Re-ingeniería del proceso húmedo del café para aumentar su productividad

Abstract

El beneficio húmedo de café, en forma breve, consiste en: recepción del fruto maduro, o café cereza, en tanques de agua, en donde se separan los granos que flotan del resto. Luego se efectúa la separación de la pulpa o cáscara en molinos o pulperos diseñados para el efecto, los cuales, en su mayoría, funcionan con la adición de agua. Continúa la fermentación natural del mucílago que rodea al grano, la cual se lleva a cabo en tanques abiertos en donde al café despulpado se amontona. Transcurridos varios días se realiza el lavado del grano fermentado en canales con agua circulando. El café es secado al sol en patios, en secadoras con aire caliente, o empleando consecutivamente ambas técnicas, dependiendo de las condiciones del clima. Luego se traslada el café seco en pergamino a los beneficios denominados secos, en donde se elimina el pergamino en molinos diseñados para tal fin. El café verde resultante, o en oro, se comercializa en sacos tanto en el exterior como en el interior del país. Empresas centralizadas lo adquieren, lo tuestan, lo muelen y lo empacan para la venta y el consumo. El uso intenso de agua en el beneficiado de café y la carga orgánica elevada de las aguas de descarga de los beneficios representan un problema ambiental por la contaminación de aguas de superficie, tanto de ríos como de lagos y embalses. Se estima que se descargan por la operación de los aproximadamente 36,000 beneficios húmedos, en las aguas de beneficio por cosecha, entre 25,000 a 35,000 toneladas de materia orgánica. Invertir en procesos aeróbicos clásicos de tratamiento de aguas, o también llamados sistemas de lodos activados, es oneroso para la mayoría de los beneficios en el país, especialmente en esta época de precios bajos y demanda mundial sobre ofertada. Es necesario un enfoque global de procesamiento limpio para introducir cambios que, por un lado, no afecten la calidad del grano del café producido, pero por el otro conviertan el beneficio en una operación más productiva. En este proyecto se llevaron a cabo pruebas con cinco muestras de café de diferentes orígenes con el objetivo de ensayar dos estrategias para fermentar el grano con la producción simultánea de etanol. Se caracterizaron los efectos de la adición de dos levaduras diferentes en la fermentación en relación con el proceso natural. Las pruebas se realizaron en planta piloto y los cafés en pergamino resultantes fueron evaluados de dos formas, la calidad de la taza en forma organoléptica por expertos y por medio del perfil de los compuestos orgánicos volátiles que conforman el aroma. Los productos de degradación del mucilago durante la fermentación se emplearon como materia prima en un digestor anaerobio cuya operación fue caracterizada. La primera estrategia fue la fermentación del grano más la pulpa separada en seco, ambos suspendidos en agua y con la adición de levaduras. La fermentación fue normal y la levadura CBS 459 produjo 1.88 g de etanol por 100 mL de medio consumiendo los azúcares y eliminando el mucílago. Sin embargo la evaluación de la bebida resultante detectó sabores extraños. La segunda estrategia fue la fermentación del grano suspendido en agua con la adición de levaduras, pero sin la pulpa. Se observó una reducción de etanol producido aproximadamente en 10 veces con respecto a las pruebas en donde la pulpa estuvo presente. Lo anterior sugiere que la mayoría del mucilago con los azúcares quedó en la pulpa durante el despulpado en seco. La evaluación de la bebida fue superior a la obtenida en la primera estrategia, sin embargo, todavía se apreciaron algunos sabores extraños. Se procedió entonces a eliminar el agua pero siempre con la adición de levaduras. Se procesaron cinco iv muestras de café de diferente origen en planta piloto. La operación del pulpero en seco procedió normalmente obteniendo en promedio un rendimiento de grano despulpado de 59.1 %. Los sólidos solubles y la proporción de fructosa residual en el líquido de lavado del grano fermentado fueron las únicas variables que fueron diferentes en las cinco muestras de café y en el tipo de fermentación empleada. Por el contrario, el pH, los sólidos totales y el etanol producido fueron similares. El etanol se produjo no solo en las pruebas con adición de levaduras sino que también en la fermentación natural. Esto indica que existen levaduras nativas en las cerezas del café en el país, similar a lo reportado en otras regiones productoras.