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Caf: preparo, secagem e armazenamento

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Introduo

caf torrado ou solvel o principal ingrediente para elaborao do caf bebida. E para a sua obteno, tomando como ponto de partida a colheita dos frutos maduros, so requeridas a conduo das operaes de preparo, secagem, armazenagem, beneficiamento e industrializao (Figura 1). Neste captulo, so

abordadas questes tcnicas relacionadas ao preparo, secagem e a armazenagem.

Preparo do caf para secagem

O preparo do caf inicia nos lavadores com as finalidades de remover impurezas, e estratificar o produto de acordo com a massa especifica unitria dos frutos, sendo obtidos dois lotes frutos maduros e verdes; e frutos passas e secos (REIS; CUNHA; CARVALHO, 2011; SILVA; BEBERT, 1999; MATIELLO, 2002). Os frutos de caf podem ser secos inteiros ou descascados. Quando se seca frutos inteiros essa forma de preparo denominada via seca e ao se trabalhar com frutos descascados tem-se o preparo por via mida. No descascamento ocorre a remoo do epicarpo (casca) e no despolpamento a remoo do mesocarpo (polpa ou mucilagem) do fruto. Para tanto, so empregados os descascadores mecnicos em que calhas diferenciadas liberam: a) os frutos descascados envoltos em mucilagem; b) as cascas; c) os frutos verdes. Os frutos descascados podem seguir direto para secagem ou passarem primeiro pelo processo de remoo da mucilagem utilizando de meios biolgico, qumico ou mecnico. A remoo da mucilagem por meio biolgico leva a conduo do processo de fermentao, em que microrganismos como leveduras, fungos ou bactrias sintetizam enzimas que degradam componentes da mucilagem como acares simples, protenas e lipdeos, o que causa o desprendimento do pergaminho (SILVA et al., 2008; VILELA et al., 2010). E para complementar a remoo da mucilagem o produto lavado. O processo de fermentao pode durar de 15 a 20 horas, no entanto, quando se empregam cepas de microrganismos selecionadas o tempo reduzido para valores prximos de dez horas. O tempo da fermentao tambm regulado por fatores, como: a) qualidade de gua; b) temperatura ambiente; c) estgio de maturao dos frutos; d) teor de gua dos frutos; e) grau de higienizao dos tanques de fermentao. A remoo qumica da mucilagem emprega solues aquosas de soda, cal, carbonatos alcalinos ou de enzimas industriais. Os frutos descascados so acondicionados em tanques que contm essas solues aquosas. O processo pode ser conduzido com a soluo em repouso ou empregando agitadores o que acelera o processo. No entanto, essa forma de degomagem demanda estudos comprobatrios quanto sua eficincia e os impactos positivos no aprimoramento da qualidade da bebida. Quanto remoo da mucilagem por meio mecnico, so empregados os equipamentos denominados desmuciladores, que so instalados ao final das linhas de preparo, normalmente, constitudas de lavadores, descascadores e desmuciladores mecnicos.

O

Caf na Amaznia

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Figura 1. Fluxograma do processamento de caf. Fonte: Lus Csar da Silva.

Indstria de moagem,

torrefao

Mercado interno

Obteno da matria-prima de qualidade

Gentica

Tratos culturais

Secagem

Armazenagem em

nvel de fazenda

Solvel

Preparo

Beneciamento

Recursos

endafoclimticos

Colheita

Preparo

Secagem

Pr-

beneficiamento

Armazenagem em

nvel de fazenda

Beneficiamento

Armazenamento de caf beneficiado

Indstria de caf

solvel

Exportao

Procedncia de

sementes / mudas

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Cintica do processo de secagem

A secagem um mtodo de conservao de alimentos em que o teor de gua dos produtos reduzido a nveis que possibilitam a armazenagem em condio ambiente (BROOKER; BARKER-ARKEMA; HALL, 1992). Usualmente, o teor de gua dos gros expresso em base mida, equao 1. Enquanto, em estudos tcnico-cientficos como, por exemplo, modelagem e simulao do processo de secagem, o teor de gua expresso em base seca, equao 2.

