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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

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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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