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7/31/2019 50332603 Tesis Cafe Algarroba

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U N I V E R S I D A D D E P I U R AFACULTAD DE INGENIERIA

Definicin de parmetros de calidad del caf de algarroba para la elaboracin de unanorma tcnica

Tesis para optar el Ttulo deIngeniero Industrial y de Sistemas

Cecilia Janet Cortez Gonzlez

Dr. Ing. Gastn Cruz Alcedo

Piura, setiembre 2010


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A mis seres queridos


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Prlogo

En la regin de Piura, la algarroba, fruto del algarrobo, ha sido y es empleadatradicionalmente en la elaboracin de algarrobina, un extracto concentrado viscoso y dulce.Sin embargo, en la actualidad algunas empresas regionales han empezado a elaborar unnuevo producto llamado sucedneo de caf de algarroba, dada su fcil obtencin y bajo

costo de produccin, as como su econmico precio en el mercado.

Como todo producto, el caf de algarroba debera tender a brindar la mayor calidadposible para de esta manera conseguir la satisfaccin del cliente, as como su incrementoen las ventas y la apertura comercial, hacia todo el pas y el extranjero.

As, las normas tcnicas, se constituyen en elementos imprescindibles para alcanzardicho objetivo. Desde el ao 1999 se form el Comit Tcnico de Normalizacin (CTN) dela Algarroba y sus Derivados, cuyo campo de aplicacin es la normalizacin sobreterminologa, clasificacin, requisitos, mtodos de ensayo, rotulado, muestreo e inspeccinde la algarroba y sus productos derivados. Ya ha elaborado normas tcnicas para laalgarrobina (NTP 209.600), algarroba (NTP 209.601), harina de algarroba (NTP 209.602),y harina de algarroba tostada (NTP 209.603).

El CTN de la Algarroba y sus Derivados, tiene planeado elaborar una norma tcnicapara el sucedneo de caf de algarroba, motivo por el cual a travs del Centro deInnovacin Tecnolgica y Agroindustrial de Piura (CITE Agroindustrial Piura), se me haencargado la elaboracin de la presente tesis, de tal manera que los resultados obtenidospuedan ser tomados en cuenta en la elaboracin de la norma tcnica mencionada.

Por ltimo, quisiera expresar mi agradecimiento al Dr. Ing. Gastn Cruz, pues este

trabajo no hubiera sido posible sin su valioso apoyo y asesoramiento, al Dr. Ing. RicardoRodrguez y a la Ing. Oriana Lescano, docentes de la Universidad Privada Antenor Orrego,por su ayuda en la realizacin de los ensayos de color; al Ing. Mgtr. Jorge Yaksetig y alalumno Csar Lpez por su apoyo en la construccin de la mquina compactadora, al Ing.Jos Ordinola por su apoyo en el ensayo de tamizado realizado en el Laboratorio deEnsayo de Materiales de Construccin y a la Tc. Janet Ramrez, por su ayuda en losdistintos ensayos llevados a cabo en el Laboratorio de Qumica.


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Resumen

El objetivo del trabajo es definir algunos parmetros de calidad del sucedneo de caf dealgarroba, con el fin de que estos datos sean tiles en la elaboracin de una norma tcnica.

Para la realizacin de los ensayos se utiliz como referencia las normas tcnicas

colombianas (NTC) referidas al caf tostado y molido. Se trabaj con 4 marcas de caf dealgarroba: Bauvi, La Espaolita, Santa Mara de Locuto y PRONOR.

Se obtuvieron los siguientes resultados: contenido de humedad de 3,68% a 7,62%; tamaopromedio de partcula de 386,96 m a 703,65 m; rendimiento de extraccin (mtodo porgoteo) de 27,39% a 43,30%; concentracin de slidos solubles (mtodo por goteo) de2,22% a 3,33%; rendimiento de extraccin (contacto directo) de 27,09% a 39,22%;concentracin de slidos solubles (contacto directo) de 1,98% a 2,84%; color de 7,88 L* a8,22 L* para el caf sin modificar y de 6,62 L* a 8,61 L* para el caf remolido y tamizado;contenido de carozo de 19,19% a 31,90%; densidad de 0,560 g/ml a 0,602 g/ml.


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ndice

Introduccin ........................................................................................................................... 1

Captulo 1: El algarrobo ........................................................................................................ 4

1.1 Ubicacin taxonmica ..................................................................................................... 41.2 Descripcin de la especie Prosopis pallida ..................................................................... 4

1.2.1 Distribucin ...................................................................................................... 51.2.2 Formas del Prosopis pallida ............................................................................. 51.2.3 Hbitat ............................................................................................................... 6

1.3 Potencial del algarrobo .................................................................................................... 61.4 La algarroba ..................................................................................................................... 7

1.4.1 Estructura del fruto del Prosopis pallida.......................................................... 71.4.2 Composicin qumico nutricional de la pulpa de algarroba ............................. 91.4.3 Composicin qumico nutricional del endocarpio o carozo ........................... 101.4.4 Usos tradicionales de la algarroba .................................................................. 10

1.4.5 Aprovechamiento integral de la algarroba ...................................................... 111.4.6 Comercializacin de algarroba ....................................................................... 11

Captulo 2: Caf genuino y sucedneos de caf .................................................................. 14

2.1 Breve historia del caf ................................................................................................... 142.2 Caractersticas botnicas y variedades del caf ............................................................. 152.3 El fruto del caf ............................................................................................................. 162.4 Procesamiento (post-cosecha) del fruto del caf: Beneficio del caf ............................ 172.5 Torrefaccin................................................................................................................... 192.6 Composicin qumica del caf verde y tostado del Coffea arabica ............................. 20

2.7 Normas tcnicas ............................................................................................................ 202.7.1 Concepto ........................................................................................................ 202.7.2 Normas tcnicas del caf ............................................................................... 22

2.7.2.1 Normas tcnicas peruanas ............................................................... 222.7.2.2 Normas tcnicas colombianas .......................................................... 272.7.2.3 Normas tcnicas venezolanas .......................................................... 292.7.2.4 Normas tcnicas mexicanas ............................................................. 32

2.8 Sucedneos del caf ....................................................................................................... 352.8.1 Clases de sucedneos del caf ........................................................................ 352.8.2 Sucedneo de caf de algarroba ...................................................................... 37

Captulo 3: Fundamentos tericos ....................................................................................... 40


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3.1 Molienda y tamizado .................................................................................................... 403.1.1 Molienda ......................................................................................................... 403.1.2 Tamizado ........................................................................................................ 43

3.2 Extraccin slido-lquido ............................................................................................. 463.3 Filtracin ........................................................................................................................ 47

3.4 Humedad en productos alimentarios ............................................................................. 483.5 Medicin del colorCIE Lab ....................................................................................... 49

Captulo 4: Parte experimental ............................................................................................ 54

4.1 Determinacin del contenido de humedad ................................................................... 544.2 Determinacin del tamao de partcula ........................................................................ 554.3 Determinacin del rendimiento de la extraccin y de los slidos solubles. Mtodo porgoteo directo ........................................................................................................................ 584.4 Determinacin del rendimiento de la extraccin y de los slidos solubles. Mtodo por

contacto directo.................................................................................................................... 594.5 Determinacin del grado de tueste ................................................................................ 614.6 Determinacin de la densidad por compactacin .......................................................... 624.7 Determinacin del porcentaje de partculas blancas (carozo) en el caf de algarroba

............................................................................................................................................. 63

Captulo 5:Resultados y discusin ....................................................................................... 66

5.1 Contenido de humedad .................................................................................................. 665.2 Tamao de partcula ...................................................................................................... 705.3 Rendimiento de la extraccin y slidos solubles. Mtodo por goteo directo. .............. 74

5.4 Rendimiento de la extraccin y slidos solubles. Mtodo por contacto directo. ......... 865.5 Grado de tueste .............................................................................................................. 915.6 Porcentaje de partculas blancas (carozo) en el caf de algarroba. .......................... 945.7 Densidad por compactacin........................................................................................... 95

Conclusiones ........................................................................................................................ 98

Bibliografa ........................................................................................................................ 100


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Introduccin

La Universidad de Piura ha realizado diversos trabajos de investigacin con el objetivo delograr un aprovechamiento integral del fruto del algarrobo. As, se plante un nuevo

producto denominado sucedneo de caf, el cual resulta de la molienda de las vainas dealgarroba, enteras o como pulpa trozada o molida, previamente tostadas hasta adquirir unacoloracin oscura.

Este producto, elaborado por varias microempresas, se encuentra en el mercado piurano endistintos supermercados y tiendas, posee un color oscuro y un aroma a algarroba. El cafde algarroba se prepara igual que un caf genuino, pero presenta ciertas ventajas respectode l, pues, al no contener cafena, no es estimulante ni daino para la salud, por lo quepuede ser consumido por toda la familia; adems, es ligeramente ms econmico.

La presente tesis busca definir algunos de los parmetros de calidad del sucedneo de cafde algarroba que sirvan de base para la elaboracin de su norma tcnica, constando paraesto de cinco captulos. Los dos primeros captulos corresponden al marco terico y lostres ltimos a la parte experimental.

El captulo 1, El algarrobo, brinda informacin sobre este rbol, su ubicacin

taxonmica, distribucin, potencial, as como las caractersticas botnicas y morfolgicasde la vaina de algarroba, la composicin qumica de sus partes y sus principales usos.

El captulo 2, titulado Caf genuino y sucedneos del caf, comprende el estudio de lasvariedades, caractersticas, procesos productivos del caf, Normas Tcnicas Peruanas y de

otros pases (Mxico, Colombia, Venezuela) referidas al caf y los distintos sucedneos delcaf existentes en el mundo.

En el captulo 3, Fundamentos tericos, se exponen temas que guardan relacin con los

ensayos de laboratorio realizados: molienda y tamizado, extraccin slido lquido,filtracin y contenido de humedad, medicin del color.

En el captulo 4, titulado Parte experimental, se detalla en qu consiste cada ensayo

realizado, materiales y procedimiento, tomando como referencia las Normas TcnicasColombianas del caf. Asimismo, se presentan las modificaciones o variaciones en elprocedimiento de los ensayos debidas a la carencia de ciertos instrumentos, por un lado, o

a caractersticas propias del caf de algarroba, por otro.


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El quinto y ltimo captulo, Resultados y discusin, expone los resultados obtenidos y

comparaciones al someter las distintas marcas de caf a los ensayos de laboratorio.


