy. Regarding the presence of adulterants, our results indicate that this technique may be an useful method to study other industrialized foods like oils.

CAPES/PICDT / Os mecanismos determinantes das propriedades físico-químicas da bebida do café ainda não foram totalmente compreendidos, devido principalmente à complexidade de sua composição. Além disso, é freqüente a presença de adulterantes no pó de café comercial, o que fez com que a ABIC (Associação Brasileira das Indústrias de Torrefação e Moagem de Café) instituísse um selo de qualidade para garantir a pureza do produto. O principal método atualmente utilizado para a detecção de impurezas no café é a microscopia óptica. Esta técnica só pode ser empregada em amostras na forma de pó e tem um limite de resolução acima de 2%. Assim, é de grande importância o desenvolvimento de novos métodos mais precisos e de execução mais rápida para a determinação da presença de tais adulterantes. A espectroscopia de lente térmica (ELT) faz parte de uma família de técnicas fototérmicas que vem cada vez mais mostrando sua potencialidade no estudo das propriedades ópticas e térmicas de materiais transparentes. Esta técnica apresenta alta versatilidade para o estudo de líquidos, é uma metodologia não destrutiva e os experimentos podem ser realizados com rapidez. Neste trabalho, a ELT foi utilizada pela primeira vez como método para determinar as propriedades ópticas e térmicas da bebida do café. Além disso, combinada com a medida do pH e da espectrofotometria esta técnica foi empregada para a detecção de adulterantes na bebida do café. Foram realizadas várias séries de experimentos com a bebida do café puro e com a bebida do café adulterado com 4% em peso de fubá. As concentrações de café puro e café com fubá variaram de 0,04% a 20% em peso. A ELT foi empregada para determinar o valor do parâmetro dn/dT(coeficiente que descreve a variação do índice de refração com a temperatura); a Phmetria foi utilizada para determinar o pH das amostras; enquanto que a espectrofotometria foi empregada para a determinação do espectro de absorbância na região do visível e do coeficiente de absorção óptica das amostras. Os experimentos foram feitos em temperatura ambiente, imediatamente após a obtenção da bebida do café. Os resultados para o comportamento do parâmetro dn/dT obtido a partir da ELT em função da concentração de café puro quanto para a de café com fubá foram descritos através de uma curva com a forma de um pulso invertido, com um mínimo em torno de 0,6 % em peso. Este resultado indica que para as amostras com baixas concentrações, entre 0,04% até 0,6%, ocorre diminuição do valor do coeficiente de temperatura da polarizabilidade eletrônica (ϕ), como consequência da possível quebra dos agregados moleculares da água durante o processo de percolação da mesma através do pó do café. Para concentrações entre 0,6% até 20% os valores de dn/dT apresentaram uma taxa de variação semelhante a uma exponencial crescente, em que a saturação ocorreu para concentrações em torno de 6%, indicando que o valor de ϕ aumentou neste intervalo de concentração. Nas medidas de pH, observou-se também que a forma da curva de pH em função da concentração de café apresentou um comportamento semelhante a um pulso invertido, com o menor valor deste parâmetro em torno de 0,6 % em peso de café. Isto mostra que para a região de baixa concentração de café, a amostra apresenta uma maior quantidade de cargas livres, provavelmente devido à quebra dos agregados moleculares de água ocorrida durante a preparação da bebida, conforme observado para os resultados de dn/dT. Assim, tanto os resultados obtidos para dn/dT como os de pH são concordantes no que se refere ao aumento de cargas livres na bebida para as concentrações no intervalo entre 0,04% até 0,6% e ao contrário, uma diminuição destas cargas livres à medida que a concentração de café foi sendo aumentada a partir de 0,6%. A partir dos resultados de dn/dT em função da concentração de café, observamos que a taxa de variação do valor deste parâmetro em função da concentração apresenta diferenciação para as amostras de café puro e café com fubá. Os resultados obtidos a partir das medidas de pH também mostraram que a taxa de variação do valor de pH em função da concentração de café foi diferente para as amostras puras, quando comparadas às com fubá. Portanto, os resultados obtidos para o pH são concordantes com os valores de dn/dT determinados a partir da ELT tanto no que se refere a diferenciação entre as amostras da bebida de café puro das com fubá, quanto ao comportamento do número de cargas livres da solução. Esta é a primeira vez que a ELT é empregada para o estudo da bebida do café. Os resultados mostraram que a ELT é uma técnica que pode ser empregada para estudos quantitativos das propriedades ópticas e térmicas do café, sendo portanto um novo método de investigação para este material, que é um dos principais produtos de nossa economia. Quanto à identificação de adulterantes e afora este objetivo específico, os resultados indicam ainda que a referida técnica pode ser igualmente aplicada a outros tipos de alimentos processados, tais como, farináceos, óleos comestíveis, dentre outros. / The mechanism responsible for the physical and chemical properties of coffee’s brews has not been completely understood mainly due to its complex composition. Furthermore, it is frequent the presence of adulterants in the Brazilian commercial coffee, which has motivated the introduction of a seal of quality in order to control the purity of the product The optical microscopy is the main current method used to detect these