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Arabica coffee flow properties assessed using different roasts and particle sizes during storage
(Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL, 2022-02-18) Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Corrêa, Paulo Cesar; Oliveira, Ana Paula Lelis Rodrigues de; Vargas-Elías, Guillermo Asdrúbal; Calil Júnior, Carlito
Flowability of agricultural products is an important factor to be considered at post-harvest, thus impacting directly on number of operations and the design of machinery. This study aimed to evaluate and determine the K coefficient and flow properties as a function of different levels of roasting, grain size, temperature and storage. Coffee beans were roasted at medium light and moderately dark, then ground at fine, medium and coarse sizes. An additional coffee lot was not ground. Samples were stored at 10 ºC and 30 ºC and analyzed during storage (0, 30, 60, 120 and 180 days), regarding internal and external friction coefficients, angle of internal friction, effective angle of internal friction, wall friction angle (concrete, rough steel and wood) and lateral pressure coefficient (K coefficient). Angle of internal friction varied significantly due to particle size and roast degree. Moderately dark roast with fine particle size led to higher values (about 29.5 º) of wall friction angle. The wood sample was the material with the highest values of wall friction angle, followed by the concrete and steel samples, when compared at the same storage temperature, roast degree and particle size. Whole coffee was classified as free-flowing. Fine particle size leads to cohesive flow characteristic, according to the flow function. Coffee roasted at medium light, kept whole requires storage facilities with higher pressure support, accordingly to the K coefficient values.
Efeito da fermentação enzimática induzida sobre as propriedades químicas e sensoriais do café
(Embrapa Café, 2019-10) Oliveira, Ana Paula Lelis Rodrigues de; Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Souza, Bárbara da Silva; Mesa, Diana Carolina Carreño
O processo de fermentação no processamento de café é conduzido principalmente para remoção de mucilagem e seu impacto no perfil do aroma do café são geralmente negligenciados. Estudos têm evidenciado que o controle apropriado do processo de fermentação confere atributos desejáveis e evita a fermentação indesejável que gera sabores desagradáveis aos grãos. Sendo assim, objetivou-se com esse trabalho, avaliar a influência da fermentação enzimática induzida do café, submetido ao processamento via úmida, sobre as características químicas e sensoriais dos grãos, tendo como ponto crítico de controle o pH da solução de imersão dos grãos. Para isso, foram utilizados 500 L de frutos de café cereja da espécie arábica (Coffea arabica L.), cv. Catuai vermelho, colhidos de forma mecanizada em fazenda da região de Manhuaçu-MG. Após ser lavado e descascado, o café foi acondicionado em um tanque de 500 L com 500 L de água. O pH da solução de imersão dos grãos foi determinado a cada 2 horas e a temperatura e a umidade relativa foram monitoradas durante o experimento. Para obtenção das amostras avaliadas, foram retirados 2 kg de grãos de café descascado quando o pH da solução de imersão dos grãos atingisse três valores: 5,5; 5,0 e 4,5, sendo denominados, respectivamente, de tratamento 1, 2 e 3. Esses grãos foram então encaminhados para a secagem em terreiro de concreto, até o teor de água de 11 % base úmida. Após a secagem, os grãos de café foram acondicionados em sacos de polipropileno, e encaminhados para as análises das propriedades químicas e sensoriais. Essas análises também foram realizadas em uma amostra do mesmo café que não foi submetida ao processo de fermentação descrito, a título de comparação. Foi observado que a fermentação, quando controlada, pode incrementar a qualidade do café.
INFLUÊNCIA DO TEOR DE ÁGUA E DO ESTÁDIO DE MATURAÇÃO NA TAXA RESPIRATÓRIA DO CAFÉ
(2011) Nogueira, Bruna Lourenço; Corrêa, Paulo César; Campo, Silvia de Carvalho; Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Baptestini, Fernanda Machado; Embrapa - Café
Objetivou-se com este trabalho avaliar a influência do teor de água e do estádio de maturação na taxa respiratória e perda de matéria seca do café (Coffea arabica L.). Foram utilizados frutos do cafeeiro, variedade Catuaí Vermelho, colhidos em diferentes estádios de maturação (verde, verdoengo e cereja). Uma parcela dos frutos no estádio cereja foi descascada manualmente. As amostras foram secadas em estufa com circulação forçada de ar a 40 °C até diferentes teores de água. Em seguida, foram pesadas, acondicionadas em frascos de vidro e a taxa respiratória mensurada, por meio da determinação da quantidade de dióxido de carbono produzido por hora, a 25 °C, em respirômetro marca Sable Systems International. De posse dos valores de produção de CO2, o consumo de matéria seca foi determinado por estequiometria a partir da equação da respiração (C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2835kJ). A partir dos resultados obtidos, observou-se para todas as amostras um incremento da taxa respiratória e da perda de matéria seca em função do aumento do teor de água do café. Para os teores de água acima de 15 % b.u., este aumento foi ainda mais pronunciado. O café verde apresentou os maiores valores de produção de CO2, seguido pelos cafés nos estádios verdoengo e cereja, respectivamente. A partir da técnica de identidade de modelos, concluiu-se não haver diferença entre os modelos utilizados para descrever a evolução da taxa respiratória do café em fruto e em pergaminho, podendo ser utilizada uma única equação para representá-la.
