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Diseño de una planta de beneficio de grano de Café



    1. Objetivos:
    2. Introduccion
    3. Antecedentes
    4. La planta del
      café
    5. Especies y
      variedades
    6. Cosecha.
    7. Proceso
      productivo
    8. Listado de maquinaria y
      equipo.
    9. Diagrama de
      bloques
    10. Diagrama de
      flujo
    11. Plano general de distribucion de
      la planta
    12. Bibliografia

    OBJETIVOS:

    OBJETIVO GENERAL:

    " DISEÑO
    DE UNA PLANTA BENEFICIADORA DE CAFÉ DE ALTURA (CAFÉ
    PERGAMINO) A PARTIR DE LA CEREZA DE CAFÉ"

    PARTICULARES:

    1. Elaborar un diagrama de
      flujo de la planta procesadora.
    2. Realizar un balance de materia de
      la línea de proceso.
    3. Dimensionar la nave de producción.
    4. Construir un plano de distribución de maquinaria y
      equipo.

    INTRODUCCION

    Muchas leyendas
    existen alrededor del origen del café, quizá las
    referencias más antiguas acerca de su uso se remonten al
    antiguo testamento. Existe una leyenda que dice que el
    café fue un regalo del cielo enviado por Ala a Mohammed a
    través del Angel Gabriel. No olvidamos la historia clásica que
    habla del descubrimiento del café por las cabras del
    pastor Kaldi, que noto su excitación después de que
    estas habían masticado los frutos de lo que era la planta
    del café, con los cuales, una vez que los tostó,
    molió y preparo la infusión, pudo comprobar dicho
    efecto.

    Aunque el cultivo del café propiamente se inicio
    alrededor del año 575, la primera referencia escrita
    acerca del café-bebida la realizo Razés, un medico
    árabe, en el siglo décimo.

    Desde la introducción del café al mundo
    occidental en el siglo XVI, esta bebida ha acompañado las
    actividades del hombre en
    forma ininterrumpida.

    El café, por sus excelentes cualidades de sabor y
    aroma pero sobre todo, por al sensación agradable que
    provoca en la persona que lo
    bebe, ha ido ganando adeptos a través de todas las
    épocas y es hoy, mas que nunca, cuando esta bebida se
    encuentra en la cima de popularidad.

    Esta presente tanto en las actividades rutinarias de una
    oficina o
    industria
    así como también durante una cálida charla
    entre amigos y claro, es el compañero ideal de una noche
    de desvelo previa a un examen o a la realización de un
    trabajo de diseño de plantas de
    alimentos.

    Para México,
    cuarto productor mundial del aromático, el café
    reviste una importancia económica de primer grado, ya que
    provee de divisas extranjeras al país en forma muy
    importante además de que es una fuente considerable de
    empleos

    ANTECEDENTES

    Se dice que la primera planta de café
    transportada a Europa se hizo en
    1616 a los jardines botánicos de Amsterdam y fue la que
    dio origen a las plantas llevadas
    a las indias orientales a través de la
    compañía Holandesa de las Indias Orientales que
    controlaba el comercio de
    las especies en las Islas Molucas y cuyo centro administrativo se
    establece en Jakarta, Java en 1619. La
    pujanza económica y la consolación de las colonias
    holandesas favorecen el cultivo del café en forma muy
    importante en Ceylan y Java a principios del
    siglo XVIII, siendo estas las colonias más importantes del
    imperio holandés en el oriente.

    Los primeros estudios del café-bebida se remontan
    al siglo XVI. Sin embargo, el consumo se
    limitaba a la gente de altos recursos ya que
    el costo de la
    bebida era poco accesible.

    Tiempo después, el burgomaestre de Amsterdam
    Obsequio a Luis XIV de Francia una
    planta del café traída de Java que fue
    cuidadosamente cultivada en invernadero. Este fue el origen de
    las plantas enviadas a la Guyana francesa en 1715 y la Martinica
    en 1720. De ahí se enviaron cafetos a Haití y Santo
    Domingo. Fueron realmente los franceses y holandeses los agentes
    difusores más importantes de café en el nuevo
    mundo.

    Muy poco tiempo
    después, España
    comienza a introducir cafetos a sus colonias en las indias
    orientales. Fue Inglaterra el
    ultimo país en introducir el café a sus colonias
    empezando por Jamaica en 1730 y la india en
    1840.

    De la Guyana Francesa se introduce el café al
    Brasil en1727
    al sur de Para y de ahí a Manaos, Río de Janeiro y
    sao Paulo.

    Al tiempo que el
    café es introducido en brasil, de las
    islas de Haití y la Martinica salieron las primeras
    plantas hacia México y
    Centro América
    previo establecimiento en cuba.

    Los misioneros españoles contribuyeron a propagar
    el cultivo del café en Puerto Rico y la
    capitanía general de Guatemala de
    la que dependía el estado de
    Chiapas. Al Salvador entraron plantas provenientes de Cuba en 1760
    para después de 30 años llegar a Colombia.