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PRIMERA PARTE

MARCO TERICO


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Captulo 1

El algarrobo

El origen del nombre "algarrobo", en el Per, se remonta a la poca colonial cuando losespaoles observan en este rbol, conocido por los indgenas como "tacco" (quechua),algunas cualidades parecidas a las del "algarrobo europeo" (Ceratonia siliqua).

Es una de las especies arbreas tpicas de las zonas ridas y semiridas principalmentecosteras del Per e incluso de toda Amrica. Es conocido y utilizado desde tiemposprehispnicos, as lo demuestran los dolos precolombinos tallados en madera de algarrobo,los cuales fueron encontrados por el sabio Antonio Raymondi.

En la era pre-inca, los indgenas fabricaban con sus frutos una bebida denominadayupisn, la cual se prepara agregando agua a los frutos molidos.

El algarrobo posee distintas denominaciones segn el lugar donde se encuentre. Porejemplo, en la costa norte y central del Per recibe el nombre de algarrobo, en eldepartamento de Ica, huarango; en Puerto Rico, algarrobo americano, y kiawe, en Hawai.

1.1 Ubicacin taxonmica

El Prosopis pallida, o algarrobo, pertenece a la familia Mimosaceae (Leguminosae:Mimosoideae). Como bien lo describe Ramn Ferreyra1, las especies de Prosopis quehabitan en el territorio costero septentrional del Per son rboles o arbolillos. El tronco eserguido o inclinado, las ramas ascendentes o decumbentes, sin espinas o con espinaspequeas o grandes. Las hojas son bipinnadas con pinnas opuestas y en pares. Floresverdosas luego amarillentas o amarillas. Fruto legumbre, lineal recto, falcado o anillado,mesocarpio carnoso muy dulce, endocarpio coriceo dividido en uno o varios segmentos;semillas comprimidas, ovoides, duras, pardo oscuras con endosperma musilaginoso querodea al embrin.

1.2 Descripcin de la especieProsopis pallida

El algarrobo puede ser considerado como un rbol o arbolillo dependiendo de la altura quealcance, suele tener de de 3 - 10 m de alto por 30 - 65 cm de dimetro. Es un rbol erguido,con muchas ramas, las cuales crecen de manera ascendente. Sus hojas tienen de 6 - 12 cm

1

Ferreyra, R.Estudio sistemtico de los algarrobos de la costa norte del Per. Consejo Nacional de Cienciay Tecnologa (CONCYTEC). Direccin de Investigacin Forestal de Fauna. Lima, Ministerio de Agricultura,1987.


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de largo con 2 - 3 hojas por nudo. El fruto del algarrobo, se conoce como vaina dealgarroba, sta vaina se caracteriza por tener un sabor muy dulce, mide de 13,5 - 25 cm delargo por 8 - 15 mm de ancho y 4 - 9 mm de grosor, es recta o ligeramente falcada,semicomprimida, y amarilla. Las semillas son oblongas hasta 6,5 mm de dimetro.

1.2.1 Distribucin:

El Prosopis pallida es nativo de la costa norte del Per, pero tambin se ha encontradoen la costa meridional (desde el sur de la ciudad de Tacna hasta la Pennsula deParacas, en Ica), esta especie se extiende hasta el sur del Ecuador. El algarrobo esconsiderado un rbol forrajero por excelencia, sus ramas se caracterizan por serabundantes y no presentar espinas.

1.2.2 Formas delProsopis pallida

Prosopis pallida forma armata: Esta variedad es conocida como Algarroboo Guarango. Lo que diferencia a esta especie de las dems son las espinasque presentan sus ramas, las cuales sirven como defensa contra la depredacinde animales herbvoros. Es natural de la costa septentrional del Per (Sullana,Paita, Los rganos, Piura, Sechura) pero tambin se han encontrado en el surde Ecuador.

Prosopis pallida forma decumbens: Esta variedad es conocida comoAlgarrobo achaparrado; Algarrobo. Tiene una ramificacin densa ydecumbente. Durante la fructificacin produce gran cantidad de vainas dealgarroba que cuelgan de sus ramas gravitando hacia el suelo. Esta variedad seha encontrado en la costa norte peruana (Piura, Sullana y Sechura). Los nativosusan en el lenguaje vernacular el trmino achaparrado o Algarrobo

achaparrado.

Prosopis pallida forma annularis: Esta variedad es conocida comoAlgarrobo cachito o Cachito. Debe su nombre a la forma anillada o deherradura de sus frutos. Esta variedad se puede encontrar en la costa norteperuana.

Segn un estudio reciente2, se ha determinado que existen en la regin (Piura,Lambayeque y Tumbes), dos entidades biolgicas que corresponden completamente con

Prosopis pallida y Prosopis limensis, motivo por el cual el estudio mencionado sostieneque deben considerarse estas especies como diferentes y no sinnimas.

El Prosopis limensis a diferenciadel Prosopis pallida posee mayor nmero de hojas porlo que su sombra es ms densa, adems sus frutos son ms largos y anchos.

A pesar que en Brasil no existe ninguna especie nativa, se han hecho plantaciones dealgarrobo en las zonas secas del noreste. La especie que se introdujo fue llevada en 1942

2 Mom, Mara Pa; Albn, Luis; Burghardt, Alicia Diana; Palacios, Ramn Antonio. Los algarrobos

peruanos: Prosopis pallida y su delimitacin. Arnaldoa 9:39-48, 2002


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desde Piura, Per y por tanto es la misma, salvo que los brasileos han preferidoidentificarla con P juliflora.3

1.2.3 Hbitat

El algarrobo requiere clima templado con tendencia a clido, durante los meses deverano tolera temperaturas superiores a los 45 C, sin embargo los cambios detemperatura bruscos y las inundaciones permanentes son perjudiciales para estaespecie, es por esto que durante el Fenmeno del Nio ocurrido en 1983 se perdierongrandes extensiones de bosque seco.De octubre a abril, el algarrobo comienza a dar sus frutos, las condiciones climticasde temperatura media oscilan entre 20,5 y 29 C y la humedad relativa es 76,3 a 83%.Los suelos en que crecen los algarrobos son de distintos tipos, por ejemplo, en laregin Lambayeque, los tipos de suelos en que crecen los algarrobos son del tipofranco-arenoso y arcilloso-arenoso con pH neutro, en el departamento de Ica los suelosson arenoso-arcillosos y en Piura los suelos corresponden a una textura arenosa-

alcalina.La presencia del Prosopis pallida es escasa a una altitud de 400 a 500 msnm.Los suelos del norte son muy frtiles pero carecen de agua, sin embargo el algarrobotiene un sistema para aprovechar al mximo los elementos nutritivos de las tierras ygeneralmente subsiste slo gracias a la humedad que logra absorber con sus races amuchos metros de profundidad.La forma arbrea de Prosopis pallida vive en simbiosis con Rhizobium y hongosformadores de estructuras especiales denominadas micorrizacin arbuscular. Estatriple asociacin cobra importancia en la fijacin de nitrgeno atmosfrico por un ladoy, por otro, la simbiosis micorriza - arbuscular le permite a la planta absorbernutrientes y agua del suelo. Su funcin es crtica para la captacin de nutrientes como

PO4-3, NH4+ y micronutrientes4.

1.3 Potencial del algarrobo

El algarrobo es una especie muy verstil con un gran potencial pues puede ser utilizadopara una variedad de fines tales como:

Contrarrestar la desertificacin: El algarrobo es conocido como el Rey deldesierto por los diversos beneficios directos e indirectos que proporciona,

constituye una excelente especie para el control de las dunas de los desiertos. Fertilizante: El algarrobo ayuda a recuperar la fertilidad de los suelos debido a sus

distintas capacidades como son: Fijar el nitrgeno desde la atmsfera, adicin demateria orgnica a partir de las hojas y su directa influencia en la reduccin de laerosin y degradacin. El algarrobo es un rbol siempre verde, sin embargo hay unperiodo en que pierde algo de su follaje, las hojas acumuladas en el suelo formanun manto de capa gruesa que es apreciado como abono orgnico y utilizado en lafertilizacin de los campos cultivados para acondicionar frutos.

Alimento humano y animal: Como se mencion anteriormente la fructificacindel algarrobo se produce durante los meses de octubre a abril, obtenindosemanojos de vainas que prenden de las ramas, estas vainas contienen altsimosporcentajes de azcares, protenas, minerales, vitaminas del complejo B y fibras,

3Grados, N; Cruz, G.La algarroba: Perspectivas de utilizacin industrial. Piura: Universidad de Piura, 19944 http://www.fao.org/docrep/006/ad314s/AD314S08.htm. Consultada el 23 de octubre de 2009


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esenciales para la nutricin humana y animal, las consume todo tipo de ganado:cabras, ovejas, caballos, burros, es capaz de sustituir el maz y salvado de trigo enlas dietas animales.

Madera y carbn: El algarrobo rinde madera y carbn de muy buena calidad. Enel departamento de Piura, los pobladores de las zonas rurales emplean la madera del

algarrobo para fabricar los muebles de sus viviendas (puertas, mesas, vigas,umbrales y bancas), con los rollizos se construyen cercos para el ganado. Se utilizaen la fabricacin de carbn que es de consistencia dura y gran fuerza calorfica deforma irregular y negro opaco.

Especie melfera: El algarrobo es una especie melfera, por lo que las abejasutilizan sus flores como excelente recurso para la produccin de miel, jalea, polen ycera.

Agroforestera: El algarrobo se emplea como cortina rompe vientos, como cercoagrcola y para brindar sombra al ganado.

1.4 La algarroba

1.4.1 Estructura del fruto delProsopis pallida

El fruto del algarrobo est constituido por una legumbre alargada de color verdeinicialmente, que posteriormente cuando est madura se torna de color amarillo pardo.Es multiseminada, encorvada e indehiscente; su forma, tamao, espesor y peso esvariado.

La vaina consta de cuatro partes:

Fig. 1.1 Vaina de algarroba madura5

Exocarpio (cscara)

Mesocarpio (pulpa): El mesocarpio ms conocido como pulpa de algarroba,contiene un alto nivel de sacarosa (46,35%) y fibra diettica (32,2%), debido a

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Prokopiuk, Dante Basilio. Sucedneo del caf a partir de la algarroba Prosopis alba Griseb. Tesisdoctoral. Valencia: Universidad Politcnica de Valencia, 2004 .


