Dégazage & sachet valvé

Quelqu'un peut-il m'expliquer le but de laisser dégazer des grains fraichement torréfiés ?

Déjà, c'est bien de CO2 dont il s'agit ? Quel est le problème d'avoir du CO2 en quantité importante dans le grain suite à sa torréfaction ? Je peux concevoir que cela change la production de gaz à l'extraction, donc la crème par exemple. Mais changer le goût n'est pas évident pour moi. A moins que la présence de gaz qui se libère change la cinétique des réactions chimiques et qu'au final, empiriquement, on observe que le goût puisse différer d'un café
dégazé ?

Une autre question liée à la première: quelle est la fonction des valves sur les sachets de grains ?

J'imagine qu'il s'agit de laisser s'échapper le CO2 qui se libère du grain. Mais est-ce que la valve laisse passer l'air dans les deux sens ? Si oui, on pourrait craindre de perdre quelque chose question oxydation du grain. Ceci dit, sur les sachets valvés de Stéphane dont on peut vider l'air en pressant dessus avant de les "verrouiller", je n'observe pas d'apparition de gaz dans le sachet même après 48h. Je me dis que ces valves sont assez anecdotiques. J'ai tort?

Le CO2 étant un gaz acide, il faut faire en sorte d'éviter d'utiliser un café trop fraîchement torréfié au risque d'avoir un résultat trop acide en tasse....

Ah, excellent ! Oui, oui, oui, ça commence à prendre sens.

Tu dis que du CO2 en solution dans H2O donne de l'H+. C'est ça ? Quelqu'un peut m'indiquer la réaction ? Le gaz carbonique qui tend à acidifier l'océan, ça me dit qque chose.

Tu as déjà essayé ? Quand le café est trop frais, en milieu d'extraction ça s'agite tellement que le café sort tout seul de la tasse. En plus je soupçonne que ça fasse du chanelling.

Pour tirer le café quand même, je laisse reposer la mouture 5 minutes après moulage avant de tirer le café. Le café moulu dégaze très très vite.

CO2 + H2O = acide carbonique H2CO3 (faible), c'est pour ça que la limonade pique la langue

Merci Flynn, olala, j'ai tout oublié en chimie...

Merci Wiki:
CO_2 + H_2O <-> H_2CO_3 qui donne en solution
H+ (collé à un H2O) et HCO_3-
ou bien qui donne 2H+ (collés à deux H2O) et CO3--

H+ est une" abréviation pour H3O+

 
merci !

Pour ce qui est de devoir laisser dégazer et du sachet valvé, c'est plutôt une problème technique.

Si tu emballes des grains frais dans un sachet sous vide, ou juste scellé, alors après deux jours il sera gonflé comme un paquet de chips.
C'est un problème purement "esthétique". Du café dans un sachet gonflé ferait peur au gens car on n'en a pas l'habitude.

La valve laisse passer l'air uniquement vers l'extérieur.
Elle permet d'emballer les grains frais en l'absence d'atmosphère protectrice ou sans faire le vide, car le CO2 libéré chasse avec lui l'oxygène contenu dans le paquet. Et le sachet reste flasque comme on s'y attend.

On a parlé des boites vaccuvin dans un autre post; si on met un sachet valvé scellé dedans et qu'on tire le "vide", le sachet devient un sachet sous vide, l'air ne ré-rentre pas une fois le paquet hors de la boite.

(L'indication de Flynn sur l'acidité d'un café tiré frais n'en est pas pour autant fausse hein, c'est tout à fait juste. Et la crema dopée au CO2, c'est plus de la mousse, un peu piquante.. comme chez nespresso)
(Ce qui pique la langue dans l'eau gazeuse, au fait, ce sont les minibules qui explosent à sa surface )

Skydarking a écrit:
(Ce qui pique la langue dans l'eau gazeuse, au fait, ce sont les minibules qui explosent à sa surface )

Je t'invite à faire de l'eau gazeuse avec une cartouche d'azote sous pression (celles pour la chantilly) et de la goûter pour vérifier cette affirmation. Tu auras toujours les bulles mais pas l'acide.

Hmmm..
Tu as fais l'expérience?