    La introducción de cafetos a México se
    sitúa hacia 1744, se sabe que en 1790 llegaron al primer
    lugar donde se cultivaron, que fue Córdoba, Veracruz,
    procedentes de la isla de Cuba. Posteriormente también
    proveniente de Cuba fueron sembrados cafetos en la hacienda de
    Zimpiazahua en Coatepec, Veracruz. A partir de este centro se
    comenzó a diseminar el cultivo por toda la zona cafetalera
    central de Veracruz, sierra norte de Oaxaca, puebla, Hidalgo y
    San Luis Potosí.

    El cultivo de café en las colonias
    españolas fue grandemente favorecido por el impulso que el
    criollo dio a esta industria que
    prometía ser muy lucrativa, aunado a que España se
    encontraba debilitada y ejercía poco control sobre sus
    colonias.

    En el año de 1802 se dio la primera
    operación de exportación de café mexicano que fue
    de 272 quintales, por el puerto de Veracruz. A partir de 1882
    nuestro país ha estado
    exportando café a diferentes partes del mundo en forma
    ininterrumpida.

    En 1949, el gobierno federal
    crea la Comisión Nacional Del Café con el fin de
    promover el cultivo y mejoramiento de la calidad de
    café. En 1958, se crea el Instituto Mexicano Del
    Café con el fin de difundir y mejorar el cultivo,
    beneficiado y comercialización del café mexicano,
    tanto en el ámbito nacional como en el internacional. Esta
    institución surge en un momento en que el país
    cuenta con una planta industrial que incluye todas las fases de
    industrialización del café, es decir, el
    beneficiado, el tostado y molido, y la elaboración de
    cafés solubles.

    LA PLANTA DEL
    CAFÉ

    Comercialmente, las dos especies más importantes
    de café son: Coffea arabica y Coffea
    canephora que pertenecen a la subdivisión
    Erythrocoffea que es parte del grupo Eucoffea
    que es una de las divisiones del genero
    coffea.

    La planta de café pertenece al grupo de las
    dicotiledoneas y puede alcanzar una altura de 10 m en un estado
    silvestre aunque su cultivo de da cuando su altura es de 3 m para
    facilitar la cosecha y mantener una forma adecuada del
    árbol. Las ramas primarias se ponen horizontalmente o en
    forma inclinada y las hojas crecen por pares en pequeños
    tallos. Son alrededor de 15 cm de largo en C.
    arábica y un poco mas largas en C. cenadora de
    forma oval o lanceolada y de color verde
    oscuro brillante.

    Las primeras flores se producen a los 3 o 4 años
    y son de color blanco
    acremado y de aroma dulzón. Aparecen en racimos en las
    uniones de las hojas con el tallo.

    La corola es de unos 20 mm de largo, dividida en la
    parte superior por 5 pétalos. Para su
    fertilización, C. canephora requiere de la
    polinización cruzada mientras que C. arábica
    se fertiliza por autopolinización.

    Después de la caída de las flores, los
    ovarios se desarrollan lentamente en drupas ovales de unos 18 mm
    de largo por unos 10 a 15 mm de diámetro, al inicio verdes
    para llegar a un color rojo cuando son maduras y que por su forma
    y color se les llama cerezas momento en que son cosechadas. Es
    común encontrar frutas verdes y rojas en un mismo racimo
    especialmente en regiones donde la distribución de las lluvias es constante en
    el año.

    El grano de café, son las semillas de estos
    frutos, encontrándose normalmente dos semillas en cada uno
    unidos por el lado de su cara plana. Cada grano esta cubierto por
    un tegumento muy delgado llamado película plateada
    (espermodermo), que a su vez esta cubierto por otra
    película mas libre, de color amarillento, llamada pajilla
    o cascabillo (endocarpio). Enseguida ambos granos o semillas se
    hallan rodeadas de una pulpa mucilaginosa dulce (mesocarpio) que
    forma la carne de la cereza.

    Ocasionalmente una de las dos semillas puede no
    desarrollarse, entonces la otra adquiere una forma redonda en su
    sección transversal.

    ESPECIES Y
    VARIEDADES

    Como se ha mencionado, únicamente dos especies
    tienen importancia económica: C. arábica y
    C. canephora conocidas comercialmente como arábica
    y robusta. Otras dos especies: C. libérica y C.
    dewevrei conocidas como libérica y excelsa,
    también se manejan comercialmente sin tener una
    importancia económica significativa.

    Las especies de arábica son las que dan origen al
    café mas apreciado por su sabor y aroma aunque
    comercialmente se les clasifica de acuerdo al proceso de
    beneficio a que son sometidas, ya sea seco o húmedo,
    siendo este ultimo el que proporciona el producto de
    mayor calidad. Se les
    utiliza con mayor frecuencia en la elaboración de
    cafés tostados y molidos.