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esto puede ser utilizada para la obtencin de extractos azucarados, productosdietticos y alimentos energticos. En la pulpa tambin estn presentesminerales entre los que destaca el potasio que se encuentra en un 2,65%.Asimismo contiene vitamina C (60 mg/kg) y el cido nicotnico (31 mg/kg)

Endocarpio (carozo): El endocarpio est compuesto mayoritariamente porfibra diettica insoluble (70,8%). Puede usarse en la preparacin de alimentosdietticos, alimentacin para ganado o como combustible.

Semillas: Las semillas se fraccionan a su vez en:

o Epispermo: Representa la cscara de la semilla. El componente que sepresenta en mayor proporcin es la fibra diettica (75,2%). El epispermopresenta la mayor cantidad de taninos condensados (2,7%)

o Endospermo: Tambin llamado goma de la semilla, tiene un alto contenidode fibra diettica. La fibra diettica es mayoritariamente un galactomanamo,

gracias a esto, se puede utilizar en diferentes industrias, aprovechando suspropiedades de espesante, gelificante, estabilizante, etc.

o Cotiledn: En el cotiledn, las protenas son las que se presentan en mayorproporcin (69%). Debido a que posee ciertos aminocidos esenciales comola leucina, fenilalanina, lisina, isoleucina, histidina, arginina, ste puedeutilizarse para realizar un mejoramiento del perfil aminocido de las harinasempleadas en la industria alimentaria, como la del trigo.

La figura 1.2 resume la composicin morfolgica de la algarroba.

Fig. 1.2 Composicin morfolgica de la algarroba6

6Ruiz, Walter; Cruz, Gastn; Grados,Nora. Aprovechamiento integral de la algarroba (Prosopis sp.) como

medio para impulsar y promover el desarrollo sostenible de los bosques secos de la Regin Grau. En

Bosques secos y desertificacin. Memorias del seminario Internacional Proyecto Algarrobo. Lima:INRENA, 1998.

F

R

U

T

O

EXO Y MESOCARPIO

ENDOCARPIO

SEMILLA

Epispermo (20%)

Endospermo (32%)

Cotiledn (48%)

(56%)

(35%)

(9%)


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1.4.2 Composicin qumico nutricional de la pulpa de algarroba

La pulpa comprende el exo y mesocarpio, representando el 56% del peso total delfruto. La tabla 1.1 muestra el resultado de un anlisis realizado a la pulpa de algarrobacon el fin de conocer su composicin qumico-nutricional.

Tabla 1.1 Composicin qumico-nutricional de la pulpa de algarroba7

DETERMINACIN g/100g de muestra secaCenizas 3,60Protenas (N x 6,25) 8,11Grasa 0,77Sacarosa 46,35Azcares reductores 2,14Fibra diettica

insoluble

30,60

Fibra diettica soluble 1,62Minerales contenidos mg/100g de muestra secaPotasio 2,65Calcio 75,86Magnesio 90,36Sodio 113,02Cobre TrazasNquel TrazasFierro 33,04

Magnesio TrazasZinc Trazas

Vitaminas mg/kg de muestra originalA No detectadaE 5,00B1 1,90B2 0,60B6 2,35cido nicotnico 31,00

C 60,00cido flico 0,18

7Ruiz, Walter; Cruz Gastn; Grados Nora. Aprovechamiento integral de la algarroba (Prosopis sp.) comomedio para impulsar y promover el desarrollo sostenible de los bosques secos de la Regin Grau. En

Bosques secos y desertificacin. Memorias del seminario Internacional Proyecto Algarrobo. Lima:INRENA, 1998.


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1.4.3 Composicin qumico nutricional del endocarpio o carozo

El endocarpio consiste en unas cpsulas muy duras dentro de las cuales se encuentranlas semillas. El endocarpio representa el 35% del peso total del futo. La composicinqumica nutricional se presenta en la tabla 1.2.

Tabla 1.2 Composicin qumico nutricional del endocarpio o carozo.8

Determinacin g/100g de muestra secaCenizas 3,30Protenas 4,00Grasa 1,30Fibra diettica soluble 3,43Fibra diettica insoluble 88,90Minerales contenidos mg/100g de muestra seca

Fsforo 13,20Calcio 13,20Potasio 33,20Sodio 2,30

1.4.4 Usos tradicionales de la algarroba

Algarrobina: La preparacin de algarrobina es uno de los principales usos della algarroba. Tradicionalmente la algarrobina se prepara poniendo a hervir lasvainas de algarroba (bien secas), posteriormente el jugo obtenido se filtra y se

pone a concentrar por evaporacin en un recipiente sobre la cocina. Elconcentrado obtenido tiene un color marrn oscuro brillante y tiene la texturade un jarabe espeso.La algarrobina puede consumirse como uso medicinal especialmente paracombatir la disentera en nios debido a sus caractersticas astringentes.Adems es usada por personas de bajos recursos econmicos comoconcentrado multivitamnico y complemento alimenticio.El uso ms comn de la algarrobina en todo el Per es en la elaboracin delcctel de algarrobina, preparado a base de pisco, huevos, leche y una pequeaporcin de algarrobina.

Yupisn: Es un refresco obtenido por extraccin acuosa de los frutos, pero esterefresco no se concentra. Este refresco se consume tal cual o se puede utilizarpara preparar mazamorras con harina de camote o de maz.

Alimentacin de ganado: Ms del 90% de la produccin de la algarroba quese comercializa, es empleada para la alimentacin de animales como las vacas,cabras, caballos y burros, consumindola en su estado natural, es decir en

8Ruiz, Walter; Cruz Gastn; Grados Nora. Aprovechamiento integral de la algarroba (Prosopis sp.) como

medio para impulsar y promover el desarrollo sostenible de los bosques secos de la Regin Grau. EnBosques secos y desertificacin. Memorias del seminario Internacional Proyecto Algarrobo. Lima:INRENA, 1998.


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vaina. La algarroba tiene gran aceptacin entre los ganaderos pues segn ellos,sta tiene ciertas propiedades adicionales a su evidente valor energtico.9

1.4.5 Aprovechamiento integral de la algarroba

La Universidad de Piura aparte de estudiar y experimentar tcnicas rpidas y efectivaspara la reforestacin del bosque seco, tambin dedica gran parte de su atencin alestudio de los frutos del algarrobo, de tal manera que se pueda tener unaprovechamiento ntegro y contribuir a aumentar los ingresos del poblador rural,mejorando de esta manera su nivel socioeconmico.

Un aprovechamiento integral implica una separacin primaria del fruto en carozo,semilla y pulpa. Para lograr tal fraccionamiento, la algarroba pasa por las siguientesetapas, seleccin, lavado, secado (hasta un 7% de humedad), molienda y tamizado. Alfinal de este proceso se obtiene 4 fracciones segn las mallas utilizadas para eltamizado (mallas de la serie ASTM):

Fraccin 1: La fraccin 1 es aquella que queda retenida en la malla N 6 (3350m), contiene la mayor parte del endocarpio de la algarroba, como semencion anteriormente el endocarpio se caracteriza por su alto contenido defibra diettica insoluble, entonces sta fraccin puede utilizarse en laelaboracin de alimentos dietticos, alimento de animales o como combustible.Sin embargo debido a que esta fraccin posee 23% de azcares tambin sepodra utilizar para la elaboracin de algarrobina.

Fraccin 2: La fraccin 2 es aquella que logra pasar la malla N 6 pero quedaretenida en la malla N 10 (2000 m). En esta fraccin se encuentran lassemillas junto con fragmentos de pulpa y carozo. Despus de separar las

semillas del resto, stas se pueden utilizar para la obtencin de goma (a partirdel endospermo) y harina proteica (a partir del cotiledn). La pulpa y carozopueden utilizarse para la elaboracin de algarrobina (pues poseen un 35% deazcares) o para la alimentacin de animales.

Fraccin 3: La fraccin 3 es aquella que logra pasar la malla N 10 pero quedaretenida en la malla N 60 (250 m). Esta fraccin contiene la mayor cantidadde exo y mesocarpio (pulpa) de la algarroba. Debido a su alto contenido deazcares (54%) el mejor aprovechamiento que se le podra dar sera laelaboracin del sucedneo del caf y de la algarrobina. Una vez que se le hanextrado los azcares, puede ser utilizado como fibra diettica.

Fraccin 4: La fraccin 4 se divide en dos, aquella que logra pasar la malla N

100 (150 m) puede utilizarse como polvo soluble para saborizantes, sustitutosdel cacao y aquella que queda retenida puede emplearse como harina para laelaboracin de caf, harina enriquecida o alcohol por fermentacin.

1.4.6 Comercializacin de algarroba

En la comercializacin de la algarroba intervienen diferentes agentes tanto de la zonade produccin como externos a ella, cada agente tiene un papel asignado el cual es

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Grados, Nora; Cruz, Gastn. La algarroba: Perspectivas de utilizacin industrial. Piura: Universidad dePiura, 1994.


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Captulo 2

Caf genuino y sucedneos del caf

2.1 Breve historia del caf

El caf es conocido y utilizado desde la antigedad por los habitantes del sur de Abisinia yde los Grandes Lagos, debido a que los cafetos tpicos slo son espontneos en fricaCentral. En aquella poca los consumidores de caf masticaban los granos ligeramentetostados lo cual produca que la sensacin de hambre disminuyera.

Abisinia es considerada como el primer lugar donde se comenz con el cultivo, uso delcaf e incluso con la preparacin de ste como bebida. Algunos pueblos pertenecientes aAbisinia preparaban una infusin con los granos verdes, otros aprovechaban las hojas,cerezas y granos y algunos otros hacan preparaciones de caf con manteca.

La expansin del caf de Abisinia a Arabia se dio durante los siglos XIII o XIV, existiendo

varias leyendas que la explican. La leyenda ms conocida es la del santn Al Ben Omaral-Sadhili, fundador de la zuia de al-Moka en el Yemen, el cual recibi granos de cafcomo obsequio departe de sus seguidores etopes. Existe otra versin de la leyenda segnla cual un pastor de Abisinia llamado Kaldi, observ que sus cabras no podan dormir nireposar despus de comer las bayas de un arbusto (cafeto). El pastor acudi a pedir consejoal superior de un monasterio cristiano, el cual prob el efecto de las bayas del cafeto sobresus monjes, descubriendo que gracias a estas sus monjes permanecan despiertos durantesus oraciones nocturnas.

La extensin del caf por el resto del mundo islmico se dio gracias a las peregrinacioneshacia la Meca y a la difusin fuera de Arabia de diversas sectas. En el siglo XVI el caf fueintroducido en Europa por los mercaderes de Venecia. A pesar de los prejuicios el caf sefue expandiendo e introduciendo en nuevos mercados como el francs, es as que en elsiglo XVIII se haban abierto en Francia numerosas cafeteras.

