Viabilidade técnica da secagem do café beneficiado com alto teor de água e seus impactos na qualidade | Technical viability of the drying of hulled coffee with high moisture content and its effect on quality

Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, área de concentração em Processamento de Produtos Agrícolas, para a obtenção do título de Doutor.

Within the coffee production chain, the drying process is the step which most needs to be developed. It is an extremely important operation for maintaining coffee quality, contributing to composition of production costs. It currently consists of a slow process, and in many cases it creates difficulties for throughput of other operations. Thus, the need arises for new methodologies that accelerate this process. With this in mind, this study was carried out with the overall aim of reducing the drying time of natural coffee without harm to the final quality of the product and of studying coffee drying kinetics throughout the drying process. Coffee fruits harvested at a mature stage were divided up into three lots. The first was dried at a temperature of 40±1°C until reaching moisture content of approximately 11±0.5% wet basis (w.b.) in the bean. The second lot was dried at the same temperature until reaching moisture levels of 36±2, 29±2, 22±2, and 17±2 % w.b. and then processed and subjected to continuous drying at the temperatures of 35±1ºC and 40±1ºC until reaching the moisture content of 11±0.5% w.b.. The third lot corresponds to drying of parchment coffee at the temperature of 40°C until reaching the moisture content of approximately 11±0.5% w.b.. In the first part of the experiment, we aimed to evaluate the behavior of the beans subjected to this new method of drying through the moisture reduction rate and fitting of different mathematical models to the experimental data of drying. The following observations were made: the moisture reduction rate is greater for the drying temperature of 40±1°C when compared to 35±1°C, and this difference is reduced when the moisture content of the processed coffee decreases. The total drying time of the coffee processed with high moisture content is significantly reduced when compared to the complete drying time of natural coffee at the temperature of 40±1°C. The Midilli model describes, in a satisfactory way, the drying kinetics of the coffee processed and subjected to drying at the temperatures of 35±1 and 40±1°C. In the second part of the experiment, using only the first two lots, we aimed to evaluate coffee quality after different drying methods. It was seen that the processing and drying method proposed reduces the time of this operation by more than 50% when compared to the artificial drying system of natural coffee with forced ventilation. Processing the coffee with a high moisture content followed by mechanical drying at the temperatures of 35±1 and 40±1°C does not compromise coffee quality. Processing the coffee with 36±2% w.b., helps to obtain a better quality beverage.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Processamento de Produtos Agrícolas

Na cadeia produtiva do café, o processo de secagem é a etapa que mais carece de desenvolvimento. Trata-se de uma operação extremamente importante para a manutenção da qualidade do café, contribuindo para a formação dos custos de produção, sendo, atualmente, caracterizada por um processo lento e, em muitos casos, dificultando o rendimento das demais operações. Assim surge a necessidade de novas metodologias que acelerem esse processo. Diante disso, este trabalho foi realizado com os objetivos de reduzir o tempo de secagem do café natural, sem prejuízos à qualidade final do produto e estudar a cinética de secagem durante este processo. Os frutos colhidos no estádio maduro foram divididos em três lotes. O primeiro foi seco à temperatura de 40±1 °C até atingir o teor de água de aproximadamente 11±0,5% em base úmida (b.u.), no grão. O segundo lote foi submetido à secagem na mesma temperatura, até atingir os teores de água de 36±2, 29±2, 22±2 e 17±2% b.u. e, posteriormente, foi beneficiado e submetido à secagem contínua, nas temperaturas de 35±1 ºC e 40±1 ºC, até atingirem o teor de água de 11±0,5% b.u. O terceiro lote correspondeu à secagem do café em pergaminho na temperatura de 40 °C, até atingir o teor de água de, aproximadamente, 11±0,5% b.u.. Na primeira parte do experimento, objetivou-se avaliar o comportamento dos grãos submetidos a este novo método de secagem, por meio da taxa de redução de água e do ajuste de diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem. Verificou-se que a taxa de redução de água é maior para a temperatura de secagem de 40±1 °C, quando comparada à de 35±1 °C, e essa diferença é reduzida quando o teor de água do café beneficiado diminui. O tempo total de secagem do café beneficiado com alto teor de água é expressivamente reduzido, quando comparado ao tempo de secagem completa do café natural na temperatura de 40±1 °C. O modelo de Midilli descreve satisfatoriamente a cinética de secagem do café beneficiado e submetido à secagem, nas temperaturas de 3±15 e 40±1 °C. Na segunda parte do experimento, utilizando apenas os dois primeiros lotes, objetivou-se avaliar a qualidade do café, após diferentes métodos de secagem. Verificou-se que o método de processamento e secagem proposto reduz em mais de 50% o tempo desta operação, quando comparado ao sistema de secagem artificial com ventilação forçada do café natural. O beneficiamento do café com alto teor de água, seguido de secagem mecânica nas temperaturas de 35±1 e 40±1 °C, não compromete a qualidade do café e o beneficiamento do café com 36±2% b.u. favorece a obtenção de bebida de melhor qualidade.