    Existen también híbridos de arábica
    y canephora. El más conocido es la arabusta.

    COSECHA.

    Una vez madurado, el fruto del cafeto se somete a la
    cosecha. Del cuidado que se tenga para llevar a cabo esta
    actividad, dependerá la calidad de la materia prima
    a industrializar, calidad que se reflejara en el café
    procesado.

    Para lograr una cosecha de calidad, que tenga un
    precio
    adecuado en el mercado, es
    necesario cosechar cerezas maduras únicamente, evitando
    cerezas verdes o secas, hojas, ramitas o cualquier otra impureza.
    Para conseguir esta selección,
    se deberán hacer tantas "pasadas" o cortes como la
    maduración de frutos lo aconseje. El primer corte o
    "pepena" sirve para recolectar maduraciones tempranas y frutos
    secos o enfermos. El último corte o "arrase", no debe
    representar mas del 5% de la cosecha total. Es recomendable
    separar los frutos maduros de los verdes.

    Los frutos verdes no se deben cosechar debido a que
    pesan menos, en la despulpadora sufren mordeduras, se secan
    difícilmente por su alta humedad y pueden causar
    enmohecimiento al ser almacenadas. Las cerezas verdes demeritan
    el sabor de la bebida y son responsables de la presencia de
    granos negros y manchados observados en el café trillado.
    Todos estos inconvenientes merman la ganancia del
    productor.

    La cosecha mecánica no ha podido superar las ventajas
    de la recolección a mano. Sin embargo, continúan
    las investigaciones
    en este sentido.

    La producción de café tiene dos
    diferentes procesos que
    son utilizados para obtener un producto
    intermediario, para posteriormente ser tratado exactamente de la
    misma forma, sea cual fuere el camino inicial. Estos métodos
    son proceso seco, el cual produce cereza de café seca y el
    otro es el proceso húmedo el cual produce el café
    pergamino.

    El proceso seco es generalmente usado para el
    café robusto, pero también es usado en Brasil para
    la mayoría de cafés arábiga. El
    proceso húmedo, de otra manera, es usado para el
    arábiga y el resultado es el llamado café
    ligero, cuando la fermentación es incluida en el proceso de
    preparación. El proceso seco es muy simple y es el
    más importante de todos, es de baja demanda con
    respecto a la cosecha, desde que la baya de la cereza se cosecha
    esta inmediatamente se seca. En contraste con el proceso
    húmedo que requiere un control
    más estricto de la cosecha como vainas sin secar o con
    vainas aun húmedas que no pueden manejarse por las
    maquinas de pulpado.

    La composición del mucilago es la
    siguiente:

    84.2 % de agua

    8.9 % de proteína

    4.1 % de azúcar (un 60% son azucares
    reductores)

    0.9 % de ácidos
    pécticos

    0.7 % de cenizas

    Sivets reporta un contenido de 12% de ácidos
    pecticos y 3% de azucares como composición general, siendo
    el resto 65% de agua.

    Los ácidos pectinicos están compuestos por
    cadenas lineales de polímeros de ácidos formadas
    principalmente de hidroxilhexosas (azucares) predominando la
    galactosa seguida por arabinosa y otros azucares. Los
    ácidos pectinicos son clasificados como protopectinas.
    junto con los ácidos pectinicos y los azucares, varias
    enzimas que
    forman el mucilago y la pulpa que lo rodea durante el desarrollo del
    fruto y que son protopectinasas, pectinasas, pectinesterasas y
    pectasas. Cada enzima actúa sobre el sustrajo del que tomo
    el nombre. Si la fruta no fue cosechada y cayo al suelo, estas
    enzimas se
    encargaran de hidrolizar la pulpa y el mucilago una forma natural
    para liberar a las semillas y que estas sigan su proceso natural
    como agentes de reproducción; en cambio, si la
    fruta es despulpada previamente, como sucede en el beneficio, el
    mucilago queda expuesto a una gran cantidad de microorganismos
    como bacterias y
    hongos que se
    encuentran en ese medio muy favorable para su
    crecimiento.

    Después de secado, la etapa de proceso del secado
    de la cereza de café (también llamado curado) y
    café pergamino es muy similar, las diferencias radican en
    el equipo usado para quitar el sobrante de la cubierta externa de
    los frijoles de café verde, el tamaño y el
    color.

    La preparación técnica no juega un rol
    real en la calidad intrínseca del café verde final,
    pero sin embargo este es significativo si el daño al
    producto puede ser evitable.

    La polución de café tiene dos diferentes
    procesos que
    son utilizados para obtener un producto intermediario, para
    posteriormente ser tratado exactamente de la misma forma, sea
    cual fuere el camino inicial. Estos métodos
    son proceso seco, el cual produce cereza de café seca y el
    otro es el proceso húmedo el cual produce el café
    pergamino.