Je peux pas réfuter une expérience empirique, certes, mais la théorie ne te soutiens pas

Les cartouches chantilly ne sont pas remplies d'azote mais de protoxyde d'azote (N2O) (c'est le gaz hilarant). Contrairement au CO2, qui possède une forme dissoute dans l'eaz (l'acide carbonique), le N2O n'est que très peu soluble dans l'eau (presque exactement 1000 fois moins que le CO2 d'après ce que j'ai trouvé).

Alors bon, dans un siphon, c'est sur que les deux gaz seront intégrés. Et pendant les premières secondes, les deux vont buller, visuellement.

Mais m'est avis que le verre au protoxyde ne contiendra qu'une infime partie de gaz dissout quand tu le goûtes.
Alors que pour le CO2, il y a beaucoup plus de gaz dissout en équilibre précaire, qui, au contact des aspérités de la langue, fait comme un mentos dans du coca

Maintenant l'expérience à faire serait de faire une solution d'acide citrique au même pH qu'un eau gazeuse standard, et de goûter, pour se rendre compte de l'effet sensoriel de l'acide.

Mais on diverge n'est-ce pas?
Et du gaz dans le café, ça n'est à mon avis jamais bon

Finalement c'est pas si simple.

D'abord j'ai fait l'essai, c'est pour ça que je sais que ça pique pas avec l'azote le NO2, et en plus c'est degueulasse.

Après,

- la solubilité des gaz dans l'eau, gérée par la Loi de Henry. Les constantes de Henry pour le CO2 et le NO2 sont a peu près les mêmes

- le truc en plus c'est que le CO2 fait une réaction chimique avec l'eau pour former de l'acide carbonique, cela 'stocke' du CO2 dans l'eau en plus et c'est pour ça qu'on peut 'dissoudre' (beaucoup) plus de CO2 que de NO2 dans l'eau.

Alors évidemment ça change rien, mon test avec la cartouche d'azote est probablement inutile parce que l'eau ne sera pas acide et de toutes façons dégagera beaucoup moins de gaz, le fait qu'il fut stocké sous forme d'acide carbonique dans le cas du CO2 n'a pas d'importance : on ne sait pas discriminer si la sensation de piquant vient de l'explosion des bulles ou de l'acidité du liquide, d'autant plus que les deux phénomènes doivent intervenir dans la sensation.

Bon sinon on a tous bu du jus de citron : ça pique bel et bien. Cela d'obère pas la possibilité que les bulles piquent très certainement aussi. A mon avis les deux sensations sont différentes et se complètent.

Quel est le ph d'un café acide et d'un café rond ? Celui du café acide doit être sensiblement inférieur à l'eau que j'utilise. J'ai de la volvic (ph=7) et de la vulcania (ph=6,7) à la maison. A quel ph la sensation d'acidité apparaît ?  

Skydarking a écrit: Elle permet d'emballer les grains frais en l'absence d'atmosphère protectrice ou sans faire le vide, car le CO2 libéré chasse avec lui l'oxygène contenu dans le paquet. Et le sachet reste flasque comme on s'y attend.

Tes expériences ("par la pensée" ?) m'ont convaincues: la valve est conçue pour ne pouvoir laisser passer du gaz en surpression que dans un sens. En cas de dépression, comme une "diode", elle ferme. Mais c'est juste le CO2 qui est en surpression partielle dans le paquet de grain et donc lui seul qui sortira par la valve. Le reste (azote, oxygène) est en équilibre avec l'extérieur (mêmes pressions partielles). Quand tout le CO2 a dégazé, le sachet valvé se comporte comme un contenant hermétique avec de l'air normal à pression atmosphérique.  