Kinetic modeling of water sorption by roasted and ground coffee
(Editora da Universidade Estadual de Maringá - EDUEM, 2017-07) Baptestini, Fernanda Machado; Corrêa, Paulo Cesar; Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Cecon, Paulo Roberto; Soares, Nilda de Fátima Ferreira
The objective of this study was to model the kinetics of water sorption in roasted and ground coffee. Crude Arabica coffee beans with an initial moisture content of 0.1234 kg w kg dm-1 were used. These beans were roasted to a medium roast level (SCCA # 55) and ground at three particle sizes: coarse (1.19 mm), medium (0.84 mm) and fine (0.59 mm). To obtain the water sorption isotherms and the isosteric heat, different conditions of temperature and relative humidity were analyzed using the dynamic method at 25oC (0.50, 0.60, 0.70, and 0.80 of RH) and 30°C (0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, and 0.80 of RH) and using the static method at 25oC (0.332 and 0.438 of RH). The GAB model best represented the hygroscopic equilibrium of roasted coffee at every particle size. Isosteric heat of sorption for the fine particle size increased with increments of equilibrium moisture content, indicating a strong bond energy between water molecules and the product components. The Gibbs free energy decreased with the increase in equilibrium moisture content and with temperature.
Particle size and roasting on water sorption in conilon coffee during storage
(Editora UFLA, 2016-04) Corrêa, Paulo Cesar; Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Oliveira, Ana Paula Lelis Rodrigues de; Vargas-Elías, Guillermo Asdrúbal; Baptestini, Fernanda Machado
The aim of this work was to evaluate alterations on the water sorption of coffee due to the effect of roast, grind and storage in two temperatures (10 and 30 oC) during 180 days. Crude grain coffee (Coffea canephora) with average initial moisture content of 12.61 % (d.b.) was used. Grain was roasted at two levels: medium light (ML) and moderately dark (MD). Afterwards, grain was processed in three different particle sizes: fine (0.59 mm), medium (0.84 mm) and coarse (1.19 mm), besides the whole coffee lot. Samples prepared were then stored in two temperatures (10 and 30 oC). These were analyzed during six months, at five distinct times (0, 30, 60, 120 and 180 days) regarding moisture content and water activity. Furthermore, mathematical modeling and thermodynamic properties acquisition of the coffee moisture adsorption process were accomplished. A split plot design was used, in which plots consisted of storage period and split-plots consisted of a 2 x 4 x 2 factorial (two roasting degrees, four particle sizes and two storage temperatures), with five repetitions.It was concluded thatparticle size did not significantly affectedmoisture content of coffee, independently of roast degree; Sigma-Copace model best represented hygroscopic equilibrium for sorption of roasted coffee; with moisture content reduction, an increase of differential enthalpy and entropy of sorption and Gibbs free energy occurs.
Propriedades físicas de frutos de café robusta durante secagem: determinação e modelagem
(Editora UFLA, 2016-01) Botelho, Fernando Mendes; Correa, Paulo Cesar; Botelho, Sílvia de Carvalho Campos; Vargas-Elías, Guillermo Asdrubal; Almeida, Mayra Darliane Silva Diniz; Oliveira, Gabriel Henrique Horta de
Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a influência do teor de água nas propriedades físicas dos frutos de café da variedade robusta (Coffea canephora), durante a secagem. Foram utilizados frutos de café no estádio de maturação cereja com teor de água inicial de, aproximadamente 1,7 (b.s.), secos numa estufa com circulação forçada de ar à 40 °C, até um teor de água final de, aproximadamente 0,13 (b.s.). Durante o processo de secagem foram avaliados o ângulo de repouso, a massa específica aparente, a massa específica unitária, a porosidade e a forma do produto (dimensões características principais, diâmetro equivalente, esfericidade, circularidade e a relação superfície-volume), analisados em função do teor de água. Verificou-se que a variação do teor de água, durante a secagem, influencia as propriedades físicas dos frutos de café analisadas. Com exceção da relação superfície-volume, todas as propriedades analisadas reduziram com a redução do teor de água. Observou-se ainda que os fatores tenderam à estabilidade para teores de água entre 0,42 e 0,68 (b.s.).