    El proceso seco es generalmente usado para el
    café robusta, pero también es usado en Brasil para
    la mayoría de cafés arábiga. El
    proceso húmedo, de otra manera, es usado para el
    arábiga y el resultado es el llamado café
    ligero, cuando la fermentación es incluida en el proceso de
    preparación. El proceso seco es muy simple y el más
    importante de todos, es de baja demanda con
    respecto a la cosecha, desde que la baya de la cereza se cosecha
    esta inmediatamente se seca. En contraste con el proceso
    húmedo que requiere un control más estricto de la
    cosecha como vainas sin secar

    El presente trabajo esta enfocado en el diseño de
    una planta productora de café que utiliza el
    proceso

    PROCESO
    PRODUCTIVO

    1. Recepción de la materia
      prima.
    2. Pesado.
    3. Almacén y lavado.
    4. Escurrido y clasificación de
      tamaño.
    5. Despulpado.
    6. Fermentación.
    7. Lavado.
    8. Secado.
    9. Morteado y pulido.
    10. Clasificación por tamaño y densidad
      colorimétrica.
    11. Empacado.
    12. Almacenamiento.

    LISTADO DE MAQUINARIA Y
    EQUIPO.

    EQUIPO PRINCIPAL

    1. Tolvas.
    2. Cribadoras.
    3. Despulpadoras.
    4. Fermentadores/Lavadores.
    5. Secadores (torres de secado y patio de
      secado).
    6. Morteado y pulido.
    7. Clasificadores de café pergamino. (de
      tamaño y colorimétricos)
    8. Empacadoras.

    EQUIPO COMPLEMENTARIO.

    1. Bascula
    2. Bombas para agua.
    3. Caldera
    4. Montacargas de brazos.
    5. Equipo de laboratorio
      de control de
      calidad:
    1. Balanza analítica.
    2. Vernier
    3. Refractómetro.
    4. Potenciómetro.
    5. Matraces volumétricos .
    6. Vasos de precipitados de diversas
      capacidades.
    7. Pipetas de diferentes volúmenes.
    8. Mechero bunsen.
    9. Campana de flujo laminar.
    10. Estufas.
    11. Cepas y medios de
      cultivo.
    12. Reactivos químicos calidad RA.

    EQUIPO ACCESORIO.

    1. Refacciones diversas.
    2. Herramientas.
    1. Desarmadores (planos y philips)
    2. Llave stilsón.
    3. Juegos de llaves Allen
    4. Llaves españolas de diferentes
      medidas.
    5. Llaves perico.
    6. Pinzas de punta.
    7. Pinzas de presión.
    8. Mazos.
    9. Martillos.
    10. Taladros.
    11. Serruchos.
    12. Palas.
    13. Picos.
    14. Escaleras.

    DESCRIPCION DEL PROCESO PRODUCTIVO.

    MATERIA PRIMA.

    • Cereza de café.

    Reino

    Vegetal

    División

    Espermatofitas

    Subdivisión

    Angiospermas

    Clase

    Dicotoledoneas

    Subclase

    Gamopetalas
    inferiovariadas

    Orden

    Rubiales

    Familia

    Rubiaceas

    Tribu

    Cofeales

    Genero

    Coffea (4 grupos)

    Subgénero

    Eucoffea (5 divisiones)

    Especies

    Arábica, libérica,
    canephora, dewevrei)

    • Fruto cosechado en el momento justo de su
      maduración (nunca verdes).
    • Tamaño mediano a grande.
    • Sin picaduras de aves.
    • Sin magulladuras.
    • Sin podredumbre.
    • Humedad aproximada del 84%.
    • Bajo contenido de azúcar (4.1%)

    PRODUCTO TERMINADO.

    Café pergamino Color característico

    Aroma clásico Brillo agradable

    Textura dura y lisa. Empacado en costales de 70
    kg.

    DIAGRAMA DE BLOQUES

    PROCESO HUMEDO

    Para ver el grafico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    DESCRIPCION DEL DIAGRAMA DE
    BLOQUES

    Este procedimiento
    permite obtener los cafés no lavados (unwashed), fuertes o
    de tipo brasileño.

    El proceso de secado es el más simple método.
    Este consiste en el secado de la fruta intacta inmediatamente
    después de cosechada. Este método es
    usado para el café robusta, pero también para el
    90% de los cafés arábiga brasileño. Este es
    altamente conveniente.

    RECEPCION DE MATERIA
    PRIMA:

    El cultivo debe transportarse lo antes posible al centro
    de procesamiento, por que el calentamiento en el transporte
    puede causar daños irreparables (producción de
    semilla descolorida, semillas con mal olor, etc.). La cosecha es
    generalmente descargada en contenedores de 1.5-2m³ para una
    tonelada de cerezas.