Skydarking a écrit:un mentos dans du coca

Je l'ai vu de mes yeux, en plein air dans un parc. Attention au lecteurs: ne le faites pas chez vous. Ca explose tout le coca à des mètres à la ronde. De quoi détruire toute la tapisserie et les rideaux en intérieur.
Sky, qu'est-ce qui est important dans cette manip, tu as une idée ? Le CO2 du soda, mais quoi de plus. De l'eau gazeuze ça marcherait pas. Un autre soda ? Une histoire de catalyse ? Cette histoire de mentos+coca est incroyable si on le voit pas. Le gars qui l'a fait devant moi disait: faut du coca light... Je restais dubitatif et halluciné .

amicalement_votre a écrit:Mais c'est juste le CO2 qui est en surpression partielle dans le paquet de grain et donc lui seul qui sortira par la valve. Le reste (azote, oxygène) est en équilibre avec l'extérieur (mêmes pressions partielles). Quand tout le CO2 a dégazé, le sachet valvé se comporte comme un contenant hermétique avec de l'air normal à pression atmosphérique.  

Honnêtement je ne crois pas. C'est tout le mélange qui sort d'un coup, rythmé par les saccades mécaniques de la valve, lors des surpressions du paquet. Il n'y a pas de démon de maxwell assis sur la valve pour faire le tri.

Enfin, ce que je disais c'est que quand la valve s'ouvre suite à une surpression à l'intérieur due à la production de CO2, le gradient de la pression partielle de CO2 est négatif vers l'extérieur donc du CO2 sort. Alors que le gradient pour les pressions partielles d'azote et oxygène est nul, ce qui signifie qu'il y en a autant qui entre et qui sort quand la valve s'ouvre. Mais je crois que c'est ce que tu dis mais qu'on s'est mal compris.

N2O Flynn, pas NO2, c'est peut-être pour ça que tu trouves une solubilité similaire.
Je ne suis pas si familier avec la Loi de Henry.. le regard du chimiste est celui de Lavoisier, dans la réaction de dissolution du CO2 (Que je formaliserais plus ou moins comme CO2(g) + H2O(l) -> CO2(sol)H2O(l) mais juste "histoire de") on a une transformation du "CO2(sol)H2O(l)" en H2CO3; l'équilibre est donc tiré vers la dissolution de plus de CO2. Je ne sais pas si la mesure de la constante de Henry tient compte de ceci, ou se fait à des concentration telles que la réaction CO2 + H2O est négligeable.

Mais tout à fait d'accord avec toi sur deux point:
- L'acidité joue un rôle dans la saveur de l'eau gazeuse.
- La sensation de bulle qui éclate et d'acide sont différentes et complémentaire.


Amicalement_votre, ta notion de "seul le CO2 est en surpression et il n'y a que lui qui s'échappe" m'interpelle, mais elle est fausse.
Tu penses à des gradients de concentration (pressions partielles pour des gaz)
Imaginons deux chambres, à la même pression, remplie pour l'une de 100% d'azote, pour l'autre de 70% azote et 30% CO2 et une valve qui laisse passer les gaz.
(Pour l'exercice de pensée, soit on prend une valve à un seul sens, mais la chambre "externe" doit être infiniment grande et sa pression rester constante et la chambre interne de volume variable pour rester à pression constante, soit on considère que les gaz peuvent circuler dans les deux sens car le résultat sera le même.)
Dans ce cas, le CO2 de la chambre interne s'échappe, pour équilibrer les concentrations (pressions partielles).

Dans notre cas, le CO2 est piégé dans le café sous une forme que l'on pourrait considérer comme solide. Lorsqu'il est libéré, il fait augmenter la pression totale de la chambre interne.
La pression partielle de l'air interne résiduel ne change presque pas (a vrai dire elle diminue), mais il n'y a aucune discrimination entre les gaz qui s’échappent afin d'équilibrer les pression internes et externe.
Ce qui est vrai par contre, c'est que la qqté de chaque gaz qui s'échappe dépend de sa concentration (pression partielle) à l'intérieur du paquet; et donc, plus il en sort, moins il en sort. Il restera toujours un peu d'oxygène et d'azote, mais tout de même nettement moins qu'à la fermeture du sachet.
On peut certainement facilement poser l'équation différentielle pour connaitre ça, mais moi les maths ça me fait chier   


L'explication pour le mentos dans le coca, bien qu'elle soit assez décevante pour le chimiste, réside uniquement dans les aspérités de surface du mentos.
Je pense que si ça ne marche pas si bien avec de l'eau gazeuse, c'est, d'une part car la quantité de gaz carbonique piégée dans l'eau gazeuse est bien inférieur, d'autre par, car le sucre et les autres ingrédients du coca ont un certain pouvoir moussant.
Ca doit marcher tout aussi bien dans du sprite, fanta, etc.
Quelques gouttes de liquide vaisselle dans de l'eau gazéifiée (à fond) au soda club doivent donner le même résultat.