Con respecto a Amrica del Sur y Centroamrica, los holandeses en el ao 1714 trajeronlas primeras semillas de caf a la Guayana holandesa, hoy Surinam. En Colombia, elcultivo de caf fue introducido por los jesuitas en el ao 1730. En 1800 el caf lleg aMjico y Centroamrica y en el ao 1876 el caf lleg al Per y se desarroll de formacomercial en el valle de Chanchamayo.


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la planta a condiciones adversas de baja fertilidad y sequa de los suelos, ademsde la resistencia de sus ramas durante la cosecha.El contenido de cafena es relativamente bajo entre 0,9% y 1,5%. Produce unataza de caf fina con ms acidez, aroma refinado y un resabio caramlico.Es originario de Etiopa, sin embargo hoy se produce en pases como Brasil,

Camern, Colombia, Costa Rica, Cuba, Ecuador, Guatemala, Hait, Jamaica, Java,Kenia, Mxico, Per, Puerto Rico, Repblica Dominicana, El Salvador, Tanzaniay Venezuela.

Coffea canephora ocafeto robusta: Ocupa el segundo lugar en el mundo.Comparndola con el c. arabica, posee un crecimiento ms vigoroso y unaproductividad mayor, es menos sensible a las enfermedades, especialmente a laproducida por laHemileia, adems presenta mayor contenido de slidos solublesen el grano molido lo cual es importante en los cafs instantneos. Sus granos sonmenos perfumados, picantes y astringentes y su contenido de cafena es muysuperior (entre 2% y 4,5%). Sin embargo las variedades de esta especie son

inferiores en calidad a las de Coffea arabica.Originario del Congo Belga (actualmente Repblica Democrtica del Congo), hoyen da se cultiva no slo en frica (Costa de Marfil, Angola y el propio Zaire),sino tambin en India, Indonesia, Madagascar, Brasil y Filipinas.

Coffea liberica: Esta variedad es oriunda de los alrededores de Monrovia enLiberia. Crece en regiones hmedas y semiridas de Guinea y el Congo.La calidad de la bebida se considera bastante mediocre. Su consumo no est muygeneralizado, sin embargo es muy apreciado en los pases escandinavos.

2.3 El fruto del caf

El fruto del caf es una baya o drupa que primero es verde, posteriormente en la etapa demadurez, los frutos se tornan de color rojo ms o menos oscuros (a excepcin de lasvariedades del c. arabica L var. amarella cuyos frutos son amarillos); es en este estadioque los frutos deben recogerse, este detalle es importante pues los frutos maduros de lavariedad c. arabica caen muy rpidamente al suelo, al contrario que los de C. robusta quepermanecen sujetos varias semanas.

Al fruto maduro se le conoce corrientemente con el nombre de cereza, esta cereza esovoidea, subglobulosa, de 10 a 15 mm de dimetro por 16 a 18 mm de largo. Contiene dos

ncleos cada uno de ellos con un grano de caf, estos granos de caf se encuentranenfrentados entre s por la parte plana. Dentro de la cereza, el grano de caf se encuentraencerrado en un casco semirrgido transparente de aspecto apergaminado que correspondea la pared del ncleo. Una vez retirado, el grano de caf verde se observa rodeado de unapiel plateada adherida, que se corresponde con el tegumento de la semilla

En la figura 2.1 se pueden apreciar las distintas fracciones anatmicas del fruto:

Endosperma: Las clulas del endosperma contienen almidn, aceites, azcares yalcaloides como la cafena.

Perispermo, piel plateada: Es una membrana muy fina de color plateada, ms omenos adherida al grano, est formada por varias capas de clulas fibrosas,translcidas y de paredes finas.
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3. Fermentacin: Esta operacin tiene como finalidad descomponer elmuclago, una vez disuelto se elimina por medio del lavado. Requieremucho control pues se corre el riesgo de que el caf no fermente loadecuado o se sobrefermente con lo cual se obtendra un caf de malacalidad. La fermentacin aumenta el grado de acidez en el caf. La

fermentacin se realiza en tanques de cemento, en baldes plsticosgrandes o en sacos de polipropileno tejido y dura entre 12 (clima clido)y 30 horas (clima fro). El punto de fermentacin adecuado se determinafrotando un puado de granos, si el grano se nota spero se termina lafermentacin.

4. Lavado: Se realiza para eliminar los productos formados durante lafermentacin y completar la separacin del muclago. Se efecta engrandes cubas llamadas lavaderos, en los mismos tanques de cementoutilizados para la fermentacin o en baldes plsticos. Si el lavado serealiza en tanques, la persona encargada saca el muclago pisando los

granos de caf mientras llena el tanque con agua, si se lava en balde seremueve la masa de caf con el brazo.

5. Secado: Esta operacin puede realizar de manera natural (secado solar)o de manera artificial (hornos), en ambos casos la humedad final delgrano debe ser de 12% aproximadamente para poder asegurar suconservacin. El caf necesita de 6 a 8 das o de 30 a 40 horas contandosolamente las horas de sol.

6. Despergaminado y pulido15: Despus del secado, el caf est cubiertode una capa blanca amarillenta llamada pergamino. El caf enpergamino se almacena en silos de varios metros cbicos de capacidaddurante una semana por lo menos. Cuando se va a clasificar y a envasaren sacos se le quita el pergamino mediante un aparato llamado piladoramecnica. La total eliminacin de la pelcula se efecta en aparatosllamados pulidores.

Beneficio por va seca16:

En este mtodo, los frutos son secados inmediatamente despus de la recoleccin.Al trmino del secado, la pulpa, el muclago y el pergamino constituyen una

especie de cscara que envuelve los granos y que basta romperlos para liberarlos.Este tipo de tratamiento requiere ms tiempo que el de la va hmeda, pues elsecado de los frutos es ms lento por la cantidad de agua a evaporar (60 a 75%). Elcaf obtenido se conoce con el nombre de caf bolita o brasileiro, es de inferiorcalidad respecto al caf obtenido por va hmeda, pues su sabor es menos agradable(amargo) y su olor es a fermentado.

15Nosti Nava, J. Cacao, caf y t. Barcelona: Salvat, 1953.

16Coste, Ren.El caf. Barcelona: Blume, 1969.


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Beneficio ecolgico

Es un mtodo que se emplea para reducir el impacto ambiental. Se busca que elcaf cereza y el grano con muclago no tenga contacto con el agua. Este proceso secomplementa con un manejo adecuado de la pulpa y la miel del caf (agua del

lavado) a travs de lombricultura e instalacin de aboneras.El mtodo comprende: una tolva seca, el despulpado en seco, desmucilaginado sinfermentacin, clasificacin del caf desmucilaginado con agua y el secado.

La eleccin de un mtodo de beneficiado depende de cuatro factores: Rapidez detratamiento, tipo de cereza beneficiada, disponibilidad de agua en la plantacin, y porltimo capital disponible.

2.5 Torrefaccin

Las cualidades aromticas por las que se caracterizan los distintos cafs, son producto del

proceso de torrefaccin, tambin llamado tostado o quemado. Durante este proceso no slose producen cambios en la apariencia externa del grano, sino tambin se dan profundastransformaciones qumicas algunas de las cuales son responsables del aroma y saborespecial. La torrefaccin altera el grano como consecuencia de la deshidratacin, oxidaciny ligera carbonizacin; por estas razones disminuyen el contenido de agua, azcares,cafena y taninos

La tabla 2.1 muestra las modificaciones que produce el incremento de la temperatura en elcaf.

Tabla 2.1 Modificaciones producidas en el grano de caf durante la torrefaccin17

TemperaturaC

Modificaciones

100

El color verde de los granos comienza a cambiar a amarillo. Elcaf tiene olor a pan tostado. Prdida de peso consecuencia de laevaporacin de una gran parte de agua contenida en el caf verde,que vara entre 14 y 23%.

120-130El grano adquiere un tinte castao que se acenta poco a pocohaca variantes pardas ms o menos oscuras.

150El caf desprende un olor que recuerda al de los granos tostados,pero an no se percibe su aroma caracterstico. El color del caf esmarrn y aumenta su volumen.

180Se produce el aroma caracterstico del caf y se desprende C02 yCO. El color del caf cambia a marrn y aumenta su volumen.

180Se da mayor desprendimiento de gases y el color del caf sevuelve ms oscuro. El aroma alcanza su plenitud. Los granosaumentan ms su volumen a casi el doble del inicial.

270Se acenta el desprendimiento de los humos, los granos seennegrecen y se tornan mates, el volumen ya no aumenta.

300Los granos son negros, carbonosos, desmenuzables a la ms ligerapresin y el aroma ha desaparecido por completo.

17Coste, Ren.El caf. Barcelona: Blume, 1969


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Segn los especialistas en el caf la zona de torrefaccin est comprendida entre los 185 y240 C, siendo la temperatura ptima la comprendida entre 210 y 230 C. Por encima seinicia la sobre torrefaccin.

La duracin de la torrefaccin es generalmente de 12 a 15 minutos.

2.6 Composicin qumica del caf verde y tostado del Coffea arabica

La composicin qumica del caf es muy difcil de determinar pues posee ms de 300constituyentes. La siguiente tabla indica la composicin qumica promedio del caf verde ytostado.

Tabla 2.2 Composicin de granos verdes y tostados de Coffea arabica.18

Componentes Granos verdes Granos tostadosAgua 11,35 1,73

Protenas 11,89 13,77Cafena 1,29 1,27Materias grasas y extractos etreos 12,34 13,92Azcares 8,39 1,23cido tnico 6,42 4,69Fibras 18,11 32,39Celulosa 26,16 26,31Cenizas 4,05 4,69

Como se puede apreciar en la tabla anterior, el proceso de torrefaccin reduce el

contenido de agua, de cafena, de azcar y del cido tnico. Sin embargo aumenta losrestantes elementos.La compleja composicin del caf hace posible una diversidad de aplicaciones como:extracto soluble slido de caf, cafena para usos farmacolgicos (obtenindose en losprocesos industriales 0,75%), aceites de caf para consumo humano, fabricacin de

jabones, insecticidas, cosmticos, vitamina D, alfacelulosa para las industrias de lasfibras, etc.

2.7 Normas tcnicas

2.7.1 Concepto

Las normas tcnicas son documentos establecidos por acuerdo de las partesinteresadas en un determinado tema y aprobados por un organismo reconocido que, enel caso del Per, es el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de laProteccin de la Propiedad Intelectual (Indecopi), a travs de la Comisin deNormalizacin y Fiscalizacin de Barreras Comerciales no Arancelarias.

