APRENDA ATOSTAR CAFÉ
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APRENDA ATOSTAR CAFÉ Programa de Cursos Libres Escuela de Estudios Generales Vicerrectoría de Acción Social Guillermo A. Vargas Elías, Doctor Scientiae Ingeniería Agrícola K 17 julio 2018
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APRENDA ATOSTAR
CAFÉ
Programa de Cursos Libres
Escuela de Estudios Generales
Vicerrectoría de Acción Social
Guillermo A. Vargas Elías,
Doctor Scientiae
Ingeniería Agrícola
K 17 julio 2018
ASISTENTES DEL CURSO
Iván Gómez Bolaños, Ing. Agrícola, Bach.
Natalia Sánchez Salmerón, Ing. Agrícola, Bach.
Yailyn Abarca Mora, estudiante de Agronomía.
Iris Castro Castro, estudiante de Agronomía.
TUESTE DEL CAFÉ
2
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
TUESTE DEL CAFÉ
CONTENIDO 3
1. INTRODUCCIÓN
Composición del café Porcentaje de masa de cada parte
4
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 Porcentaje de masa de cada parte
5
(Vargas, 2018)
La cáscara (40 %)
El mucílago (25 %)
Pergamino (5 %)
Agua evap. (15%)
El café seco ( 15 %)
1. INTRODUCCIÓN
Café de calidad Clasificación nutricional / antioxidante
6
Conservación de la cafeína
Disminución de antioxidantes
con nivel de tueste.
Acidos clorogénicos
Adelgazante
Promueve circulación sangre
1. INTRODUCCIÓN
Café de calidad Clasificación física y sensorial
7
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 Clasificación física / Densidad aparente
8
Tamaño, humedad,
masa (g), Volumen (1 L)
t a
a
m
V
Café oro:
550 a 700 g/L
Café tostado:
300 a 450 g/L
(Illy y Viani, 2005)
1. INTRODUCCIÓN
Café de calidad Densidad aparente del café tostado
9
(Vargas y otros, 2013)
1. INTRODUCCIÓN
Café de calidad Clasificación física / Pérdida de masa /Color
10
Relación entre la masa inicial y la final (g)
MC M ME E
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
65 55 45 35
Cor (número Tabela Agtron)
Perd
a d
e m
assa (
%)
(Vargas-Elías, 2011)
1. INTRODUCCIÓN
Café de calidad Clasificación sensorial por puntos
11
Menor a 80, TRADICIONAL
Mayor a 80, ESPECIAL
Mayor a 85, SUPERIOR
Superior a 90, EXÓTICO
(Vargas-Elías, 2011)
1. INTRODUCCIÓN
Definición Proceso de torrefacción
12
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
(OIC, 2017)
Los granos beneficiados (café oro) son
calentados, dependiendo del nivel de tostado
del café.
Café de calidad
TEMPERATURA
[180 , 240] °C
TIEMPO
[8 , 15] min
( T , t )
13
1. INTRODUCCIÓN
Tres etapas Café de calidad (diferente al tradicional)
14
SECADO ENFRIAMIENTOTUESTE
12 - 1 % 1 – 1 %15 – 22 %
PROCESO
(VARGAS-ELÍAS, 2014)
1. INTRODUCCIÓN
Secado y tueste de los granos
Aumento de
10 °C a partir
145 °C
15
(Vargas-Elías, 2014)
1. INTRODUCCIÓN
Secado a alta temperatura Primera etapa del tueste
16
(Vargas-Elías, 2014)
Tiempo de tueste (min)
0 5 10 15 20
Te
mp
era
tura
de
los g
rano
s (
°C)
0
50
100
150
200
250
290 °C
310 °C
345 °C
Ajuste
1. INTRODUCCIÓN
Tueste de los granos Café de calidad (tueste medio)
17
(Vargas-Elías, 2011)
1. INTRODUCCIÓN
Tueste de los granos Patrón de color
18
(Abarca, Vargas, Araúz y
Porras, 2018)
1. INTRODUCCIÓN
Enfriamiento de los granos Café de calidad
19
(Bogantes, Vargas y Abarca, 2017)
Enfriamiento del café
T=Ta+(Ti-Ta)*exp(-k*t)
Tiempo (min)
0 1 2 3 4
Tem
per
tura
de
gra
nos
(°C
)
0
50
100
150
200
M1 = 500g
M2 = 750g
M3 = 1000g
Ajuste 500 g
Ajuste 750 g
Ajuste 1000 gb
a
y
Aire
(v,T∞)
,
i
m nT
m
n
x
2. MÉTODOS DE TUESTE
Transferencia de calor y humedad
Los granos son calentados por:
Tres formas de tostar.
20
1. Conducción
2. Convección
3. Radiación
http://elgourmeturbano.blogspot.com/search?updated-max=2015-11-17T14:30:00-04:00&max-results=46&reverse-paginate=true
2. MÉTODOS DE TUESTE
Transferencia de calor y equipos
(Vargas y Abarca, 2018)
Los granos son calentados por contacto 1.