@amicalement_votre : les pressions partielles c'est bien pour des équilibres statiques. Ici on a un effet dynamique : les molécules de CO2 qui sortent du paquet sont en tel nombre et c'est relativement si violent qu'elles font des collisions sur les autres molécules et entraînent tout en dehors du paquet. Les pressions partielles ne font pas le poids dans cet épisode...

[Edit] En fait à la réflexion, une autre façon de la dire, c'est de faire remarquer que la pression partielle d'un gaz dans le paquet est égale à la pression dans le paquet x % du gaz considéré dans le mélange. Alors le % est faible mais la pression > p.atm ... La valve se referme quand la pression du paquet baisse à la valeur de la pression de la valve. Donc la pression partielle dans le paquet sera inférieure à celle du dehors dans le rapport 1/(1+Pv) avec Pv = pression d'ouverture de la valve. Je rester persuadé que la dynamique du phénomène intervient aussi et "rince" le gaz comme une pompe à vide péristaltique

@sky, N2O NO2 ok, ok, mais ca change pas grand chose tous les gaz ont a peu preès les memes coefs de Henry.

Skydarking a écrit:Amicalement_votre, ta notion de "seul le CO2 est en surpression et il n'y a que lui qui s'échappe" m'interpelle, mais elle est fausse.

Ce n'est pas ma citation Sky! J'ai écrit en "surpression partielle", et c'est le mot partiel qui est important! (Voir la suite):

Skydarking a écrit:Imaginons deux chambres, à la même pression, remplie pour l'une de 100% d'azote, pour l'autre de 70% azote et 30% CO2 et une valve qui laisse passer les gaz.

La pression partielle de l'air interne résiduel ne change presque pas (a vrai dire elle diminue)

Là aussi pas d'ac! La pression partielle P_i vérifie    P_i V = n_i RT    pour le gaz i. Elle ne fait aucunement intervenir les autres gaz. Tu raisonnes en pourcentage alors que ce sont les valeurs absolues qui importent. Je m'explique:

Au départ, on a du grain et de l'air banal dans un sac étanche. Quand le grain lâche du CO2, n_i du CO2 croit donc sa pression partielle augmente. Mais le n_i de l'oxygène et de l'azote ne varient pas donc leur pressions partielles non plus. On récupère donc dans le sac une pression totale qui est la somme des pressions partielles du CO2, N2 et O2 et qui devient supérieure à la pression totale atmosphérique à l'extérieur du sac. La valve s'ouvre donc. La valve va se refermer quand les pressions totales internes et externes seront égales. Comme c'est déjà le cas pour les pressions partielles d'azote et oxygène, l'équilibre final sera atteint quand seule la pression partielle de CO2 aura diminuée pour atteinte celle de l'atmosphère extérieur.

Au final, une fois que la valve s'est ouverte puis refermée, l'air qu'on trouve dans le sac est identique à celui qui est dans l'atmosphère. On a donc autant d'oxygène et d'azote dans le sac avant et après que la valve ne s'ouvre et se referme. Seule une quantité de CO2 a été éjectée.

Tu raisonnes comme tu veux hein, ça m'est bien égal.
Je ne vais pas m'engager dans des joutes à forces d'équations et de thermodynamique. Mais crois nous, ta réflexion est erronée.
Je continuerai à penser qu'un café emballé en sachet valvé est pratiquement exempt d'oxygène. Ca n’empêche pas qu'il perd de ses arômes

Ok Flynn, j'ai peut-être mal interprété ce que j'ai lu. Je pense quand-même que la cas du CO2, à cause de la réaction qui donne de l'acide carbonique, est différent des autres gaz.
Encore plus si tu dis que tous les gaz ont à peu près le même coeff. Cela détermine le CO2 gazeux et intact effectivement dissout, mais celui-ci est consommé par la réaction qui le transforme en acide carbonique, et donc l'équilibre est fortement déplacé.
Le NO2 et le SO2 se trouveraient dans la même situation car cela formerait de l'acide nitrique et sulfurique, respectivement. Mais je ne crois pas qu'il y ait de réaction pour le protoxyde (ou l'azote, ou l'oxygène).