Las normas tcnicas establecen los requisitos, mtodos y terminologa para un usocomn que contribuyen a la obtencin de una calidad sostenida en el tiempo.

18Nosti Nava, J. Cacao, caf y t. Barcelona: Salvat, 1953


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Las normas tcnicas son de carcter voluntario cuyo objetivo es asegurar la calidad delos productos y servicios. La aplicacin de las normas tcnicas genera beneficios tantoa los productores pues eleva su competitividad como al Estado ya que facilita suscompras y a los consumidores pues protege su salud y seguridad.

La normalizacin ha contribuido, por ejemplo a que en el Per la exportacin del caf(verde) se haya incrementado de manera sostenida.

Fig. 2.1 Modelo de norma tcnica peruana19

Las normas tcnicas son de distintos tipos los cuales se basan en el objetivo para elcual fueron creados. As se tiene normas tcnicas de:

De producto: Las normas tcnicas de producto, establecen los requisitos queun producto debe cumplir para poder ser usado y consumido.Por ejemplo: NTP 209.027 CAF VERDE. Requisitos

De terminologa: Las normas tcnicas de terminologa definen el significadode los trminos a emplear.Por ejemplo: NTP-ISO 3509 CAF VERDE. Vocabulario

De mtodos de ensayo: Las normas tcnicas de mtodos de ensayo, establecen

el tipo de mtodos, mquinas y herramientas que se debern usar para realizarpruebas y anlisis sobre materiales y productos.Por ejemplo: NTP ISO 6667 CAF VERDE. Determinacin de laproporcin de granos daados por insecto. 1. ed.

De muestreo: Las normas tcnicas de muestreo especifican cmo se han derealizar las extracciones de muestra y los procedimientos para llevar a cabo lasinspecciones.Por ejemplo: NTP ISO 4072 CAFE VERDE EN SACOS. Muestreo.

19Presentacin Power Point de Indecopi


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2005NTP209.028

CAF TOSTADO EN GRANO O MOLIDO.Requisitos. 2. ed.

Establece los requisitos y los mtodos de ensayo que debe cumplir elcaf tostado, en grano o molido, aplicable para su comercializacin.

2005NTP209.314

CAF VERDE. Determinacin de ocratoxina A.Mtodo de cromatografa de capa fina.

Establece el mtodo de cromatografa de capa fina para ladeterminacin de ocratoxina A en el caf verde.

2005NTP ISO4150

CAF VERDE. Anlisis de granulometra.Establece un mtodo de rutina para llevar a cabo el anlisis deltamao de grano entero del caf verde por tamizado manual usandotamices de prueba de laboratorio.

2006

NTP ISO

10470

CAF VERDE. Tabla de referencia de defectos. 2.

ed.

Proporciona una lista en forma de tabla de las cinco principales ydiferentes categoras de defectos considerados como potencialmente

presentes en el caf verde comercializado en todo el mundo,cualquiera que sea su especie, variedad y procesamiento despus dela cosecha (en hmedo o en seco).

2006NTP209.312

CAF. Buenas prcticas para prevenir la formacin demohos.

Establece las buenas prcticas en la cadena de caf (produccin,beneficio, acopio, proceso, transporte, almacenamiento ycomercializacin) con objeto de brindar orientacin bsica sobrecmo minimiza el riesgo de formacin de mohos y por lo tanto a laposible presencia de la OTA.

2006NTP ISO9116

CAF VERDE. Lineamientos sobre mtodos deespecificacin.

La presente Norma Tcnica Peruana proporciona lineamientos sobremtodos a utilizar para describir el caf verde para compra y venta yse basa en los trminos contractuales utilizados en el comerciointernacional del caf.

2007 NTP ISO4149 CAFE VERDE. Examen olfativo y visual.Determinacin de la materia extraa y defectos. 2. ed.

Establece mtodos para el examen olfativo y visual y para ladeterminacin de materia extraa y defectos en el caf verde a fin deevaluar la conformidad con una especificacin o contrato. Adems,

estos mtodos pueden ser usados para la determinacin de una o mscaractersticas del caf verde que tengan un impacto en la calidad delmismo para propsitos tcnicos, comerciales, administrativos y dearbitraje, y para control e inspeccin de calidad. Esta NTP se aplicaal caf verde como se define en la NTP-ISO 3509.


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2007NTP ISO4072

CAFE VERDE EN SACOS. Muestreo.2. ed.

1.1 Establece un mtodo de muestreo para el caf verde, con el objetode verificar si cumple con las especificaciones del contrato. 1.2 Estemtodo tambin se puede utilizar para la preparacin de una muestracon el objeto de: a) Servir como base para una oferta de venta; b)Verificar que el caf a ser ofrecido en una venta satisfaga laespecificacin de venta del productor; c) Determinar una o mscaractersticas del caf para propsitos tcnicos, comerciales,administrativos y de arbitraje; d) Llevar a cabo un control de calidado de inspeccin de calidad: e) Obtener una muestra para conservarlacomo contramuestra y/o dirimencia, de ser necesaria, en los litigiosque puedan suscitarse. 1.3 Esta Norma Tcnica Peruana se aplica alcaf verde en sacos, como se define en la NTP-ISO 3509.

2007 NTP209.027

CAFE. Caf verde. Requisitos. 3. ed.Establece los requisitos que debe cumplir el caf verde para sucomercializacin.

2007NTP ISO3509

CAFE Y SUS DERIVADOS. Vocabulario. 2. ed.Establece los trminos ms utilizados en el campo del caf y susderivados.

2008NTP209.315

CAF INSTANTANEO SOLUBLE.Mtodos de ensayo.

La presente Norma Tcnica Peruana establece mtodos de ensayopara determinar la humedad, contenido de cenizas, pH, almidones,solubilidad y contenido de cafena de los cafs solubles oinstantneos.

2008NTP209.310

CAF PERGAMINO. Requisitos. 2. ed.Establece los requisitos de caf pergamino aplicable para sucomercializacin.

2008 NTP ISO6670

CAF INSTANTANEO EN UNIDADES CONRECUBRIMIENTO. Muestreo. 2. ed.

Esta Norma Tcnica Peruana establece un mtodo para muestrear unenvo de caf instantneo, en diez unidades o ms, para suinspeccin a fin de determinar si el envo cumple con unaespecificacin contractual.


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Tabla 2.4. Normas tcnicas colombianas del caf.

Ao Cdigo Norma Descripcin

1988NTC2443

INDUSTRIA AGRCOLA. CAF INSTANTNEO.DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE MATERIAINSOLUBLE.

Esta norma especifica un mtodo para la determinacin del contenidode materia insoluble del caf instantneo.

1996NTC2441

INDUSTRIAS AGRCOLAS. CAF TOSTADO Y MOLIDO.Mtodo para la determinacin del tamao de partcula.

Esta norma establece el grado de molienda del caf tostado y molido.

1990NTC2737

INDUSTRIAS AGRCOLAS. CAF INSTANTNEO.Determinacin de la prdida de masa a 70 C bajo presinreducida.

La norma especifica un mtodo de para la determinacin de laprdida en masa a 70 C, del caf instantneo.

1999NTC4602-1

DETERMINACIN DEL RENDIMIENTO DE LAEXTRACCIN DE SLIDOS SOLUBLES EN LA BEBIDADEL CAF. PARTE 1.Mtodo por goteo directo.

Esta parte de la norma establece un mtodo para determinar elrendimiento en la extraccin y los slidos solubles de la bebida delcaf, el cual se ha denominado mtodo por goteo.

1999NTC4602-2

DETERMINACIN DEL RENDIMIENTO DE LAEXTRACCIN DE SLIDOS SOLUBLES EN LA BEBIDADEL CAF. PARTE 2. Mtodo por contacto directo.

Esta parte de la norma establece un mtodo para determinar elrendimiento en la extraccin y los slidos solubles de la bebida delcaf, el cual se ha denominado mtodo por contacto directo.

1999NTC4675

EXTRACTOS SOLUBLES DE CAF.Esta norma establece los requisitos y los mtodos de ensayo que debecumplir los extractos solubles del caf.

2000NTC2558

CAF TOSTADO Y MOLIDO. Determinacin del contenido dehumedad. Mtodo por determinacin de la prdida en masa a 103C (mtodo de rutina).

La norma especifica un mtodo de rutina para la determinacin de laprdida en masa a 103 C, del caf tostado y molido.

2004NTC2442

CAF TOSTADO EN GRANO Y/O MOLIDO. Determinacindel grado de tueste.

Esta norma especifica un mtodo para la determinacin del grado detueste en caf tostado en grano y/o molido mediante medicionescolorimtricas.

2005NTC

4084

CAF TOSTADO Y MOLIDO. Mtodo para la determinacin de

la densidad por compactacin.

Este mtodo establece un procedimiento de prueba general para ladeterminacin del volumen y la densidad por compactacin de una

muestra de caf tostado y molido.

2007NTC3534.

CAF TOSTADO, EN GRANO O MOLIDO.Esta norma establece los requisitos y los mtodos de ensayo que debecumplir el caf tostado en grano o molido.


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2.7.2.3 Normas tcnicas venezolanas

En Venezuela, el organismo nacional encargado de la normalizacin es laComisin Venezolana de Normas Industriales, COVENIN. Su misin esplanificar, coordinar y llevar a cabo las actividades de normalizacin y

certificacin de calidad en Venezuela. Para la elaboracin de las normas sesigue un laborioso proceso que consiste en la consulta y estudio de las normasinternacionales nacionales, de asociaciones o empresas relacionadas con lamateria, as como investigacin a nivel de plantas y/o laboratorios.

La tabla 2.5 resume las normas tcnicas venezolanas referidas al caf.


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1984COVENIN2134-84

CAF ELABORADO.Determinacin de azcaresreductores y no reductores.

Esta norma contempla el mtodo de ensayo para la determinacin de azcares reductoresy no reductores, por el mtodo de MUNSON WALKER modificado, en caf elaborado.

1993COVENIN604-93.

CAF. Definiciones.Esta norma contempla las definiciones para los trminos empleados comnmente en elrea del caf y sus productos. Esta norma reemplaza totalmente a la Norma VenezolanaCOVENIN 604-81.

1993COVENIN45-93

CAF VERDE.Establece los requisitos y la clasificacin que debern cumplir los diferentes tipos de cafverde que se produzcan en Venezuela.

