RevistaElCafetalero presenta: Aprenda a tostar café por CIGRAS.

Programa de Cursos Libres Escuela de Estudios Generales Vicerrectoría de Acción Social

APRENDA ATOSTAR CAFÉ Guillermo A. Vargas Elías, Doctor Scientiae Ingeniería Agrícola K 17 julio 2018

2

ASISTENTES DEL CURSO TUESTE DEL CAFÉ Iván Gómez Bolaños, Ing. Agrícola, Bach.

Natalia Sánchez Salmerón, Ing. Agrícola, Bach.

Yailyn Abarca Mora, estudiante de Agronomía.

Iris Castro Castro, estudiante de Agronomía.

CONTENIDO TUESTE DEL CAFÉ 1. INTRODUCCIÓN a.Secado b. Tueste c. Enfriamiento 2. MÉTODOS DE TUESTE. a. Transferencia de calor y equipos. b. Continuo y discontinuo.

3. CALENTAMIENTO DEL GRANO. 4. PROCESO a. Endotérmico b. Exotérmico

3

1. INTRODUCCIÓN Composición del café

4

Porcentaje de masa de cada parte

El fruto (100 %) La cáscara (40 %)

El mucílago (25 %) Pergamino (5 %) La película plateada

El café oro ( 30 %)

(Vargas, 2018)

1. INTRODUCCIÓN Composición del café

5

Porcentaje de masa de cada parte

La cáscara (40 %) El mucílago (25 %)

Pergamino (5 %) Agua evap. (15%) El café seco ( 15 %) (Vargas, 2018)

1. INTRODUCCIÓN Café de calidad Clasificación nutricional / antioxidante Conservación de la cafeína Disminución de antioxidantes

con nivel de tueste.

Acidos clorogénicos

Adelgazante Promueve circulación sangre

6

1. INTRODUCCIÓN Café de calidad

7

Clasificación física y sensorial Tamaño, forma y variedad Nutrientes del suelo

Cuidado de la plantación Procesamiento

Análisis sensorial, Precio.

Imagen obtenida de https://www.cafeveracruz.com/blog/cafe-caracolillo/

1. INTRODUCCIÓN Café de calidad

8

Clasificación física / Densidad aparente Tamaño, humedad,

masa (g), Volumen (1 L) Café oro: 550 a 700 g/L Café tostado: 300 a 450 g/L (Illy y Viani, 2005)

a

mt  Va

1. INTRODUCCIÓN Café de calidad Densidad aparente del café tostado

(Vargas y otros, 2013)

9

1. INTRODUCCIÓN Café de calidad

10

Clasificación física / Pérdida de masa /Color Relación entre la masa inicial y la final (g) 23 22

MC

M

ME

E

55

45

35

Perda de massa (%)

21 20 19 18 17 16 15 14 65

Cor (número Tabela Agtron)

(Vargas-Elías, 2011)

1. INTRODUCCIÓN Café de calidad

11

Clasificación sensorial por puntos Menor a 80, TRADICIONAL Mayor a 80, ESPECIAL

Mayor a 85, SUPERIOR Superior a 90, EXÓTICO

(Vargas-Elías, 2011)

1. INTRODUCCIÓN Definición

12

Proceso de torrefacción La torrefacción es un proceso complejo que envuelve tanto la transferencia de energía del tostador a los granos, como la transferencia de masa de los granos al ambiente en forma de vapor y compuestos volátiles.

(FABBRI et al., 2011)

1. INTRODUCCIÓN Norma Internacional

13

Café de calidad Los granos beneficiados (café oro) son calentados, dependiendo del nivel de tostado del café.

(T,t)

TEMPERATURA [180 , 240] °C

TIEMPO [8 , 15] min

(OIC, 2017)

1. INTRODUCCIÓN Tres etapas

14

Café de calidad (diferente al tradicional) 12 - 1 %

15 – 22 %

SECADO

TUESTE

1–1% ENFRIAMIENTO

PROCESO

(VARGAS-ELÍAS, 2014)

1. INTRODUCCIÓN Secado y tueste de los granos

Aumento de 10 °C a partir 145 °C



(Vargas-Elías, 2014)

15

1. INTRODUCCIÓN Secado a alta temperatura

16

Primera etapa del tueste Temperatura de los granos (°C)

250

200

150

100 290 °C 310 °C 345 °C Ajuste

50

0 0

5

10

15

20

Tiempo de tueste (min)