    La recepción generalmente se realiza al final de
    la jornada de trabajo, en las ultimas horas de la tarde. Al
    momento de recibir el café cereza, este es pesado, y es
    necesario que el proceso de beneficio se inicie antes de un
    termino superior a las 24 horas de haber sido cortados los frutos
    para evitar el riesgo de
    fermentaciones prematuras y mermas en el peso. Se debe evitar
    también el amontonar el producto por tiempos prolongados.
    Enseguida, será muestreado para determinarle el contenido
    de humedad y de impurezas.

    ALMACENAMIENTO Y LAVADO:

    Se almacena el café cereza en tolvas llenas de
    agua en un 50% de su capacidad. La cereza es llevada al tanque de
    lavado por flotación. El tanque tiene un sifón
    (P>75mm), los cuales transportan al despulpador las cerezas.
    Este simple sistema satisface
    varias funciones:

    1. Clasifican los cafés maduros de los verdes y
      vanos, así como también eliminan hojas, ramas,
      etc., por diferencia de peso especifico, ya que el café
      maduro tiende a irse al fondo del tanque mientras que los
      granos verdes y vanos, o con la semilla, así como ramas
      y hojas, tienden a flotar.
    2. Dosifican a través de un sistema de
      sifón o de vasos comunicantes, el gasto de las máquinas
      despulpadoras (fase siguiente del proceso).
    3. Separan la tierra,
      piedras y arena, los cuales quedan en el fondo de dichos
      recipiente.

    Las cerezas vanas, frutos secos y dañados, ramas,
    hojas, etc., son eliminados por un vertedero de flotes para un
    posterior procesamiento, mientras que los frutos sanos y maduros
    son succionados por el cilindro de sifón hasta las
    despulpadoras.

    CRIBADO:

    Este se realiza con el fin de homogenizar el
    tamaño de la cereza para facilitar su despulpado y no
    dañar frutos grandes ni los pequeños se
    desperdicien.

    DESPULPADO:

    Esta operación tiene como fin separar los granos
    de la cascara (epicarpio) y parte del mucilago (mesocarpio) que
    las cubre mediante el desgarramiento del fruto. Para llevarlo a
    cabo, se hace uso de maquinas llamadas despulpadoras o pulperos
    que son de discos cilindros. El grano de café es
    desgarrado al pasar a través de los discos giratorios que
    presentan protuberancias y un elemento fijo y liso o acanalado
    llamado pechero.

    La capacidad del despulpado es de 800 kg de cereza por
    hora, utilizando motores
    eléctricos como fuerza
    motriz.

    Las aberturas de las despulpadoras deben estar
    debidamente ajustadas al tamaño de a cereza para evitar
    que pasen frutos sin despulpar (pequeños) o que trituren
    los grandes por ello se lleva a cabo la clasificación por
    tamaño.

    Esta es una delicada operación porque la semilla
    queda expuesta a cualquier ataque microbiano y penetración
    de sustancias indeseables o formación de manchas que
    redundaran en el deterioro del sabor de la bebida que se prepare
    con dichos granos. . Esta operación se hace en una
    corriente de agua. Esta etapa no elimina por completo el
    mesocarpo, por lo que queda parte de mucilago adherido a los
    pergaminos en su alrededor. Se recomienda que las despulpadoras
    utilicen siempre agua limpia, y dar un adecuado mantenimiento
    de limpieza a estas, ya que los restos del mucilago, ricos en
    carbohidratos,
    son fuente fácil de contaminaciones microbianas que se
    transmitirían al producto dañándolo
    gravemente.

    FERMENTACION

    La fermentación se hace con el fin de hidrolizar
    el mucilago, lo cual facilita eliminarlo en la siguiente etapa de
    lavado. Bioquímicamente hablando, la hidrólisis de
    pectinas es causada por la pectinasa de la fruta, pero la
    reacción es acelerada por diferentes microorganismos como
    saccharomyces los cuales tienen propiedades
    pectinolíticas. El grado de hidrólisis depende de
    la temperatura,
    lo para lo cual es necesario crear condiciones ambientales por un
    largo tiempo.

    La fermentación es un proceso tipo batch o
    discontinuo que se lleva a cabo en tanques de concreto con
    una profundidad de 1.4 m y de 30 m³ de capacidad.

    El café despulpado se coloca en dichos tanques e
    inmediatamente después se drena el agua que lo
    acompaña, utilizando las compuertas especiales con que
    cuentan. Los tanques se recubren con lonas, de tal forma que se
    conserve la temperatura
    uniforme dentro del tanque. La fermentación se lleva a
    cabo en tres etapas:

    1. Las enzimas naturales presentes en el mucilago
      inician la digestión. La temperatura oscila entre 21 a
      23 ºC.
    2. Levaduras y bacterias de
      las paredes del tanque, del agua utilizada y procedentes de la
      superficie de las cascaras que se quitaron al café,
      comienzan a desarrollarse produciendo a su vez enzimas que
      continúan el proceso. La temperatura esta entre 27 y 38
      ºC.
    3. Se añade la levadura saccharomyces para
      concluir la etapa fermentativa, pectasas, propectinasas,
      pectinasas y pectinesterasas. Se debe controlar el pH en un
      rango de 6 a 6.4. El café despulpado permanece en los
      tanques hasta que el mucilago sea completamente removible sin
      dificultad. A una temperatura en rango de 33 a 40
      ºC.