1994

COVENIN

46:1994:

CAF TOSTADO O

MOLIDO. 3. revisin

Esta norma reemplaza a la Norma Venezolana COVENIN 46-89. Esta norma establece las

caractersticas generales y los requisitos que debe cumplir el caf y es aplicable alproducto, tanto en granos (caf tostado); como molido.

1995COVENIN383:1995

CAF VERDE EN SACOS.Mtodo de muestreo.

Describe un mtodo de muestreo para determinar mediante anlisis de la muestra si laentrega se ajusta a las especificaciones contractuales.


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2.7.2.4 Normas tcnicas mexicanas

Las normas tcnicas mexicanas (NMX) son elaborados por un organismonacional de normalizacin o por la Secretara de Economa, cuya finalidad es elestablecimiento de los requisitos mnimos de calidad de los productos yservicios. La aplicacin de estas normas es voluntaria.Las Normas Mexicanas (NMX) son expedidas por los diferentes organismosnacionales de normalizacin (ONN) registrados: Sociedad Mexicana deNormalizacin y Certificacin (NORMEX), Instituto Mexicano deNormalizacin y Certificacin (IMNC), Asociacin de Normalizacin yCertificacin (ANCE), Instituto Nacional de Normalizacin Textil (INNTEX),Organismo Nacional de Normalizacin y Certificacin de la Construccin yEdificacin (ONNCCE), Normalizacin y Certificacin Electrnica (NYCE),Consejo para el Fomento de la Calidad de la Leche y sus derivados(COFOCALEC), Cmara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero

(CANACERO) y el Centro de Normalizacin y Certificacin de Productos(CNCP).

La tabla 2.6 resume las normas tcnicas referidas al caf.


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Tabla 2.6. Normas tcnicas mexicanas del caf22.

Ao Cdigo Norma Descripcin1982 NMX-F-173-S-1982

CAFE TOSTADO Y CAFE MEZCLADOTOSTADO CON AZUCAR.

Esta norma establece las especificaciones que debe cumplirel producto denominado Caf tostado y caf mezcladotostado con azcar, destinado a preparar infusiones paraconsumo humano.

2000 NMX-F-013-SCFI-2000

CAF PURO TOSTADO, EN GRANO OMOLIDO, SIN DESCAFEINAR O

DESCAFEINADO - ESPECIFICACIONESYMTODOS DE PRUEBA. Cancela a laNMX-F-013-S-1980.

Esta norma establece las especificaciones de calidad que

debe cumplir el caf puro tostado en grano o molido, sindescafeinar o descafeinado.

2008 NMX-F-107-SCFI-2008 CAF VERDE EN SACOSMuestreo.

Esta norma establece las condiciones generales relacionadascon el muestreo de un lote de caf verde conformado por 10sacos o ms, con el propsito de examinar las caractersticasy condiciones de acuerdo con los parmetros de referenciaestablecidos en los contratos, normas o convenios entre laspartes, entre otros.

2008 NMX-F-129-SCFI-2008CAF VERDE - Preparacin de lasmuestras para su uso en anlisis sensorial.

Esta norma especifica un mtodo para tostar el caf verde yestablece un protocolo para la preparacin de la muestra decaf molido de una bebida que va a ser usada para su anlisissensorial.

2008 NMX-F-158-SCFI-2008

CAF VERDE - Inspeccin olfativa y

visual - Determinacin de defectos ymateria extraa.

Esta norma especifica los mtodos de prueba para lainspeccin olfativa y visual para la determinacin de materia

extraa y defectos en el caf verde de todos los orgenes, afin de evaluar las especificaciones de calidad del caf verdedestinado para consumo humano.

22http://www.economia.gob.mx. Consultada el 14 de enero de 2010


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2008 NMX-F-162-SCFI-2008CAF VERDE - Tabla de referencia dedefectos.

Este norma provee referencias que enlistan las cincocategoras principales de defectos los cuales se consideraestn presentes en el caf verde existente en el mercadonacional e internacional, de cualquier especie y variedad,despus de su procesamiento.

2008 NMX-F-176-SCFI-2008CAF VERDE - Determinacin de laperdida de masa a 105 C - Mtodo deprueba.

Esta norma mexicana especifica un mtodo para ladeterminacin de la prdida de masa a 105 C en granosenteros de caf verde destinado para el consumo humano quese produce y/o comercializa en el territorio nacional.

2008 NMX-F-586-SCFI-2008CAF Y SUS PRODUCTOS - Vocabulario- Trminos y definiciones.

Esta norma establece los trminos y las definicionesutilizadas comnmente en relacin con el caf y susproductos. Es aplicable al caf, caf verde y caf tostadoindependientemente del mtodo de produccin y beneficiadopor el cual fue obtenido que se comercializa en el territorionacional, indistintamente de que sea canalizado a cualquiermercado.

2008 NMX-F-551-SCFI-2008CAF VERDE - Especificaciones,preparaciones y evaluacin sensorial(Cancela a la NMX-F-551-SCFI-1996)

Esta norma establece la definicin y las descripciones que seutilizan comnmente para caf verde, as como los tipos depreparaciones que se pueden presentar.

2009 NMX-F-177-SCFI-2009CAF VERDE DE ESPECIALIDAD ESPECIFICACIONES, CLASIFICACINY EVALUACIN SENSORIAL.

Esta norma establece la definicin y la clasificacin que seutiliza para el caf verde de especialidad, as como sumtodo de evaluacin.

2009 NMX-F-552-SCFI-2009

CAF VERDE DESCAFEINADO -ESPECIFICACIONES Y MTODOS DEPRUEBA (CANCELA A LA NMX-F-552-SCFI-1998)

Esta de norma establece las especificaciones de calidadaplicables al caf verde descafeinado.


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La achicoria es una planta espontnea que crece en Espaa, Francia,Holanda, Blgica, Alemania, etc. El proceso que se sigue para obtener elcaf de raz de achicoria consiste primero en recoger las achicorias,posteriormente lavarlas y secarlas. Una vez secas, estas races se tuestan a180 - 210 C y finalmente se muelen. Algunas veces se le adiciona otras

substancias como melaza y mantequilla con el fin de mejorar supresentacin. El caf de achicoria tiene un sabor a pimienta.

La achicoria comercial contiene de 4 a 10% de agua, sustancias proteicas,sustancias grasas, celulosa, de 7 a 8% de inulina, indicios de intibina, de 8 a10% de levulosa, etc.23 La ingestin de caf de achicoria tiene una accinbeneficiosa sobre el aparato digestivo, especialmente sobre el hgado graciasa las sustancias que contiene: inulina e intibina.

Generalmente este sucedneo se mezcla con el caf genuino con el fin dereducir los costos y producir un color negro que da la sensacin al

consumidor de una bebida concentrada, la proporcin de caf de raz deachicoria y caf genuino es de uno a tres.

En Francia se utiliza mucho esta raz mezclada con el caf genuino, a pesarde no contener cafena, la achicoria aporta un sabor amargo y unacoloracin oscura, la cual se debe a la caramelizacin producida durante eltostado, legalmente en este pas la mezcla de achicoria caf debe contener almenos 51% de caf.

En Rusia se produce un sucedneo del caf al combinar extracto deachicoria con jugo de manzana en iguales proporciones. La bebida que seobtiene tiene un sabor agradable y un color marrn oscuro.

Otros cafs de races menos utilizados son los cafs de remolacha (Betavulgaris), diente de len (Leontodon taraxacum), gamn (Asphodelusmicrocarpus), etc. Con respecto al caf de remolacha, se halla el llamadocaf holands el cual se prepara con azcar quemada.

En Polonia se elabora un sucedneo del caf instantneo conocido comocaf inka el cual se obtiene a partir de la evaporacin del extracto acuoso

de remolacha dulce termolizada (Beta vulgaris subespecie cicla), endibia

(chicorium endivia), centeno y cebada. La generacin trmica del aroma ydel color se basan en reacciones tipo Maillard de los azcares con lasprotenas presentes en el material vegetal. El aroma es generado por lasreacciones de los aminocidos con los polisacridos del centeno y la cebaday el color y tambin el olor es generado por las reacciones entre losaminocidos con el azcar de la remolacha y endibia.

Cafs de frutos: Se han usado una variedad de frutos para obtener este tipode sucedneos, sin embargo no todas las elecciones han sido las mejores oms acertadas. Entre los frutos utilizados destacan: las bellotas dulces, los

23Coste, Ren.El caf. Barcelona: Blume, 1969


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que se encuentran en el mercado son: Bauvi, Santa Mara de Locuto, La Espaolita,PRONOR.

La figura 2.2 muestra las presentaciones de las marcas de caf de algarroba antesmencionadas.

Fig. 2.2 Cafs de algarroba marca Bauvi, Santa Mara de Locuto, La Espaolita y PRONOR

A continuacin se presenta el proceso de elaboracin de caf de algarroba que siguela empresa EcoBosque25

Existen dos mtodos para elaborar el caf de algarroba: El primero consiste en tostarlas vainas troceadas y luego molerlas y el segundo mtodo en moler las vainas secas,tamizarlas y luego tostar la fraccin que pasa el tamiz, la empresa EcoBosque (que esuna empresa dedicada a la elaboracin de productos derivados de la algarroba), utiliza

el segundo proceso debido a que el tostado se puede realizar de manera uniforme dadoque la algarroba se encuentra en partculas. Adems el caf obtenido presenta un saborms dulce, evitando as agregar azcar para endulzar la bebida.

Explicacin del proceso:

Pesaje 1: Se pesa la cantidad de algarroba que se va a utilizar en la jornada.

25

Ruiz Campoverde, F. A. Red de centros rurales de derivados de la algarroba en Tambogrande. Tesis.Piura: Universidad de Piura, 2005


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Captulo 3Fundamentos tericos

3.1 Molienda y tamizado

3.1.1 Molienda:

La operacin de molienda consiste en reducir el tamao de las partculas slidas, atravs de acciones mecnicas que provocan su rotura.

Las razones para reducir el tamao de un slido pueden ser diversas. Por ejemplo:

Facilitar la extraccin de un constituyente deseado, el cual est contenido en unaestructura compuesta como en el caso de la obtencin de harina a partir de granosde trigo.

Puede ser una necesidad especfica del producto. Ejemplo: la elaboracin delazcar para helados, preparacin de especias y refino de chocolate.

Disminuir el tiempo de secado de los slidos hmedos, aumentar la velocidad deextraccin de un soluto deseado (debido al aumento del rea de contacto entre elslido y el disolvente.)