contaminants. This technique can only be applied in powder samples and it has a limit of detection above 2 wt %. Therefore, the development of new sensitive methods to study both the physical and chemical properties and the presence of adulterants in coffee brews is of outmost importance. Thermal lens spectrometry is a powerful technique to study thermo-optical properties of transparent liquids. This technique is non-destructive, is simple to be used and can provide the absolute values of the thermo-optical properties of transparent samples. The aim of this work was to apply, for the first time, thermal lens spectrometry to determine the thermo-optical properties of the coffee brews. Furthermore, combining TLS with pH and spectrophotometric measurements the presence of adulterants in the coffee brews was detected. The experiments were performed in both pure commercial coffee and coffee mixed with 4 wt % of toasted corn meal. The concentration of the investigated samples, pure and adulterated, varied in the range from 0.04 wt % to 20 wt %. TL measurements provided the values of the parameter dn/dT ( temperature coefficient of the refractive index of the samples). Furthermore, combining this technique with pH and optical absorption coefficient measurements the presence of adulterants in the coffee brew was investigated. The experiments were performed at room temperature, immediately after the preparation of the coffee brew. The dn/dT data plotted against coffee concentration showed that this parameter changed in such a way that it can be described by an inverse pulse curve with a minimum at about 0.6 wt %. These results indicate that in the range of low concentration a decrease in the value of the temperature coefficient of the electronic polarizability (ϕ) occurs as a consequence of the possible dissociation of the water aggregates during the coffee percolation process. For concentrations higher than 0.6 wt %, the increase of dn/dT values can be described by an exponential growth curve saturating around 6 wt %. Likewise, pH data as a function of the coffee concentration can be also described by an inverse pulse curve. This suggests that in the low range concentration the amount of free charges in the solution increases, probably due to the dissociation of the solution’s complexes. Therefore, the results of both dn/dT and pH are in agreement with respect to the changes in the amount of free charges in the sample when the concentration is modified. By performing an exponential fitting in the results of dn/dT we have observed that the value of the parameter, t1, which describes the variation of dn/dT as a function of coffee concentration differs when the results for pure and adulterated coffee are compared. This procedure was also followed in the pH measurements data and again we were able to differentiate pure coffee brew from the adulterated one. Therefore, both results for dn/dT and pH measurements have show that combination of these methods can be successfully applied to detect adulterants in coffee by investigation of the brew. This is the first time that the Thermal lens spectrometry is applied to investigate coffee beverage. The results have shown that this technique can be used to determine the thermo-optical properties of coffee, which is one of the most important product of our economy. Regarding the presence of adulterants, our results indicate that this technique may be an useful method to study other industrialized foods like oils.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-27T17:42:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1607150 bytes, checksum: 3a928cb207392e4fa58369c328ec977c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T17:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1607150 bytes, checksum: 3a928cb207392e4fa58369c328ec977c (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / Objetivou-se com este trabalho estudar a transferência de calor e massa nas etapas do processo de torrefação do café pela cinética do aquecimento, da expansão volumétrica e a perda de massa dos grãos. Para diferenciar as cinéticas do aquecimento dos grãos foram empregadas quatro temperaturas iniciais do processo (290, 310, 345 e 380°C), que diminuíram devido às condições não isotérmicas da parede, em contato com os grãos. As cinéticas foram adaptadas a um modelo físico de aquecimento dos grãos, considerando que o calor transferido aos grãos é usado tanto para o aquecimento da massa quanto para a evaporação da água na superfície dos grãos. A cinética do aquecimento dos grãos foi ajustada adequadamente a torra dos grãos de café em função da temperatura do torrador. Observou-se nos primeiros minutos de torra que a temperatura dos grãos aumentou bruscamente, após um ponto de inflexão, atingiu uma tendência linear até o final do processo. A transferência de massa foi analisada pelas mudanças físicas causadas pelos gases liberados durante o processo tanto de vapor quanto de dióxido de carbono, o que permitiu separar o processo em duas etapas; de secagem e de torrefação. Foi desenvolvido um modelo matemático baseado na lei das reações químicas para representar o efeito dos gases na expansão volumétrica dos grãos e na transformação da massa seca. A cinética da expansão aparente e a de perda de massa seca do café dependeram diretamente da temperatura do torrador, pelo que foi adequadamente representado pelo modelo de Arrhenius, onde foram determinadas as respectivas energias de ativação para cada etapa. / The objective was to study heat and mass transfer during steps of roasting coffee process by kinetics of grain temperature, swelling