elaboracion de la curva de secado para la
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ELABORACION DE LA CURVA DE SECADO PARA LA PULPA DE CAFÉ OBTENIDA
MEDIANTE EL BENEFICIO CON DESMUCILAGINADOR Y BENEFICIO
TRADICIONAL.
MIGUEL FELIPE LOZADA Cód. 2009181015ANDRÉS FELIPE BUITRAGO Cód. 2007269677
¿POR QUÉ PULPA DE CAFÉ?
O Con el fin de buscar alternativas para mitigar el problema de contaminación y dar un uso aprovechable a ese 80% ya sea en alimentación animal o vegetal, nace la idea de observar el comportamiento de la pulpa de café a través de las técnicas de conservación (secado), por medio de los cuales se busca hallar la curva de secado de este subproducto.
OBJETIVOSO O GENERAL:O Elaborar la curva de secado para la pulpa de café
obtenida mediante el beneficio con desmucilaginador y beneficio tradicional.
O O ESPECIFICOS:O Determinar el contenido de humedad en base húmeda
de la pulpa de café, basada en la norma ISO-6673O Determinar el tiempo de secado del producto.O Determinar si hay diferencias en el contenido de
humedad en la pulpa obtenida por dos métodos de beneficio (con desmucilaginador y tradicional)
O A partir de la curva de secado analizar posibles usos para el producto obtenido.
GENERALIDADESLas plantas de café son originarias de la antigua ETIOPIA en la República de Yemen.Es fácil confundirse con el origen verdadero del café, ya que antiguas leyendas sobre el cultivo y la costumbre de tomar café provienen de Arabia.La pulpa de café es la parte carnosa que se encuentra entre la cáscara y el grano o semilla, llamada también mesocarpio y se encuentra formado por una capa de células esponjosas con espesor aproximado de 5 mm.
O El alto contenido de agua de la pulpa de café más de (75%) hace costoso y difícil su manejo y conservación. Sin embargo, su composición química está en favor de su uso como ingrediente en la dieta de los animales de la finca.
VALOR NUTRICIONAL
Ca 554P (mg%) 116Fe (mg%) 15Na (mg%) 100K (mg%) 1765Zn (ppm) 4Cu (ppm) 5Mn (ppm) 6,25B (ppm) 26
TABLA N° 1 VALOR NUTRICIONAL DE LA PULPA DE CAFE
FUENTE. Braham Y Bressani
METODOLOGÍAO Deshidratación con horno
mecánico a combustión interna indirecta.
Tomando dos tipos de beneficio para café, (con desmuciliginador y tradicional) se toma la pulpa de café y se deja en el horno a una temperatura promedio de 55°C haciendo seguimiento cada 30min y tomando datos de su peso para calcular así las perdidas de humedad y posteriormente la construcción de la curva de secado.
EQUIPOS UTILIZADOSO Horno (marca: R&R,
circulación rotativa, temperatura de
trabajo 0 a 360°c)O Balanza semianalítica
(marca: Dhaus, modelo: Scout Pro, precisión: 0,1 gr, capacidad: 1000gr).
O TamizO TaraO Pulpa de café
PROCEDIMIENTO
1. El contenido de la bolsa negra corresponde a la pulpa de beneficio con desmuciliginador, la otra corresponde a pulpa de café de beneficio tradicional.
2. Se pesan 150gm de pulpa, distribuyendo su contenido en 3 tamices de 50gm cada uno.
3. En total se introducen 6 tamices en el horno, 3 de pulpa de café por beneficio con desmuciliginador y 3 de pulpa de café por beneficio tradicional.
4. Arriba corresponde a la pulpa de beneficio con desmuciliginador.Abajo corresponde a pula de café de beneficio tradicional.
5. El resultado final pasadas 24 horas, es una pulpa de color marrón con un agradable aroma. Cabe aclarar que se tomaron pesos cada 30min a cada una de las muestras.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
1. Determinación del contenido de humedad en base húmeda:
Dónde: = Contenido de Humedad en base húmeda
= Peso inicial = Peso final
2. Determinación de la desviación estándar:
Ecuación. 2
3. Determinación del coeficiente de variación.
C.V = C.V= C.V = 4,76x103
PESO
INICIAL (gr)PESO
FINAL (gr)
C. HUMEDAD
(%)
TARA 1 50 10,1 79,8
TARA 2 50 9,9 80,2
TARA 3 50 9,8 80,4
50 9,93 80,1
0,381
C.V 4.76x10-3
TABLA N° 1 CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO Y DESVIACION ESTANDAR PARA BENEFICIO CON DESMUCILAGINADOR
PESO INICIAL
(gr)PESO FINAL
(gr)C. HUMEDAD
(%)TARA 1 50 9,4 81,2TARA 2 50 9,4 81,2TARA 3 50 9,7 80,6
50 9,50 81,0 0,489
C.V 6,04x10-3
TABLA N° 2 CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO Y DESVIACION ESTANDAR PARA BENEFICIO TARDICIONAL
El contenido de humedad para los dos métodos de beneficio dió como resultado valores muy parecido, el hecho que en el beneficio con desmucilaginador, la cantidad de agua utilizada para la labor sea menor en comparación con el beneficio tradicional no influye en la humedad de la pulpa. De igual manera el coeficiente de variación es pequeño, esto indica la similitud de los datos.