Las propiedades caractersticas de la materia a moler influyen sobre el proceso. Unade las que tiene mayor influencia es la resistencia mecnica, que es el conjunto depropiedades que definen la capacidad que tiene un cuerpo slido a sufrirdeformaciones elsticas (el cuerpo recupera su forma inicial al terminar la accin dela fuerza), permanentes o de romperse por la accin de fuerzas externas. Laspropiedades que permiten definir la resistencia mecnica son: fatiga lmite,caractersticas del estado elstico y capacidad lmite de un trabajo.

La fatiga lmite determina qu tipo de deformacin sufre el cuerpo, por ejemplo, si lafatiga es inferior a un valor lmite, la deformacin que sufre el cuerpo es elstica, sisobrepasa un cierto lmite el cuerpo puede sufrir deformaciones permanentes eincluso romperse. Las fatigas reciben nombres diferentes: de traccin, compresin,cizalladura. En la molienda se utiliza la escala de Mohs; por definicin un cuerpo esms duro que aquel al que raya y ms blando que aquel que le puede rayar.

La caracterstica del estado elstico ms importante es el mdulo de elasticidad (Es)definido por la Ley de Hooke como la fuerza que produce un alargamiento unitario

en el sentido de la fuerza.


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La molienda puede producirse sometiendo el producto a una simple operacin decompresin, a una compresin con frotamiento o cisura, a choques o percusiones.

Existen distintos aparatos destinados a realizar el proceso de molienda, en un mismoaparato pueden influir varias de las operaciones antes mencionadas. Entre los

aparatos existentes se encuentran, quebrantadores de mandbula y giratorios, molinode cilindros, molino de muelas horizontales, quebrantadores giratorios, molino demuelas verticales, molinos de martillo, molinos de doble rotor, molinos de bolas.

La tabla 3.1 muestra las fuerzas que predominan en algunas de las trituradoras de usofrecuente en la industria de los alimentos.

Tabla 3.1 Fuerzas predominantes en las trituradoras

Fuerza Principio AparatoCompresin Compresin (cascanueces) Rodillos trituradoresImpacto Impacto (martillo) Molino de martillos

Cizalla Frotamiento (piedra de molino) Molino de discos

Al aplicar fuerzas de compresin se obtiene una ruptura grosera del producto, lasfuerzas de impacto producen una molienda fina, media y gruesa y con las fuerzas defrotamiento se obtienen productos con un grado de molienda fina.

En la Universidad de Piura, se ha desarrollado un prototipo de mquina extractora desemilla de algarroba26, esta mquina consiste en un molino de martillos fijos,situados apropiadamente tanto en el rotor como en la carcasa del molino, de modoque acten como trilladora de las vainas. La velocidad de rotacin de este molino esde 1690 rpm, las cuales han sido calculadas para evitar el rompimiento de las

semillas. El rendimiento de la mquina es del 60% siempre y cuando las vainas dealgarroba alimentadas estn bien secas.

Fig. 3.1 Molino trillador de martillos27

Un molino de martillos es el nico que permite una molienda adecuada de productoselsticos o fibrosos (como es el caso de las vainas de algarroba). Estos molinostienen un rotor que tienen masas fijas (gorrones) o articulados martillos que giran a

26Coronado, J.Mquina extractora de semillas de algarroba. En Primer Seminario Nacional del Algarrobo.

Piura, 1988.27

Prokopiuk, D. B. Sucedneo del caf a partir de la algarroba Prosopis alba Griseb. Tesis doctoral.Valencia: Universidad Politcnica de Valencia, 2004.


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velocidades entre 500 y 3000 rpm. Las materias introducidas son lanzadas por loselementos del rotor contra las paredes de la carcasa provista de planchas de choque yexiste una criba que permite pasar las partculas de tamao menor a los orificios de lamisma. Las partculas obtenidas de la molturacin son eliminadas neumticamente opor medio de un ventilador adosado al molino. Este tipo de molino da un tamao de

partculas muy variado, todas las partculas no pueden pasar por la criba as tengan eltamao necesario crendose una especie de colchn encima de la criba por el cualpenetran los martillos reduciendo as el tamao de las partculas que al pasar por lacriba son de dimensiones muy inferiores a la de los orificios.Los molinos de martillo se pueden considerar como molinos de uso general puestienen la capacidad de triturar slidos de distintos tipos como cristalinos duros,productos fibrosos, sustancias vegetales, etc. Industrialmente se utiliza mucho paramoler pimienta y especias, leche deshidratada, azcares, etc.

Otro de los trabajos realizados por la Universidad de Piura, consiste en elfraccionamiento de la semilla de la algarroba de tal manera que se pueda obtener sus

distintos componentes: endospermo (goma), germen y epispermo. Para poder realizartal operacin se ha construido y ensayado un molino de rodillos 28, en el que losrodillos cuentan con ranuras y giran en sentidos convergentes entre s, sometiendo asa las semillas a esfuerzos de compresin y friccin, de tal manera que se consiga latrituracin. El objetivo de separar las semillas en sus componentes no se haalcanzado todava porque gran parte del endospermo no se llega a separar delepispermo, por lo cual se est probando con tratamientos trmicos a las semillasantes de pasar por la mquina.

Un molino de rodillos (figura 3.2) reduce la materia por compresin y porrozamiento. Estn formados por cilindros horizontales de ejes paralelos. Sonutilizados para la elaboracin de harinas o para la molturacin de granos. Losmolinos utilizados para la molturacin de granos (como el caso de las semillas dealgarroba) abren el grano por cisura y separan el endospermo por el roce debido a ladiferencia entre las velocidades de rotacin de ambos cilindros. Los molinos derodillos permiten una molienda que cumpla con caractersticas muy precisas y seemplean generalmente para tratar la reduccin de trigo a harina o a la reduccin delas semillas oleaginosas para la obtencin de pelculas destinadas a la extraccin pordisolventes o por presin.

Fig. 3.2 Molino de rodillos

28 Zapata Jimnez, William. Diseo y construccin de una mquina para extraer goma de semilla de

algarroba. Piura: Universidad de Piura, 1992


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El nmero de aparatos de molienda es muy grande, se incluyen entre ellos losmolinos de bolas, los molinos de barras (ambos logran una molturacin muy fina),molinos de disco nico, de doble disco y de piedras, estos tres ltimos molinosutilizan fuerzas de frotamiento o cizalla para reducir el tamao del slido y obteneruna molienda muy fina.

En el caso de la presente tesis, se efectu la operacin de molienda como un pasoprevio para la realizacin del ensayo que permita determinar el color del caf dealgarroba. El caf de algarroba fue remolido de tal manera que se obtuviera untamao de partcula menor. Para que la molienda se realizara sin dificultad el caf dealgarroba fue previamente colocado en la estufa con ventilacin forzada a 80 C porespacio de 10 minutos.

3.1.2 Tamizado:

El tamizado es una operacin en la que una mezcla de partculas slidas de diferentestamaos se separa en dos o ms fracciones pasndolas por un tamiz.

Un cuerpo slido triturado (como el caso del caf de algarroba) se definegranulomtricamente por las dimensiones de sus partculas. Las dimensiones de laspartculas se pueden determinar por medida directa, macro o microscpica, porsedimentacin fraccionada en un fluido y especialmente por tamizado.

El tamizado consiste en verter el producto sobre un tamiz cuya superficie tieneorificios de dimensiones establecidas y medir las proporciones entre las partculasque pasan a travs del tamiz y las que quedan retenidas en l.

Los tamices son superficies que tienen orificios en formas variables pueden ser

redondos, cuadrados, se les designa por el dimetro y forma de las perforaciones, ascomo por la proporcin de superficie perforada, es decir, por la relacin entresuperficie de orificios y superficie total.

Los tamices tambin pueden estar fabricados por telas metlicas que quedandefinidas por el nmero de mallas por la unidad de longitud en ambas direcciones ypor el grosor de los hilos de las telas. Los tamices metlicos (figura 3.3) quedandefinidos por el nmero de mallas por centmetro cuadrado o por mesh que es elnmero de mallas por pulgada.

Fig. 3.3 Tamiz de malla metlica


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Actualmente se utilizan varias series de tamices diferentes: Tyler Standard: Se basa en un tamiz de 200 mallas, teniendo hilos de 0,0021

pulgadas de dimetro y una abertura de tamiz de 0,0029 pulgadas. La relacinentre las aberturas en tamices consecutivos es 21/2. Para una separacin ms exactase pueden utilizar series de Tyler con un intervalo de tamiz de 2 1/4.

British Standard: Es la serie de tamices basada en hilos que siguen laclasificacin B.S. 410:1986 Test Sieves. Un tamiz de 170 mallas tendr unaapertura de tamiz de 90 m y el intervalo de tamiz, entre tamices vecinos es deaproximadamente 21/4.

American Society for Testing Materials. ASTM-E-11: Es la ms utilizada enNorteamrica, est basada en un tamiz de 18 mallas con una abertura de 1,0 mm yun intervalo de tamiz de 21/4. La abertura est definida por un nmero (del nmero635 (20 m) hasta el nmero 3-1/2 (5,6 mm)) . Algunas veces la sigla ASTM-E-11es reemplazada por U.S. (United States).

Fig. 3.4 Tamiz con designacin ASTM N 200

A continuacin la tabla 3.2 muestra las equivalencias entre las distintas series de tamices.

Tabla 3.2 Equivalencia entre las distintas series de tamices

Abertura(mm)

TYLERMalla

ASTM-E11N

BS-410Malla

0,005 2500 25000,010 1250 12500,015 800 8000,020 625 6250,025 500 5000,038 400 400 4000,045 325 325 3500,053 270 270 3000,063 250 230 240

0,075 200 200 2000,090 170 170 1700,106 150 140 1500,125 115 120 1200,150 100 100 1000,180 80 80 850,212 65 70 720,250 60 60 600,300 48 50 520,355 42 45 440,425 35 40 36

0,500 32 35 300,600 28 30 25


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Durante la operacin de tamizado es difcil hacer pasar la totalidad de partculas quepueden atravesar el tamiz sin transformar por abrasin una parte de las partculas msgruesas en otras ms finas. Los resultados se expresan en forma de curvasgranulomtricas o de curvas de frecuencia. En las curvas granulomtricas se colocaen el eje de abscisas las dimensiones representativas (por ejemplo el dimetro

aproximado) y en el eje de las ordenadas se coloca la fraccin de productos cuyasdimensiones son inferiores al valor correspondiente de la abscisa. Las curvas defrecuencia expresan en abscisas las mismas dimensiones y en ordenadas la fraccindel producto cuyas dimensiones estn comprendidas entre dos valores prximos.