and loss mass. The kinetics of grains temperature was associated to initial process temperature (290, 310, 345 and 380°C), which decreased due to non-isothermal conditions of wall in contact with coffee grains. The kinetics of grain temperature were adapted to physical model of heating, whereas the heat transferred to grain is used both for evaporation of water and for heating on the grain surface. The kinetic model of grain temperature was appropriately adjusted for temperature of coffee roaster. The grain temperature was increased sharply to an inflection point, after that, it was observed a linear trend by the end of process. The mass transfer was analyzed for physical changes in grains caused by gases released, as steam and as carbon dioxide, which separated the process in two steps, drying and roasting. A model based on the law of chemical reactions to represent the effect of gases in the volumetric expansion of grains and the transformation of organic mass was developed. The swelling kinetics and lost organic mass were directly depended of temperature roaster, so it was appropriately represented by the Arrehnius model which determined the activation energy for each step.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-15T17:13:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 960808 bytes, checksum: 4edae0aa6535a3b3d4c0843d70fa8c70 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T17:13:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 960808 bytes, checksum: 4edae0aa6535a3b3d4c0843d70fa8c70 (MD5) Previous issue date: 2016-02-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Objetivou-se com este trabalho avaliar e modelar as propriedades físicas do grão de café moca em diferentes condições de torra, além da avaliação de qualidade da bebida e posterior comparação ao grão de café convencional (chato). Foram utilizados grãos de café arábica com teor de água inicial de 0,104 kg a kg ms-1 , torrados em um torrador de queima de gás direto com cilindro rotativo a 45 rpm. Foram fixadas 5 temperaturas do ar no interior do cilindro (220, 240, 260, 280 e 300 oC) e o tempo de processamento de 10 minutos para fins de modelagem. Foram utilizadas amostras de 300 g. O teor de água e as propriedades físicas (volume, área superficial, massa específica) do grão foram determinadas a cada 20 s, e a cor ao final da torra. Modelos empíricos foram ajustados para representar a variação das propriedades em função do teor de água. Observou-se que o teor de água diminuiu linearmente durante à torra, tendendo à estabilização ao final do processo. Verificou-se o aumento das medidas características dos grãos com o tempo e temperatura de torra, caracterizando aumento volumétrico e área superficial dos mesmos. O aumento verificado foi de 98% e 58% respectivamente à 300oC. A expansão volumétrica foi modelada em relação ao teor de água, porém os modelos matemáticos sugeridos pela literatura não se ajustaram aos dados experimentais. Dessa forma, foi proposto um novo modelo intitulado Campos-Copace que se ajustou satisfatoriamente aos dados. Com relação à cor, quanto maior a temperatura de torra, maior o escurecimento dos grãos e intensificação da cor castanha. Foram, comparadas as propriedades físicas supracitadas aos grãos chatos e verificou-se que o moca perdeu menos água e consequentemente, menos massa, porém apresentou maior expansão volumétrica. Apesar de alguns dos modelos matemáticos anteriormente sugeridos (para expansão volumétrica) se ajustarem aos dados experimentais do café chato, Campos-Copace apresentou melhor ajuste que os demais; sendo assim, este modelo mais indicado para caracterizar a expansão volumétrica de café de uma forma geral. No teste de xícara realizado, observou-se que o grão chato apresentou melhor avaliação global de bebida e o grão moca apresentou melhor pontuação com relação à doçura. Dessa forma pode ser verificada a diferença entre os dois tipos de café e a influência das propriedades físicas no processo de qualidade final do produto. / The objective of this study was to evaluate and model the variation of physical properties of peaberry coffee bean in different roasting conditions, besides drink quality assessment and subsequent comparison to the conventional coffee bean (flat). Arabica coffee beans were used with an initial water content of 0.104 kga kgms-1. Was used a direct gas burning roaster with rotating cylinder 45 rpm. Were set 5 air temperature inside the cylinder (220, 240, 260, 280 and 300 ° C) and the 10 min processing time for modeling purposes. 300g of samples were used. The water content and physical properties (volume, surface area, density) of grains were determined each 20s, and color at the final roasting. Empirical models were adjusted to represent the variation of properties depending on the water content. It was observed that the water content decreases linearly during the roasting, tending to stabilize at the end of the process. There was a significant increase in grain characteristics measured with time and roasting temperature, featuring increased volume and surface area thereof. The increase was 98% and 58% respectively at 300 ° C. The volume expansion was modeled in relation to water content, but the mathematical models suggested in the literature did not fit the experimental data. Thus, a new model called Campos-Copace that satisfactorily fit the data has been proposed. With regard to the color, the higher the temperature roasting, the higher the blackening of the grains and intensifying the brown color. The above-mentioned physical properties were compared to flat grains and were found that the peaberry grains lost less water and hence less weight, but showed greater volumetric expansion. Although some of the mathematical models previously suggested (for volume expansion) fit to the experimental data of flat coffee, Campos- Copace showed better fit than the others; Thus, this most appropriate model to characterize the volumetric expansion of coffee in general. In the cup test conducted, it was observed that the flat grain beverage showed better overall evaluation and the peaberry coffee grain showed better score regarding sweetness. Thus it can be seen the difference between the two types of coffee and influence the physical properties in the final product quality process.