4. DETERMINACIÓN DE LA RAZÓN DE HUMEDAD:
Dónde:
MR = Razón de Humedad
= Contenido de humedad en un tiempo determinado
Humedad de equilibrio Humedad inicial
Wi (gr.)
Wi (gr.)
Wi (gr.)
PESO pr (gr.)
Chbh (%)
% HTiempo
Min.MR Ln MR
269,5 256,8 234,3 253,5 77,938 77,94 0 1,00 0,00
260,6 251 230,1 247,2 77,38 0,5 0,99 -0,01
250,1 237,2 215,3 234,2 76,12 1 0,98 -0,02
236,8 228,3 206 223,7 75,00 1,5 0,96 -0,04
228,4 217,4 199,4 215,1 73,99 2 0,95 -0,05
220,7 209,7 188,6 206,3 72,89 2,5 0,93 -0,07
213,5 197,9 178,5 196,6 71,55 3 0,92 -0,09
199,6 189,8 168,2 185,9 69,91 3,5 0,90 -0,11
187,5 183 159,1 176,5 68,32 4 0,88 -0,13
179,1 176,6 152,1 169,3 66,95 4,5 0,86 -0,15
172,1 167,4 142,9 160,8 65,21 5 0,84 -0,18
163,5 161,1 134,7 153,1 63,47 5,5 0,81 -0,21
157,1 152,7 129,1 146,3 61,77 6 0,79 -0,23
150,6 147,9 122,8 140,4 60,17 6,5 0,77 -0,26
136,9 134,5 113,4 128,3 56,39 7,5 0,72 -0,33
59,9 56,2 52,5 56,2 0,47 24 0,00 #¡NUM!
TABLA N° 3 DETERMINACION DE CHbh, % H, RAZON DE HUMEDAD Y Ln DE MR PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL BENEFICIO CON DESMUCILAGINADOR
GRAFICA N°1 CURVA DE SECADO PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL BENEFICIO CON
DESMUCILAGINADOR
0 5 10 15 20 25 300.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
% H VS TIEMPOLinear ( % H VS TIEMPO)
TIEMPO (HORAS)
% H
UM
ED
AD
GRAFICA N° 2 CURVA LN de MR VS TIEMPO PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL BENEFICIO CON DESMUCILAGINADOR
0 1 2 3 4 5 6 7 8
-0.35
-0.30
-0.25
-0.20
-0.15
-0.10
-0.05
0.00
f(x) = − 0.0524953349970301 x + 0.0778559442101735R² = 0.994857141386132
f(x) = − 0.0278152146176581 x + 0.00319464832506022R² = 0.993027864935282
Ln de Mr vs Tiempo
LN de MR VS TIEMPO
TIEMPO (Horas)
LN
de M
R
TABLA N° 4 DETERMINACION DE CHbh, % H, RAZON DE HUMEDAD Y LN DE MR PARA PULPA OBTENIDA CON
BENEFICIO TRADICIONAL
Wi (gr.)Wi
(gr.)Wi (gr.)
PESO pro (gr.)
CHbh (%)
% HTiempo Horas
MR Ln MR
337,3 278,4 297,6 304,4 78,71 78,71 0 1,00 0,00
327,6 273,6 292,3 297,8 78,24 0,5 0,99 -0,01
304,3 255,3 275,6 278,4 76,72 1 0,97 -0,03
291 244,9 263 266,3 75,67 1,5 0,96 -0,04
280,4 235,4 254,4 256,7 74,76 2 0,95 -0,05
268,2 225,6 244,9 246,2 73,68 2,5 0,94 -0,07
254,3 215,5 232,5 234,1 72,32 3 0,92 -0,09
242,2 203,9 220 222 70,82 3,5 0,90 -0,11
230,4 193,8 211,5 211,9 69,42 4 0,88 -0,13
220,3 185,1 202,4 202,6 68,02 4,5 0,86 -0,15
208,2 175,1 193,8 192,4 66,31 5 0,84 -0,17
200 165,9 185,8 183,9 64,76 5,5 0,82 -0,20
190,6 156,6 177,6 174,9 62,96 6 0,80 -0,23
182,7 150,3 170,4 167,8 61,38 6,5 0,78 -0,25
165 135,5 155,7 152,1 57,39 7,5 0,73 -0,32
71,6 59,7 64,2 65,2 0,56 24 0,00 #¡NUM!