    La prueba que se utiliza para comprobar si la
    fermentación ha concluido, es tomar entre la mano unas
    cuantas semillas y frotarlas ligeramente bajo el chorro de agua;
    si el mucilago se desprende fácilmente y el choque entre
    las semillas hace un sonido de
    piedrecillas, la digestión ha terminado. Como nuestro
    café es de altura (entre 600 a 1200 msnm) el tiempo
    promedio de fermentación es de 24 horas.

    La concentración de enzimas pécticas va a
    depender del estado de madurez de las cerezas, el volumen de la
    masa de café y el tiempo transcurrido entre el corte y el
    despulpe.

    LAVADO DEL CAFÉ:

    El lavado posterior a la fermentación remueve
    toda la parte restante del mucilago, además de prevenir
    una subsecuente proliferación de microorganismos y
    así detener la fermentación. Este procedimiento se
    realiza en los tanques de fermentación, de esta forma se
    lavan los tanques y al mismo tiempo el café. Se
    añade agua con inyectores hidráulicos y manualmente
    se lleva a cabo una delicada agitación para no
    dañar los granos de café.

    Al momento de drenar el tanque el café pergamino
    húmedo reduce su humedad hasta un 60-53%, lo que ayuda
    para el secado posterior.

    SECADO.

    Posteriormente se realiza el secado, esta es la
    operación más delicada en el proceso del
    café, porque este influye en la calidad final de este
    pudiendo causarse daños en la calidad, apariencia y
    características propias del café.
    Debe cuidarse la variación de humedad se hace muy
    lentamente por que puede causarse rupturas o cuarteaduras de la
    cubierta del café pergamino en esta primera etapa de
    secado se llega hasta una humedad del 30% y se le llama la fase
    "blanca" también llamada fase higroscópica por que
    esta puede absorber agua nuevamente aquí se utiliza
    calentamiento una temperatura no superior a los 64 ºC; la
    siguiente es la fase "negra ligera" donde la humedad se reduce
    del 30-23%, pero se realiza en forma natural en presencia de la
    luz del sol
    (este es un secado natural). Este secado tiene un tiempo
    aproximado de 10 a 15 días por cada 10-15 kgm², en la
    cual se puede usar una cubierta especial para las horas de
    elevada temperatura y exceso de calor para el
    café pergamino.

    MORTEADO Y PULIDO:

    A continuación se realiza la etapa de curado esta
    comprende una limpieza, el hulling o secado pergamino, la
    clasificación de tamaño y la clasificación
    por densidad y
    colorimetría.

    La limpieza del café pergamino o cereza de
    café seca puede contener impurezas como guijarros,
    partículas de metal u otros cuerpos extraños. Estos
    necesitan removerse por una limpieza preliminar para proteger el
    equipo de curado. Primero se utiliza un hopper con
    pantalla para remover las impurezas de mediano y gran
    tamaño, seguido por un separador magnético que
    remueve las partículas de metal y un limpiador-separador
    que tiene un efecto combinado de cribado y removedor de polvo
    neumático. Un separador por flotación de aire.

    En el proceso de café húmedo el
    hull o secado pergamino, la capa intacta de la cascara de
    las cerezas tiene que ser removida es lo que ahora se llamara
    piel plata.
    Algunos equipos eliminan esta ultima cascarilla si es que se
    desea quitar.

    Con el pulido se pretende mejorar el aspecto del grano y
    sobre todo, dar homogenidad al color.

    La maquina que lo realiza consiste en un tambor
    rotatorio dentro del cual se coloca el café. Al girar el
    aparato los granos rozan unos con otros lográndose
    así el pulido.

    CLASIFICACION POR TAMAÑO:

    En el caso de la clasificación por tamaño
    se tiene que realizar una remoción de la cubierta externa,
    esta es una ventaja para dar el grado de tamaño al grano.
    El precio del
    café radica en el tamaño que este tenga, a mayor
    tamaño mayor precio. Esta etapa se basa en un cribado,
    utilizando pantallas montadas en tambores, y por vibración
    en aberturas de 1/64 de pulgada se obtiene la
    clasificación.

    Finalmente se separan los granos de menor densidad,
    deformes o descoloridos e inclusive los que fueron atacados por
    insectos, esto se hace por una clasificador de gravedad donde la
    velocidad de
    fluorización depende del tamaño del grano. Los
    granos descoloridos son eliminados manualmente y por un
    localizador electrónico simultáneamente. Para
    posteriormente embolsarse en un dosificador por kilogramo de
    café y ser almacenado en las bodegas para su venta
    posterior.