Extrait d'une ancienne page de Coffee Universe, sur le "Roasting & Blending":

«  Freshly roasted beans will release hundreds of chemical substances in the form of vapors. A day or two will generally be required for these gases to dissipate before the beans will reveal their optimal flavor characteristics.
Today, many quality roasters are packaging their beans in air tight bags with a one way valve, which allows the gases to escape, without the beans being exposed to the damaging air. This type of packaged should help retard flavor deterioration.
If beans are not packaged this way, or once beans packaged air tight are exposed to the air, they will begin to deteriorate. Roasts where oils are exposed on the surface of the bean are much more vulnerable.
Once exposed to the air, and if properly stored, beans will stay reasonable fresh for 7 to 10 days. We recommend storing beans in a clean, dry, air-tight container, in a cool dark place.
We do not recommend storing beans in a refrigerator, because coffee tends to absorb flavors. Freezing coffee beans can also have a damaging effect, and is not recommended, unless the the beans must be stored for a prolonged period of time. »

@ amicalement_votre :

J'avoue ne pas comprendre.... je n'ai pas de connaissance particulière en chimie et physique mais je ne vois pas comment un élément spécifique seul comme le CO2 pourrait sortir du paquet sans emporter le restes des autres éléments (gaz+arômes) avec lui. Les valves ne sont-elles pas des simples membranes qui réagissent en fonction de l'équilibre des pressions sans aucune distinctions.

@_didier_ en fait deux écoles se confrontent :
-  Ceux qui pensent comme amicalement_votre que la valve est un mécanisme parfait, qui s'ouvre quand il y a de la pression en trop dans le sachet et se ferme gentiment quand la différence de pression est égale à zéro, et qui alors calculent les pressions partielles de part et d'autre de la valve, et déduisent justement que dans ces conditions la quantité d'oxygène et d'azote de changera pas dans le sachet.

- Ceux qui pensent comme toi, Skydarking et moi, que la valve est imparfaite, qu'elle s'ouvre quand il y a une surplus important de pression dans le sachet, qu'elle se ferme alors même que la pression dans le sachet en encore au dessus de la pression atmosphérique, et que des molécules d'oxygène et d'azote sont entrainées par le flux de gaz carbonique à chaque ouverture, et que l'équilibre dynamique des gaz doit faire intervenir cette différence de pression dans les calculs qui se traduisent par une raréfaction de l'oxygène et de l'azote dans le sachet.

vouala

[Edit: j'avais oublié Sky ooops   )

@ _didier_:

Deux réponses possibles: une avec les équations et l'autre intuitivement. Laissons les équations pour la fin. Pour l'intuitif, voici:

On observe que tous les gaz, à pression suffisamment faible se comportent comme des "gaz parfaits". On observe aussi que certains, comme l'azote, l'oxygène et l'air en général ont ce comportement à un très bon degrés d'approximation près, aux pressions et températures atmosphériques usuelles. C'est ce que je suppose dans tout ce que j'ai écrit dans les posts précédents de ce fil. Voici ce que cela donne:

Imaginons une pièce avec une porte retenue fermée par un ressort. Imaginons des gens à l'intérieur de cette pièce qui marchent tous à la même vitesse constante et qui rebondissent quand ils se heurtent à un mur. Comme de temps en temps ils se heurtent à la porte, ils créent une "force de pression" sur la porte. Imaginons que ces gens ont une étiquette sur leur front sur laquelle est écrit "oxygène", "azote" ou "CO2".

Imaginons que pour chacune de ces 3 populations, il y a également la même densité d'individus qui marchent, mais à l'extérieur de la pièce. Comme là aussi ils se heurtent parfois à la porte, ils exercent une force de pression sur cette porte.

Au départ, les densités de gens étant les même dehors et dedans, il y a autant de chocs sur la porte sur ses deux faces, et la porte reste donc immobile.  