La conducción de una placa caliente
21
2. MÉTODOS DE TUESTE
Transferencia de calor y equipos
(Vargas y Abarca, 2018)
El contacto de los granos no es completo.
La conducción de una placa caliente
22
2. MÉTODOS DE TUESTE
Tostador convencional
(Vargas-Elías, 2011)
El cilindro está en movimiento constante.
La pared caliente conduce calor a los granos
23
2. MÉTODOS DE TUESTE
Tostador convencional
Temperatura del interior del cilindro
Enfriamiento del metal
24
(Abarca, 2017)
2. MÉTODOS DE TUESTE
Transferencia de calor y equipos
(Illy y Viani, 2005)
Los granos son calentados con aire mayor
que 180°C.
Contacto con aire caliente (convección)
25
(Wang y Lim, 2013)
2. MÉTODOS DE TUESTE
Transferencia de calor y equipos
(Wang y Lim, 2013)
Los granos son calentados por aire a más de
180°C.
Contacto con aire caliente (convección)
26
2. MÉTODOS DE TUESTE
Transferencia de calor y equipos
(Vargas, 2018)
Los granos son calentados por radiación de
calor.
Fuente de calor radiante
27
RADIACIÓNCONDUCCIÓN
CONVECCIÓN
FUENTE DE CALOR
(Vargas, 2018)
28 2. MÉTODOS DE TUESTE
Los equipos para tostado Utilizan una o varias fuentes de calor
2. MÉTODOS DE TUESTE
Los equipos para tostado
(Abarca, 2017)
Tostador convencional cilindro rotativo
29 T
ost
ado
res
Cilindro rotativo horizontal
Pared perforada
Pared lisa
Tambor vertical estático con cuchillas
Tazón giratorio vertical
Lecho fluidizado
Tostador a presión
2. MÉTODOS DE TUESTE
Continuo y Discontinuo
(Vargas, 2018)
El final del tueste no
necesita la misma
energía, se puede
disminuir la fuente de
calor y llegar
lentamente el punto
final.
Regulación del calor
30
3. CALENTAMIENTO
Temperatura del grano El grano debe estar en movimiento
31
(Vargas-Elías, 2011)
3. CALENTAMIENTO
Temperatura del grano El grano debe estar en movimiento
32
(Abarca, 2017)
4. PROCESO
Temperatura en el grano
PROCESO
EXOTERMICO
[180 , 260] °C
ENDOTERMICO
[25 , 180] °C
(Botazzi et al., 2011)
TORREFACCIÓN
33
1. La selección de un buen café es la base para
determinar el nivel de tueste en los granos.
RECOMENDACIONES 34
RECOMENDACIONES
2. Los tuestes rápidos (color medio y claro)
35
70
75
80
85
0 5 10 15 20 25 30 35
Pu
ntu
aci
ón
de
beb
ida
Tiempo de torrefacción (min)
335°C 305°C 284°C 255°C
MC
M
ME
E
(Vargas, 2011)
RECOMENDACIONES
3. Conocer el equipo y sus variaciones.
36
(Abarca, 2017)
RECOMENDACIONES
4. Identificar el tiempo de fractura (210 °C).
37
335 °C 305 °C 284 °C 255 °C
210
220
230
240
250
260
270
0 5 10 15 20 25 30 35
Tempo de torrefação (min)
Tem
pera
tura
da m
assa d
os g
rãos (
°C)
21 %
19 %
17 %
16 %
(Vargas-Elías, 2011)
RECOMENDACIONES
5. Familiarizarse con los cambios de color.
38
(Porras,Vargas, Araúz y Abarca, 2018)
RECOMENDACIONES
7. Obtener dos tuestes con la misma masa.
39
(Vargas y Monge, 2018)
Flujo de gas 100%Cafe 2Niveles Tueste
tiempo (min)
0 2 4 6 8 10
Tem
pera
tura
(°C
)
180
200
220
240
260
280
300
Medio
Oscuro
RECOMENDACIONES
8. Relación en la temperatura del sistema.
40
Humedad 11%
Tiempo (min)
0 2 4 6 8 10
Te
mp
era
tura
(°C
)
50
100
150
200
250
300
Aire 1
Aire 2
Granos 1
Granos 2
(Vargas y Durán, 2018)
RECOMENDACIONES
9. Facilitar el contacto entre el aire y el grano.
41
b
a
y
Aire
(v,T∞)
,
i
m nT
m
n
x
(Bogantes, Vargas y Abarca, 2017)
TUESTE
CONCLUSIÓN
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
MUCHAS
GRACIAS!
https://www.researchgate.net/profile/Guillermo_Vargas-Elias
43
BIBLIOGRAFÍA
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 2018-02-
03], pp.300-308. Disponible en: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-
69162016000200300".
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.
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ALTERNATIVOS
MÉTODOS
*
TIEMPO
EQUIPO
MASA
TEMPERATURA
(Vargas, 2018)
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