    PESADO Y EMPACADO:

    El café obtenido de los procedimientos
    anteriores, se pesa y envasa en sacos de 70 kg.

    Para envasar el café se requieren sacos de
    henequen o yute debidamente marcados y sellados. Posteriormente
    se elaboran lotes de 500 sacos, que es el volumen
    mínimo de exportación.

    ALMACENADO:

    Los sacos de café se acomodaran en bodegas unos
    sobre otros en forma alternada o cruzada para que se "amarren"
    debidamente. Se deberán colocar sobre tarimas de rejillas
    evitando el contacto directo con el piso, paredes y techo. La
    altura de la tarima será de 30 cm de alto y no exceder de
    20 a 25 sacos.

    La bodega tendrá una temperatura de 25 ºC
    puesto que provocaría decoloraciones en el grano, entre
    otros daños otra temperatura. La humedad relativa
    deberá ser menor de 75% puesto que arriba de este punto se
    han detectado hongos como
    Aspergillus niger, A. Ochraceus y Rhizopus sp. A niveles de
    humedad relativa del 85% se favorece el crecimiento de bacterias
    y levaduras.

    DIAGRAMA DE FLUJO

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    DESCRIPCION DEL DIAGRAMA DE
    FLUJO

    El proceso general para la obtención del
    café pergamino, comprende varias operaciones
    unitarias de la ingeniería química. Estas son:
    transporte de
    materiales
    sólidos, flujo de fluidos y empaque; operaciones
    térmicas como: transmisión de calor y
    secado; así como procesos fermentativos de la ingeniería bioquímica.

    RECEPCION:

    Esta recepción de la materia prima se hace
    regularmente durante la tarde y se realiza un muestreo para
    hacer el análisis de control de calidad, debiendo
    cumplirse los márgenes establecidos en la parte de los
    antecedentes.

    PESADO:

    Una vez ingresados los trailers transportadores de la
    cereza de café, se verifica el peso de la carga, primero
    se pesa el vehículo con la cereza y posteriormente del
    vaciado se pesa únicamente el trailer para que por
    diferencia se conozca el peso real de la cereza.

    La bascula es

    ALMACENAMIENTO Y LAVADO:

    Estas operaciones se realizan simultáneamente,
    puesto que la materia prima una vez que llega a la planta, debe
    ser procesada casi de inmediato, para prevenir posibles
    fermentaciones no deseadas. Este esta instalado en un lugar
    accesible a los medios de
    transporte, para facilitar la descarga de café y evitar
    manipulaciones innecesarias. Para ello se utilizan tolvas de 5 m
    de altura y 3 m de diámetro. Estas tienen un efecto de
    sifón por l cual se van transportando las cerezas de una
    tolva a otra y posteriormente a la despulpadora.

    CRIBADO:

    Esta etapa se realiza con el fin de tener un
    tamaño homogéneo de cerezas de café para
    facilitar su despulpado y evitar daños a la semilla, o
    posible paso de cerezas pequeñas sin despulpar. Se busca
    que el grosor del mucilago sea de aproximadamente de 1.55 mm.
    Estas maquinas clasificadoras de tamaño son de malla,
    teniendo una primera malla para separar las cerezas de menor
    tamaño y posteriormente una para separar las más
    grandes, estas ultimas se recirculan en un posterior despulpado.
    La maquina tiene 3m de largo, 1.5 m de alto y 0.5 m de
    ancho.

    DESPULPADORAS:

    Esta maquinaria es de bajo costo y tiene
    gran capacidad y bajo requerimiento de energía /1/2 hp
    para un promedio de 3000lb por minuto de cerezas peladas a una
    velocidad de
    300 ciclos por minuto. Estas despulpadoras requieren de vapor de
    agua como lubricante que ayuda a proteger y preparar a la semilla
    de café para la siguiente etapa. Esta etapa se realiza en
    dos operaciones: la primera es el dar una distancia de
    separación entre las cerezas y la segunda es realizar el
    despulpado por medio de un disco. Consta de una banda de 1.5 m de
    largo que guía a la cereza u su interior y además
    el tamaño de la maquina es de 2 m de alto 1.5 m de largo y
    2 m de ancho.

    FERMENTADORES:

    Estos son fabricados con material de construcción (cemento,
    ladrillo, recubrimiento para evitar la filtración, etc.)
    tienen 0.5 m de profundidad, 2 m de ancho y 5 m de largo. Deben
    cubrirse con una lona de plástico
    para protegerlos, y se realiza una agitación manual con palas
    de madera.

    LAVADO:

    El lavado se realiza en los mismos fermentadores
    añadiendo chorros de agua y drenando y agitando para
    eliminar así las enzimas del mucilago presente en la
    cereza y de paso lavar los fermentadores al concluir la etapa de
    fermentación.