Imaginons maintenant qu'une trappe s'ouvre au sol dans la pièce et que des CO2 supplémentaires pénètrent dans la pièce. Après avoir refermé la trappe, les nouveaux venus se mettent également à marcher et rebondir dans la pièce comme les autres.

Comme les C02 entrés se heurtent eux aussi de temps en temps à la porte, la pression sur cette dernière coté intérieur augmente. La pression intérieure étant maintenant plus grande que l'extérieure, la porte s'ouvre en étirant le ressort qui la retenait.

Les oxygènes intérieurs à la pièce qui auparavant se heurtaient vers la porte sortent maintenant de la pièce. Mais les oxygènes extérieurs qui eux aussi se heurtaient à la porte entrent maintenant dans la pièce. Résultat comptable : il y a toujours exactement le même nombre d'oxygènes dans la pièce. Idem pour les azotes. Par contre, comme la densité de CO2 est plus grande à l'intérieure qu'à l'extérieur, il y a plus de CO2 qui passent par la porte de l'intérieur vers l'extérieur que l'inverse. Ce processus va s'arrêter quand le nombre de CO2 interne diminuant, leur densité sera égale à celle de l'extérieure. A cet instant, il y aura autant de chocs de la part des CO2, oxygènes et azotes de part et d'autre de la porte, annulant ainsi la force qui s'exerce sur elle. Le ressort va alors refermer la porte.

Au final, après ouverture et refermeture de la porte, les densités des 3 populations à l'intérieur sont égales à celles de l'extérieur. C'était déjà le cas avant ouverture pour l'oxygène et l'azote donc rien de nouveau pour elles. Bilan comptable: seul le nombre de CO2 dans la pièce a diminué dans l'opération.

En résumé, pour répondre simplement et intuitivement à ta question :  à pression et température "normales" (1bar , 20C), les gaz de l'air se comportent comme des gens qui ne se voient pas les uns les autres, comme nos bonshommes ci-dessus. La notion d' "entrainement" n'existe pas pour des gaz parfaits. L'écart entre le gaz parfait et le gaz réel est quantifié par une quantité qu'on appelle la "fugacité". Pour un gaz parfait, la fugacité n'est rien d'autre que la pression partielle.  

Avec des équations:
1) L'équilibre mécanique est atteint quand les pressions totales interne et externe sont égales.
2) L'équilibre thermodynamique est atteint quand il y a égalité des potentiels chimiques interne et externe pour chaque espèce.

Ecrire les équations 2) revient à écrire l'égalité des fugacités internes et externes pour chaque constituant. Pour un gaz parfait, la fugacité étant la pression partielle, il y a égalité des pressions partielles. L'équation 1) est donc redondante.

@amicalement_votre :

1) ce serait cool maintenant que tu refasse ton calcul en supposant une valve avec hystérésis s'ouvrant à 0.2 bars et se refermant à 0.1 bar

2) "L'effet d'entrainement" que tu as l'air de vouloir négliger, est en fait énorme. On fait des petites pompes à vide avec ça par simple effet venturi !

Tu assumes que des molécules d'oxygène et d'azote passe de l'extérieur vers l'intérieur, que l'équilibre est effectivement respecté. Et dans ces conditions tu aurais parfaitement raison. Mais ce serait le cas avec un orifice, pas une valve à une direction.

Notre thèse à Flynn et moi c'est que l'équilibre thermodynamique ne se fait pas. Dans ton exemple imagé, la porte ne s'ouvre que lorsqu'il y a trop de monde à l'intérieur, elle ne laisse entrer personne, dès que la différence de pression est en dessous d'un certain seuil, la porte se ferme. Jamais aucune molécule n'entre dans le sachet.
Seules celles à l'intérieur s'échappent. Il n'y a jamais d'équilibre thermodynamique.

Si ta thèse était la bonne, alors chaque fois que quelqu'un dans un laboratoire "flush" un récipient en utilisant de l'argon ou de l'azote pour en chasser l'oxygène, ce serait totalement inutile.
Mais heureusement pour les chimistes, je pense que notre intuition à Flynn est moi est la bonne.