Estudio del proceso de torrefacción del café (Coffea arabica) en tostador convencional - Abarca Mora, Royner (2017)
Costa Rica cuenta con una larga historia de producción de café de las variedades arábicas y de cosecha selectiva del fruto maduro, aspecto que ha marcado su desarrollo demográfico, identidad como nación y la han convertido en uno de los principales países productores de cafés especiales del mundo. Como país productor, el desarrollo técnico y científico entorno al procesamiento agrícola del café, se han dirigido al proceso de cosecha, al despulpado, a la fermentación y al secado, hasta obtener el café verde llamado grano de oro. La preparación de la bebida de café requiere que se realice la transformación de los granos mediante la torrefacción, proceso dinámico que requiere control específico de la temperatura y del tiempo. El objetivo del presente trabajo fue incluir el efecto de la masa en el estudio del proceso de torrefacción del café (Cojfea ara6icá). Se utilizaron granos de café provenientes del proceso de beneficiado húmedo, Coffea arabica L. variedad Caturra y Catuaí. El contenido de humedad inicial del café fue de 0,0873 ±0,0008 kg kg-1 y densidad aparente de 711,93 ± 1,80 kg/m3. El proceso de torrefacción del café, se realizó en un tostador convencional de construcción nacional. Se analizaron cuatro masas iniciales (400, 600, 800 y 1000 g), cuatro temperaturas de calentamiento del tostador (260, 280, 300 y 320 °C) y cuatro niveles de tostado: medio claro (MC); medio (M); moderadamente oscuro (MO); y oscuro (O). Al colocar una masa controlada dentro del tostador se producen caídas en la temperatura de la pared y de todo el ambiente interno del tostador, lo cual causa un comportamiento variable de la temperatura del tostador durante el proceso. Se adaptó un modelo de calentamiento para los granos de café durante la torrefacción, considerando que el calor es transferido al sólido para evaporar el agua contenida y elevar su temperatura. Asimismo, el cambio en la cantidad de masa afectó de manera significativa la razón de calentamiento de los granos durante el tueste, lo que a su vez, generó diferencia significativa en el tiempo de torrefacción. Se desarrolló un modelo matemático basado en la razón de calentamiento de los granos que representó adecuadamente el efecto de la masa en el proceso. El cambio en la coloración del café según la norma SCAA se asoció a la pérdida de masa total, con una diferencia de 2% entre niveles de tueste y su cinética de pérdida de masa es lineal. La expansión aparente de la masa de granos duplicó aproximadamente su volumen inicial, mostrando relación con el nivel de tueste y la cantidad de masa. La expansión del café durante el tueste fue semejante a un modelo lineal, descrito por la cinética de las reacciones químicas de orden cero, se ajustó el modelo en función de la masa y la temperatura inicial. La densidad aparente del café tostado disminuyó linealmente hasta 50% de su valor inicial y se determinó su dependencia con la masa. El nivel de tueste del café se representó por el cambio en la materia seca y su cinética se describe mediante un modelo matemático basado en la ley de las reacciones químicas de orden uno, se incorporó a la ecuación la variable de la masa inicial. La humedad del café tostado varió desde 2,5 hasta 1,0 % para los niveles de tueste medio claro y oscuro, respectivamente.