    SECADO:

    Esta etapa se realiza en secadores verticales tales como
    los usados para el secado de maíz y
    arroz. Fue modificado en 1952 para ser usado con café,
    especialmente con café lavado. Este secador es muy
    semejante al secador Moreira. Consta de dos columnas con
    diferentes niveles en los cuales el café se coloca para
    ser secado. Contiene un flujo de aire caliente
    proveniente de un calentador de aire de aceite el cual es
    controlado por un termostato que es sensible a cualquier cambio en la
    temperatura. Este equipo esta fabricado para secar hasta 32000 lb
    de café pergamino por cada 24 horas. Tiene una altura de 8
    m 5 m de largo y 4 m de ancho.

    Además de este tipo de secadores se utilizaran
    secadores ambientales a base de energía calorífica
    solar, en patios destinados para este y utilizando charolas
    horizontales. Este tiene una larga duración puesto que el
    secado oscila entre 6 y 16 días por partida de
    café. Esto depende de la temperatura ambiente,
    humedad relativa y espesor de las capas.

    MORTEADO Y PULIDO:

    Esta etapa del proceso tiene como fin dar una mejor
    apariencia al café, puesto que se elimina la cascarilla
    que haya permanecido hasta ahora y realizar un pulido a la
    semilla (café pergamino). Los morteadores consisten en un
    tornillo que gira horizontalmente dentro de una camisa cuya
    espiral va siendo mas cerrada conforme se llega a la zona de
    descarga, lo que provoca que el café pergamino sea
    friccionado conforme se mueve a lo largo del tornillo ocasionando
    que se desprendan sus coberturas, mismas que son succionadas por
    medio de una corriente de aire en el momento que sale el grano de
    la maquina. La cascarilla en llevada a las calderas para
    ser utilizada como combustible. Las dimensiones de este equipo
    son. 2 m de largo, 2 m de ancho y 1.5 m de altura.

    CALSIFICACION POR TAMAÑO Y POR
    COLORIMETRIA:

    Se utilizan bandas que separan por tamaño a las
    semillas del café pergamino. Aquí las semillas
    partidas o pequeñas son eliminadas para ser utilizadas en
    otro proceso.

    Por colorimetría automatizada las semillas de
    pergamino son seleccionadas para su venta, solo
    aquellas que llenen los requisitos finales de calidad.

    EMPACADO:

    Una vez llegado el café a su punto de secado, se
    procede a encostalar, pesar y estibar en bodega. Estro se hace en
    empacadoras automatizadas que en costales de 70 kg van
    distribuyendo el producto terminado y listo para su
    exportación y venta.

    ALMACENAMIENTO:

    El café pergamino que es el nombre del
    café que se le da hasta este punto, se puede almacenar
    hasta 6 meses sin ningún riesgo en climas
    secos. Sin embargo puede conservarse hasta 10 meses si se tienen
    adecuadas condiciones de almacenamiento.
    Por ello es importante tener una bodega de dimensiones apropiadas
    y con un registro
    minucioso de entradas, numero de lote fecha de producción,
    para sacar en un orden adecuado el café para su
    venta.

    PLANO
    GENERAL DE DISTRIBUCION DE LA PLANTA

    1. Rampa de recepción.
    2. Laboratorio de control de
      calidad de la recepción.
    3. Bascula.
    4. Administración y oficinas.
    5. Vestidores, sanitarios y regaderas.
    6. Comedor.
    7. Materia prima y lavado.
    8. Almacén de producto terminado.
    9. Cisterna.
    10. Subestación eléctrica.
    11. Planta de emergencia.
    12. Cribado.
    13. Despulpadores.
    14. Fermentadores/Lavado.

      15-1 Torres de secado

      15-2 patio

      Casa de caldera.

    15. Secadores:
    16. Laboratorio de control de calidad del
      proceso.
    17. Cuarto de herramientas
      y refacciones.
    18. Morteado y pulido.
    19. Clasificación del producto
      terminado.
    20. Empacado.
    21. Bodega de material de empaque.
    22. Tratamiento de aguas residuales.
    23. Almacenamiento de aguas residuales.
    24. Clínica.
    25. Area de basura y
      desperdicios.

    C.V.=CASETA DE VIGILANCIA.

    C.P.=CASETA DE PESADO EN BASCULA.

    P.M.=PATIO DE MANIOBRAS

    E = ESTACIONAMIENTO

    BIBLIOGRAFIA

    Sivetz M. C., Desroiser N.W. "cofffee technology" Avi
    publisher co.
    Wesport. Connecticut U.S.A. 1979.

    Nuuhauser E. F., "The coffee man´s manual" National
    academy press. Washington D.C.

    U.S.A. 1998.

    Villaseñor L.A. "Cafeticultura moderna de
    México" Agrocomunicación Saenz Colín y
    asociados Chapingo Edo. Mex. 1987.

     

     

     

    AUTOR:
    GOMEZ ORTIZ OSCAR EDUARDO

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