(Vargas-Elías, 2014)

1. INTRODUCCIÓN Tueste de los granos

17

Café de calidad (tueste medio)

(Vargas-Elías, 2011)

1. INTRODUCCIÓN Tueste de los granos Patrón de color

(Abarca, Vargas, Araúz y Porras, 2018)

18

1. INTRODUCCIÓN Enfriamiento de los granos

19

Café de calidad Enfriamiento del café T=Ta+(Ti-Ta)*exp(-k*t)

Tmi ,n

y

Aire (v,T∞)

Tempertura de granos (°C)

200

n b

150 M1 = 500g M2 = 750g M3 = 1000g Ajuste 500 g Ajuste 750 g Ajuste 1000 g

100

50

m a

x

0 0

1

2

3

4

Tiempo (min)

(Bogantes, Vargas y Abarca, 2017)

2. Mร TODOS DE TUESTE 20 Transferencia de calor y humedad Tres formas de tostar.

Los granos son calentados por:

1. Conducciรณn 2. Convecciรณn 3. Radiaciรณn

http://elgourmeturbano.blogspot.com/search?updated-max=2015-11-17T14:30:00-04:00&max-results=46&reverse-paginate=true

2. Mร TODOS DE TUESTE 21 Transferencia de calor y equipos La conducciรณn de una placa caliente Los granos son calentados por contacto 1.

(Vargas y Abarca, 2018)

2. Mร TODOS DE TUESTE 22 Transferencia de calor y equipos La conducciรณn de una placa caliente El contacto de los granos no es completo.

(Vargas y Abarca, 2018)

2. MÉTODOS DE TUESTE Tostador convencional

23

La pared caliente conduce calor a los granos El cilindro está en movimiento constante.

(Vargas-Elías, 2011)

2. MÉTODOS DE TUESTE Tostador convencional Enfriamiento del metal Temperatura del interior del cilindro

(Abarca, 2017)

24

2. MÉTODOS DE TUESTE 25 Transferencia de calor y equipos Contacto con aire caliente (convección) Los granos son calentados con aire mayor que 180°C.

(Wang y Lim, 2013)

(Illy y Viani, 2005)

2. MÉTODOS DE TUESTE 26 Transferencia de calor y equipos Contacto con aire caliente (convección) Los granos son calentados por aire a más de 180°C.

(Wang y Lim, 2013)

2. Mร TODOS DE TUESTE 27 Transferencia de calor y equipos Fuente de calor radiante Los granos son calentados por radiaciรณn de calor.

(Vargas, 2018)

2. MÉTODOS DE TUESTE Los equipos para tostado

28

Utilizan una o varias fuentes de calor FUENTE DE CALOR

CONVECCIÓN CONDUCCIÓN

RADIACIÓN

(Vargas, 2018)

2. Mร TODOS DE TUESTE Los equipos para tostado

29

Tostador convencional cilindro rotativo

Pared perforada

Tostadores

Cilindro rotativo horizontal Pared lisa Tambor vertical estรกtico con cuchillas Tazรณn giratorio vertical Lecho fluidizado Tostador a presiรณn

(Abarca, 2017)

2. MÉTODOS DE TUESTE Continuo y Discontinuo Regulación del calor El final del tueste no necesita la misma energía, se puede disminuir la fuente de calor y llegar lentamente el punto final.

(Vargas, 2018)

30

3. CALENTAMIENTO Temperatura del grano

31

El grano debe estar en movimiento

(Vargas-ElĂ­as, 2011)

3. CALENTAMIENTO Temperatura del grano

32

El grano debe estar en movimiento

(Abarca, 2017)

33

4. PROCESO TORREFACCIÓN

Temperatura en el grano PROCESO

ENDOTERMICO [25 , 180] °C

EXOTERMICO [180 , 260] °C

(Botazzi et al., 2011)

34

RECOMENDACIONES 1. La selección de un buen café es la base para determinar el nivel de tueste en los granos.

35

RECOMENDACIONES 2. Los tuestes rápidos (color medio y claro)

Puntuación de bebida

85

80 MC M ME E

75

335°C

305°C

284°C

255°C

70

(Vargas, 2011)

0

5

10

15

20

25

Tiempo de torrefacción (min)

30

35

36

RECOMENDACIONES 3. Conocer el equipo y sus variaciones.