Cuando se quiere separar dos fracciones por tamizado se puede seguir dosprocedimientos:a) Verter el producto sobre el tamiz que deja pasar partculas ms finas, el residuopasa a travs de un tamiz ms grueso y el residuo obtenido despus de realizar loanterior es eliminado.b) Si los tamices se encuentran apilados, es decir, uno debajo del otro en orden

decreciente de abertura de arriba hacia abajo, el producto se deja caer sobre el tamizde mayor malla y se obtiene as un residuo. Las partculas que han pasado el tamiz,caen sobre un segundo de malla media separndose en partculas ms finas yquedando retenidas las de tamao medio.

Los diversos tamizadores se caracterizan por el movimiento del producto o del tamiz.Entre los diversos aparatos utilizados se encuentran aparatos cilndricos oprismticos y los tamices planos horizontales. A los aparatos cilndricos oprismticos se les emplea para separar productos que no tienden a aglomerarse ocolmatar los orificios, tales como las piedras, el carbn, separacin de frutas osemillas como los guisantes segn su tamao. Los tamices planos horizontales

pueden tener un movimiento en un plano horizontal o vertical, se emplean para laclasificacin de materias minerales de gran tamao o de cereales, tambin paratamizado en corriente de agua.

En la industria se utilizan distintos tipos de tamices como: tamices de barras,empleados para tamizar partculas de tamao mayor a 2,5 centmetros (las barrastienen forma de cua para evitar la obturacin); tamices vibratorios, sacudidosmecnica o electrnicamente, el movimiento resultante arrastra los productos sobrela superficie del tamiz, se utilizan ampliamente para la clasificacin de frutas yverduras; tamices de tambor, son tamices cilndricos giratorios montados casihorizontalmente.

Los factores que afectan la eficiencia del tamizado son la velocidad de alimentacin,el tamao de la partcula, la humedad, tamices deteriorados o rotos, y la obstruccinde los agujeros de los tamices. Si la velocidad de alimentacin es demasiada rpida,el tamiz se sobrecarga. Las partculas slo podrn pasar a travs de los agujeros deltamiz si su alineacin con respecto a estos es favorable. La presencia de humedadcausa adhesin entre las partculas grandes y pequeas. Los tamices rotosdisminuyen la eficiencia del tamizado ya que las partculas grandes pasarn por lazona daada. La obstruccin de los agujeros de los tamices impide el paso de laspartculas que podran pasar.


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La extraccin slido-lquido tiene muchas aplicaciones en la industria alimentaria, algunasde stas son: extraccin de azcar de la remolacha azucarera, extraccin de aceitescomestibles, fabricacin de caf instantneo, elaboracin de t instantneo.

En los ensayos realizados en esta tesis se emplearon dos mtodos para la determinacin delrendimiento de extraccin y de los slidos solubles. Uno de ellos llamado mtodo porgoteo y el otro mtodo por contacto directo, los que se diferencian en su procedimiento(explicado en el siguiente captulo).

La concentracin de la bebida tanto del caf genuino como del caf de algarroba, estdada por la cantidad de slidos que pasan a formar parte de la bebida luego del proceso deextraccin. Estos slidos son los que contribuyen en forma determinante al sabor y carcterde la taza. Por otro lado el rendimiento de extraccin se refiere a la cantidad de caf(genuino o de algarroba) que se transforma en bebida.

Tanto la concentracin como el rendimiento de extraccin en el caf, se ven afectados pordiversos factores como: relacin agua - caf, temperatura del agua, sistema de preparacin,tiempo de contacto agua caf, profundidad del lecho de caf, grado de molienda,temperatura, materia prima utilizada, densidad relativa, grado de tueste, turbulencia ycondiciones de almacenamiento de la bebida.

3.3 Filtracin

La filtracin es una operacin bsica en la que el componente slido insoluble de unasolucin slido-lquido se separa del componente lquido haciendo pasar a este a travs deuna membrana porosa que retiene las partculas slidas en su superficie superior. Lasuspensin del slido en lquido se conoce como papilla de alimentacin, al lquido quepasa a travs de la membrana se le conoce como filtrado y a la membrana se le conocecomo medio de filtracin. Los slidos separados se conocen como torta.

Los aparatos en que se lleva a cabo la filtracin, lavado y secado se denominan filtros.Estos filtros deben tener un soporte para el medio de filtracin, un espacio para laacumulacin de slidos, canales para la introduccin de las papillas de alimentacin,lquido de lavado, vapor de agua y/o aire para la extraccin del filtrado.

La filtracin se puede realizar por medio de la gravedad simplemente, por aplicacin de

una fuerza mayor que la atmosfrica en la parte anterior del medio (filtracin a presin),aplicando vaco a la parte posterior del medio (filtracin a vaco) o por medio de fuerzascentrfugas (filtracin centrfuga).

Las aplicaciones de la filtracin en la industria de los alimentos son las siguientes: Separacin slido lquido en general: Las papillas de alimentacin contienen

cantidades apreciables de slidos insolubles (1 2% en peso) se separan en losslidos y lquidos que lo componen. Por ejemplo: el jarabe obtenido de laextraccin del azcar de la caa de azcar contiene gran cantidad de impurezasslidas que se separan por sedimentacin, sin embargo el lquido obtenido an nose encuentra puro por lo que es necesario someterlo a una filtracin. Para esta

aplicacin son muy tiles los filtros de vaco con tambor rotatorio.


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Clarificacin por filtracin: En esta aplicacin se quitan pequeas cantidades deun slido insoluble a un lquido valioso, siendo el objetivo principal la obtencinde un lquido claro. Por ejemplo: clarificacin de cerveza, vinos, etc. Los aparatosempleados en este tipo de filtracin son los filtros de placa vertical y horizontal,filtros tubulares y filtros de aristas.

Eliminacin de microorganismos por filtracin o microfiltracin: Consiste enseparar partculas muy finas, del orden de 1 m o menor con el objetivo deseparar microorganismos de los alimentos lquidos que los contienen. Porejemplo: reduccin del nmero de microorganismos (levaduras, ciertas bacterias)en vinos, cervezas, etc. Los aparatos empleados en esta aplicacin son los filtrosde placa horizontal y vertical y los filtros tubulares.

El proceso de filtracin se llev a cabo al realizar el ensayo de determinacin de slidossolubles y rendimiento de extraccin por el mtodo de goteo directo, para lo cual seempleo papel filtro de velocidad media y tambin un embudo Bchner.El papel filtro es econmico y permite una buena filtracin en la mayor parte de los casos,

por esta razn es el ms usado en la operacin de filtracin en el laboratorio, estcompuesto de celulosa pura con un 20% de agua absorbida y sin cola, posee poros mas omenos grandes segn el estado del slido a separar.El embudo Bchner tiene forma cilndrica, generalmente es de cermica o de vidrio con elfondo plano agujereado.

3.4 Humedad en productos alimentarios

El contenido en humedad de un producto puede expresarse sobre la base de su pesohmedo o sobre la base del peso seco.

Contenido de humedad en base hmeda, es la cantidad de agua que contiene el slidoreferido al slido hmedo (slido seco + agua).

W = mw/ (m

w+ m

s) kg de agua/ kg slido (x100 = %)

Contenido de humedad en base seca, es la cantidad de agua referida al slido seco:

Ws= m

w/m

skg de agua/kg slido seco (x100 = %)

Hay que tener en cuenta que este porcentaje puede ser mayor del 100% en el caso de que elproducto contenga ms agua que parte slida.

Cuando un producto orgnico se mantiene en contacto con aire a temperatura y humedadconstantes, hasta que se alcance el equilibrio, el producto adquiere un contenido enhumedad definido. A esto se le denomina contenido en humedad de equilibrio del productobajo las condiciones especificadas. El contenido en humedad de equilibrio se puede medirbajo diferentes condiciones de temperatura y humedad, con estos datos se construye curvasque relacionan el contenido de humedad del producto y la humedad de la atmsfera con laque se encuentra en equilibrio, a diferentes temperaturas. Estas grficas se denominanisotermas de sorcin. Es importante conocer las caractersticas de sorcin de los alimentos

a desecar pues el contenido en humedad de equilibrio es el contenido de humedad ms bajoque se puede alcanzar en condiciones dadas de temperatura y humedad.


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Hay muchos mtodos para determinar el contenido de humedad de los alimentos, loscuales pueden ser clasificados en: mtodos por secado, por destilacin, qumicos einstrumentales.

Los mtodos por secado consisten en eliminar el agua o lquidos voltiles de un slido.Puede realizarse en diversas condiciones: A temperatura ambiente al aire libre. A temperatura ambiente en presencia de sustancias higroscpicas. Mediante calentamiento.

El secado al aire libre se realiza dejando que el aire absorba la humedad contenida de lasustancia. Cuando la humedad de la sustancia ha alcanzado el grado de humedad delambiente, el proceso de secado se detiene.

El secado en presencia de sustancias higroscpicas consiste en colocar la sustancia a secaren un recipiente que contenga sustancias higroscpicas. Este tipo de recipiente se le llamadesecador.

El secado mediante calentamiento consiste en colocar la sustancia a secar en estufasespeciales cuya temperatura se puede regular automticamente e inclusive se puede hacervaco o inyectar algn gas inerte. Se coloca el material pesado en un vidrio de reloj, luegose introduce en las bandejas de la estufa posteriormente se le deja enfriar en el desecador yse pesa, se repite esta operacin hasta obtener peso constante. Este mtodo fue el utilizadopara determinar el contenido de humedad del caf de algarroba; se calcul a travs de ladeterminacin de la prdida en masa a 103 C.

Los mtodos por destilacin consisten en destilar el producto alimenticio con un disolventeinmiscible que tiene un elevado punto de ebullicin y una densidad menor que la del agua,por ejemplo tolueno, heptano y xileno. El agua se recoge en un colector especialmentediseado con una seccin graduada en la que se separa el disolvente y se mide; eldisolvente retorna, por rebosamiento, al matraz de destilacin.

Los mtodos instrumentales se basan en principios fsicos o fisicoqumicos.Uno de estosmtodos el que emplea la balanza automtica OHAUS, la cual tiene capacidad para 10 g 0,01 de muestra y sobre su platillo est colocada una lmpara de luz infrarroja, a la derechadel platillo estn dos diales similares, uno permite controlar la intensidad de calor que se

suministra a la muestra y el otro permite controlar el tiempo de exposicin al mismo. En laparte frontal del instrumento est una pantalla sobre la que aparecen dos escalas, hacia laizquierda una de

50332603 tesis cafe algarroba

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