GRAFICA N°3 CURVA DE SECADO PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL
BENEFICIO TRADICIONAL
0 5 10 15 20 25 300
20
40
60
80
100
% HUMEDAD VS TIEMPOLinear (% HUMEDAD VS TIEMPO)
TIEMPO (HORAS)
% H
UM
ED
AD
GRAFICA N°4 CURVA LN de MR VS TIEMPO PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL
BENEFICIO TRADICIONAL
0 1 2 3 4 5 6 7 8
-0.35
-0.30
-0.25
-0.20
-0.15
-0.10
-0.05
0.00
f(x) = − 0.0544469672131147 x + 0.0979402459016392R² = 0.993057948755662
f(x) = − 0.0304021428571429 x + 0.00545000000000001R² = 0.989433378990338
Ln de Mr vs Tiempo
Series1Linear (Series1)Series3Linear (Series3)
TIEMPO (Horas)
LN
de M
R
5. DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD:
Dónde:
Dt = Difusividad del producto
= Pendiente de la curva Ln de MR VS Tiempo
Altura de la capa en mm para placa plana.
-13,02
TABLA N° 5 DETERMINACION DE LA DIFUSIVIDAD PARA LA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL
BENEFICIO CON DESMUCILAGINADORTiempo (Horas) Espesor (mm) K Dt
0 34 -0,0278 -13,020,5 34 -0,0278 -13,021 34 -0,0278 -13,02
1,5 33,5 -0,0278 -12,642 33 -0,0278 -12,27
2,5 32,5 -0,0278 -11,903 32 -0,0525 -21,79
3,5 31 -0,0525 -20,454 30 -0,0525 -19,15
4,5 29,5 -0,0525 -18,525 29 -0,0525 -17,89
5,5 28 -0,0525 -16,686 27 -0,0525 -15,51
6,5 26,5 -0,0525 -14,947,5 23,8 -0,0525 -12,0524 20 -0,0525 -8,51
Fuente. Buitrago y Lozada 2013
GRAFICA N°5 CURVA Dt VS TIEMPO PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL BENEFICIO CON DESMUCILAGINADOR
0 5 10 15 20 25 30
-25.00
-20.00
-15.00
-10.00
-5.00
0.00
Series1Linear (Series1)Series3
TIEMPO (Horas)
Dt
TABLA N° 6 DETERMINACION DE LA DIFUSIVIDAD PARA LA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL BENEFICIO TRADICIONALTiempo (Horas) Espesor (mm) K Dt
0 34 -0,0304 -14,240,5 34 -0,0304 -14,241 34 -0,0304 -14,24
1,5 33,5 -0,0304 -13,832 33 -0,0304 -13,42
2,5 32,5 -0,0304 -13,013 32 -0,0304 -12,62
3,5 31 -0,0304 -11,844 30 -0,0544 -19,84
4,5 29,5 -0,0544 -19,195 29 -0,0544 -18,54
5,5 28 -0,0544 -17,296 27 -0,0544 -16,07
6,5 26,5 -0,0544 -15,487,5 23,8 -0,0544 -12,4924 20 -0,0544 -8,82
27,5 20 -0,0544 -8,82
GRAFICA N°6 CURVA Dt VS TIEMPO PARA PULPA OBTENIDA MEDIANTE EL BENEFICIO TRADICIONAL
0 5 1015202530
-25.00
-20.00
-15.00
-10.00
-5.00
0.00
Series1Linear (Series1)Series3
Tíempo (Horas)
Dt
CONCLUSIONES
O Tanto la curva de secado como la gráfica de la difusividad tienen un comportamiento similar para las dos muestras estudiadas en ambos casos el tiempo de secado se estima en 24 horas, un cambio drástico en la pendiente de la curva a las siete horas y media, con un tiempo igual para la gráfica de difusividad donde esta alcanza una leve estabilización al cabo de 24 horas, teniendo una igual incidencia en las dos gráficas.
O A pesar que la mayor utilización de este subproducto sea en alimentación de animales y compostaje, se conoció de su uso como bebida aromática, mezclado con especies llamándosele Quishr, en nuestro trabajo se puso a hervir agua para luego hacer una infusión del producto dando como resultado una bebida de sabor agradable al gusto.
O Al hacer una comparación con estudios realizados en cuanto al tema de las propiedades termofisicas del café, un estudio realizado por estudiantes de la universidad del Tolima demostró que para el café tradicional la difusividad está en un valor de0,0018 0,00004, y para el café orgánico es de0,0022 0,00004, siendo el primero un valor más cercano a la difusividad obtenida en este proyecto donde se obtuvo un valor de -8,82 para la pulpa con beneficio tradicional y -8,51 para la pulpa obtenida con desmucilaginador, es así como en el presente trabajo los dos valores son similares pero más aproximados a los valores obtenidos para café tradicional. También cabe resaltar que los valores obtenidos en café fueron hallados por medio de técnicas fotoacustica, métodos de alta precisión si lo comparamos con el método que se utilizó en el presente trabajo.
O La difusividad permanece constante cuando no hay afectación, ni deformación en las células que componen el producto, varía en función del contenido de humedad cuando hay deformación, esto se cumplió en gran parte en el experimento tal vez por error en la selección y clasificación del producto, a que se afectaron las condiciones dentro del horno al permanecer abierto por mucho tiempo indebidamente, ya que se hace necesario abrir y cerrar el horno para realizar el peso de la muestra.