(Abarca, 2017)

37

RECOMENDACIONES 4. Identificar el tiempo de fractura (210 °C).

270

Temperatura da massa dos grãos (°C)

335 °C

305 °C

284 °C

255 °C

260

250

240

21 %

230

19 % 17 %

220

16 %

210 0

5

10

15

20

Tempo de torrefação (min)

(Vargas-Elías, 2011)

25

30

35

38

RECOMENDACIONES 5. Familiarizarse con los cambios de color.

(Porras,Vargas, AraĂşz y Abarca, 2018)

39

RECOMENDACIONES 7. Obtener dos tuestes con la misma masa.

300

Flujo de gas 100% Cafe 2Niveles Tueste

Temperatura (°C)

280

260

240

220 Medio Oscuro 200

180 0

2

4

6

8

10

tiempo (min)

(Vargas y Monge, 2018)

40

RECOMENDACIONES 8. Relación en la temperatura del sistema.

300

Humedad 11%

Temperatura (°C)

250

200

150

Aire 1 Aire 2 Granos 1 Granos 2

100

50 0

2

4

6

Tiempo (min)

8

10

(Vargas y Durán, 2018)

41

RECOMENDACIONES 9. Facilitar el contacto entre el aire y el grano.

Tmi ,n

y

Aire (v,T∞)

n b

m a

x

(Bogantes, Vargas y Abarca, 2017)

CONCLUSIÓN TUESTE

42

El grano siempre debe estar en movimiento.

La temperatura en el tostador debe ser mayor a 180 °C. El enfriamiento debe producirse con el contacto del aire a temperatura ambiente.

La inspección visual debe ser contínua.

42

43

MUCHAS GRACIAS!

gvargase@gmail.com https://www.researchgate.net/profile/Guillermo_Vargas-Elias

BIBLIOGRAFÍA

44

Abarca, R. (2017). Estudio del proceso de torrefacción del café (Coffea arabica) en tostador convencional Tesis de Licenciatura. San José, Costa Rica: Universidad de Costa Rica. Bonnländer, B.; Eggers, R.; Engelhardt, U.H.; Maier, H.G. Roasting. In: ILLY, A.; VIANI, R. (Eds.). Espresso coffee: the science of quality. 2.ed. London: Elsevier Academic Press, 2005. Bottazzi, D.; Farina, S.; Milani, M.; Montorsi, L. A numerical approach for the analysis of coffee roasting process. Journal of Food Engineering, v. 112, p. 243-252, 2012.

Fabbri, A.; Cevoli, C.; Alessandrini, L.; Romani, S. Numerical modeling of heat and mass transfer during roasting process. Journal of Food Engineering, v. 105, p. 264-269, 2011.

Illy, A.; Viani, R. Espresso coffee: the science of quality. 2ed. London Academic Press Limited, 2005.398 p. OIC, 2017. ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DEL CAFÉ - OIC. Sobre el café: Torrefacción y preparación. Disponible en: http://www.ico.org/es/making_coffeec.asp?sect ion=Acerca_del_caf%E9 . Acesso em: 30 set. 2017. Vargas-Elías, G. A. 2011. Avaliação das propriedades físicas e qualidade do café em diferentes condições de torrefação. Tesis de Maestría en Ingeniería Agrícola. Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, MG; Brasil. 114 p. Vargas-Elías, G. A. 2014. Cinética do aquecimento, expansão volumétrica e perda de massa em grãos de café durante a torrefação. Tesis de Doctorado en Ingeniería Agrícola. Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, MG; Brasil. 68 p Vargas-Elías, G. A. Corrêa, Paulo C., Souza, Natália R. de, Baptestini, Fernanda M., Melo, Evandro. 2016.

Cinética da perda de massa do café arábica durante a Torração. Eng. Agríc. [on-line]. Vol.36, n.2 [cited 2018-0203], pp.300-308.

Disponible en: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010069162016000200300". Wang, X.; Lim, L.T. 2013. A kinetics and modeling study of coffee roasting under isothermal conditions. Food Bioprocess Technology.

In press.

(DOI 10.1007/s11947-013-1159-8).

Disponíble en: < http://link.springer.com/article/10.1007/s11947-013-1159-8>. Accesado: 3 de febrero 2018.

MÃ&#x2030;TODOS

45

ALTERNATIVOS * TIEMPO

MASA EQUIPO

TEMPERATURA

(Vargas, 2018)