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-03-14T14:45:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1652517 bytes, checksum: 653f0e87ef78050c473dd9ce375ca367 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T14:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1652517 bytes, checksum: 653f0e87ef78050c473dd9ce375ca367 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Objetivou-se com este trabalho avaliar e modelar a variação das propriedades físicas do grão de café em diferentes condições de torrefação e desenvolver um modelo físico capaz de estimar o perfil de temperatura no interior do grão durante o processo, levando em conta tais variações. Foram utilizados grãos de café arábica com teor de água inicial de 0,129 kg a kgms-1, torrados em um torrador de queima de gás direto com cilindro rotativo a 45 rpm. Foram fixadas 5 temperaturas do ar no interior do cilindro (200, 220, 240, 260 e 280 oC). Os grãos foram torrados de forma unitária, sendo suspensos no centro do tambor por um termopar que registrava a temperatura a cada 5 s. A convecção e a radiação foram os tipos de transferência de calor que dominaram o processo. O teor de umidade e as propriedades físicas (volume, área superficial, massa específica) do grão foram determinadas a cada 20 s. Modelos empíricos foram ajustados para representar a variação das propriedades em função do teor de água. Observou-se que a expansão volumétrica é isotrópica em temperaturas de torra maiores de 220 °C. A massa específica variou linearmente com a umidade, apresentando uma maior queda para a temperatura de 280 °C. Para a predição da temperatura do grão foram realizados duas análises: inicialmente uma análise concentrada, considerando uma temperatura homogênea dentro do grão, depois foi feito uma análise tendo em conta as diferenças espaciais de temperatura no interior do grão. Desenvolveu-se um modelo dinâmico discretizado pelo método das diferenças finitas levando em conta o fluxo endotérmico (gerado pela evaporação da água do grão), o fluxo exotérmico (gerado pelas reações de pirólise depois de 150 °C) e o fluxo de calor proporcional ao coeficiente global de transferência de calor (h) envolvendo a convecção e a radiação. O modelo foi ajustado aos dados experimentais de temperatura do grão e calculou-se o coeficiente global de transferência para cada temperatura de processo. Os valores de h variaram entre 60 e 110 W/m-2 °C-1 para a análise concentrado e entre 70 e 160 W/m-2 °C-1 para a análise espacial. As temperaturas estimadas pelo modelo mostraram um bom ajuste com os dados experimentais constituindo assim uma ferramenta complementar para o controle do processo em tempo real e para avaliar a influência das variáveis do processo na qualidade final do produto. / The aim of this study was to evaluate and model the variations of the physical properties of coffee bean in different roasting conditions and develop a physical model to estimate the temperature profile inside the grain during the process taking into account such variations. Arabica coffee beans with initial water content of 0.129 kg a kgms-1, were roasted in a drum roaster with direct gas burning at 45 rpm. Five temperatures were set to air inside the drum (200, 220, 240, 260 and 280 °C). Each grain was roasted as a unit, being suspended in the drum center by a thermocouple wich recorded the temperature every 5 seconds. Convection and radiation were the heat transfer mechanisms that dominated the process. The moisture content and the physical properties (volume, surface area, bulk density) of grain were measured every 20 s. Empirical models were adjusted to represent the variation of properties depending on the water content. It was observed that the volumetric expansion of the grain is isotropic at temperatures greater than 220 °C. Density varied linearly with moisture, with a further fall at temperature of 280 °C. For predicting the grain temperature two analyzes were conducted: initially a lumped analysis, considering a homogeneous temperature within the grain, after, an analysis was made taking into account the spatial distribution of temperature inside the grain. A dynamic model discretized by the finite differences method was develop taking into account the endothermic stream (generated by water evaporation), exothermic flux (generated by pyrolysis reactions after 150 °C) and the overall heat flow involving convection and radiation. The model was fitted to the experimental data of grain temperature. Then, the overall heat transfer coefficient for each process temperature was calculated. The h values ranged between 60 and 110 W/m2°C-1 for lumped analysis and between 70 and 160 W/m2°C-1 for spatial analysis. Temperatures estimated by the model showed a good fit with the experimental data thus constituting a complementary tool for the real-time control process and to evaluate the influence of process variables on the product quality.