=

. 100

eq. 1

=

eq. 2

Em que: Ubu = teor de gua, expresso em base mida, %. Ubs = teor de gua, expresso em base seca, decimal. Ma = massa de gua da amostra, kg. Mt = massa total da amostra, kg. Mms = massa de matria seca, kg. Portanto, para uma carga com 1.000 kg de produto em que o teor de gua 13%, corresponde afirmar que 130 kg so gua e 870 kg so matria seca. Para esse caso, o teor de gua em base seca equivale a 0,149. A frao matria seca corresponde a constituintes como: amidos, acares, lipdeos, protenas, vitaminas e minerais. Esses constituintes so sintetizados pelas plantas e acumulados nos frutos ou sementes, desde a fecundao at o ponto de maturao fisiolgica. A partir desse ponto, a quantidade de matria seca tende a reduzir, em razo dos processos de respirao do produto, transformaes qumicas e infestaes de microrganismos, ou de pragas como: roedores, insetos e pssaros. Diante desse cenrio, para preservar a quantidade e qualidade da matria seca, um dos mtodos de conservao recomendado a secagem, por propiciar a desacelerao da atividade metablica de frutos ou sementes e bloquear a infestao de fungos e bactrias (BROOKER; BARKER-ARKEMA; HALL, 1992; SILVA, 1995). A desacelerao da atividade metablica reduz a taxa de respirao, minimizando a perda quantitativa de matria seca que exaurida na forma de gs carbnico, gua e calor. Outro benefcio dessa desacelerao a minimizao da perda de qualidade, em razo da inviabilizao da ocorrncia de transformaes qumicas que degeneram constituintes associados qualidade da bebida final. Quanto ao bloqueio da infestao de fungos e bactrias, sabe-se que sobre a superfcie dos materiais biolgicos estabelecido um microclima, que tem as condies psicromtricas reguladas, principalmente, pelo teor de gua e aporte de calor do produto. Uma das caractersticas de interesse nesse microclima a atividade de gua, que varia de zero a um, o que corresponde a nveis de umidade relativa de 0% a 100%, respectivamente.

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Em massas de gros armazenados, quando o teor de gua inferior a 13%, a atividade de gua no espao intergranular equivale a valores prximos de 0,60. Isso inviabiliza o desenvolvimento de fungos e bactrias, pois espcies de fungos associadas aos ambientes de armazenagem requerem nveis de atividade de gua entre 0,65 e 0,90, enquanto as bactrias requerem valores acima de 0,90 (BROOKER; BARKER-ARKEMA; HALL, 1992; SILVA, 1995; SILVA; BEBERT, 1999). Portanto, para conservao da maioria das sementes e gros em condio ambiente, o teor de gua deve ser inferior a 13%, e para caf so indicados valores prximos de 12%.

Equilbrio higroscpico

Materiais biolgicos como frutos de caf, sementes e gros so higroscpios, portanto, absorvem ou perdem gua na forma de vapor para o ar circunvizinho. Sobre a superfcie de materiais biolgicos estabelecido um microclima, que configura como uma camada delgada de ar cujas condies psicromtricas so regidas pelo aporte de calor e teor de gua do produto (Figura 2).

Dentre as propriedades psicromtricas do ar, uma das mais citadas a umidade relativa, que expressa em escala percentual o quanto da capacidade do ar em reter gua na forma de vapor est comprometida. Desse modo, por exemplo, ao afirmar que o ar ambiente apresenta-se com temperatura de 32 C e umidade relativa de 30% conclui-se que apenas 30% da capacidade do ar em reter vapor est sendo utilizada. Considerando a propriedade umidade relativa para discutir a interao entre o microclima e o ar ambiente (Figura 2), observa-se que h a possibilidade de ocorrncia de trs cenrios: a) Primeiro: se URg maior que Uramb o fluxo de massa de vapor de gua ocorrer

do produto para o ar ambiente, at que os valores de umidade relativa tornem iguais.

Figura 2. Demonstrao equilbrio higroscpico para materiais biolgicos. Fonte: Lus Csar da Silva.

x

Ar de AmbienteMicroclima

Vapor

de gua

URg

URamb - Umidade relativa do ar ambiente, %; e

URg - Umidade relativa na superficie do gro, %;

URamb

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b) Segundo: se URg menor que Uramb ocorre a situao inversa a do primeiro cenrio.

c) Terceiro: se URg igual a Uramb no h fluxo de massa de vapor, o que se denomina equilbrio higroscpico.

Fundamentos do processo de secagem

Para que ocorra secagem a umidade relativa na superfcie do material tem que ser maior que a umidade relativa do ar circunvizinho. Portanto, para promover a secagem h de se promover o aumento da umidade relativa na superfcie dos materiais e ou reduzir a umidade relativa do ar circunvizinho, que passa a ser denominado ar de secagem. Conforme representado na Figura 3, o aumento da umidade relativa na superfcie do produto, didaticamente, pode assim ser explicado: a) Primeiro: medida que os gros recebem calor do ar de secagem, internamente,

ocorrem processos que levam a vaporizao da gua e a difuso do vapor para a superfcie, consequentemente a umidade relativa na superfcie do gro (URg) aumenta. No caso da secagem de caf em terreiros ou estufas, a maior parte do aporte de calor ao produto resulta da exposio radiao solar.

b) Segundo: como na superfcie do produto a umidade relativa (URg) torna-se maior que a umidade relativa do ar de secagem (URas), ento estabelecido um gradiente, forando o vapor a migrar da superfcie do produto para o ar de secagem.

c) Terceiro: pelo fato do ar de secagem ter cedido calor aos gros e ter recebido gua na forma de vapor, o ar de exausto tem a umidade relativa aumentada e temperatura reduzida.

importante frisar que as trs etapas supracitadas oc