Propriedades físicas e termodinâmicas da sorção do café torrado, inteiro e moído, durante o armazenamento
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-12-12) Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Corrêa, Paulo Cesar
O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nas propriedades físicas e de fluxo de café decorrentes do efeito da torrefação, da moagem, do tipo de material em contato com o produto e do armazenamento em duas temperaturas (10 e 30 oC) durante 180 dias. Foram utilizados grãos de café cru (Coffea canephora e Coffea arabica), descascados e secos, com teor de água médio inicial de 12,61 % (b.s.), adquiridos de comércio regional da Zona da Mata de Minas Gerais. Os grãos foram torrados em dois níveis: média clara (MC) e moderadamente escura (ME), utilizando um torrefador de queima direta de gás GLP, com cilindro em movimento rotativo a 45 rpm. Após o processo de torrefação, os grãos foram processados em moinho Mahlkönig, em três granulometrias diferentes: fina (0,59 mm), média (0,84 mm) e grossa (1,19 mm), além de mantido o lote de café inteiro. As amostras preparadas foram então armazenadas em sacos de polipropileno e mantidas em câmaras tipo B.O.D. em duas temperaturas de armazenamento (10 e 30 oC). Essas foram analisadas durante seis meses, em cinco tempos distintos (0, 30, 60, 120 e 180 dias) quanto às diferentes propriedades físicas e de fluxo: teor de água, atividade de água, ângulo de repouso, massa específica unitária e aparente, porosidade, cor, ângulo de atrito interno e ângulo de atrito efetivo, ângulo de atrito com a parede, coeficientes de atrito interno e externo, função fluxo e coeficiente K. Ademais, o método de análise granulométrica a laser foi avaliado, bem como a modelagem matemática e a obtenção das propriedades termodinâmicas do processo de adsorção de umidade pelo café foram realizadas. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (a) a técnica de granulometria a laser não é adequada para a análise granulométrica de café torrado e moído; (b) a granulometria não afetou significativamente o teor de água de café, independentemente da espécie e nível de torrefação; (c) o nível de torrefação apresentou relação indireta significativa com o teor de água de café, em que quanto maior o grau de torra, menores são os valores desta propriedade física. O teor de água variou entre 1,47 e 4,30 % (b.s.); (d) os valores de ângulo de repouso de café torrado, inteiro e moído, variaram entre 20,5 e 47,2o, bem como decrescem com o aumento da granulometria e com um menor nível de torrefação; (e) as propriedades massa específica unitária, massa específica aparente e porosidade têm comportamento direto com o incremento do grau de moagem de café, menor nível de torrefação e menor tempo de armazenamento. Os valores encontrados estão na faixa de 662,76 a 1232,40 kg m -3 ; 296,30 a 410,31 kg m -3 ; 46,3 a 74,9 %, respectivamente para a massa específica unitária, a massa específica aparente e a porosidade; (f) a partir dos 120 dias de armazenamento, ocorreu perda de coloração do café, visualizada pelas coordenadas L*, a* e b*, bem como pelos índices colorimétricos ângulo hue e croma; (g) a atividade de água de café torrado, independentemente da espécie avaliada, do nível de torrefação e da granulometria, incrementou ao longo do armazenamento. Esta propriedade oscilou entre 0,1493 e 0,4577; (h) o modelo de Sigma-Copace foi o que melhor representou o equilíbrio higroscópico para a sorção do café torrado; (i) com a redução do teor de água, ocorre aumento da entalpia e entropia diferencial de sorção, bem como da energia livre de Gibbs. Estes parâmetros se encontram entre 2178,07 e 3004,38 kJ kg -1 ; -0,93 e 1,63 kJ kg -1 K -1 ; 96,20 e 300,25 kJ kg -1 , respectivamente para entalpia e entropia diferencial de sorção e energia livre de Gibbs; (j) a teoria da compensação entalpia-entropia pode ser satisfatoriamente aplicada ao fenômeno de sorção, sendo controlado pela entropia; (k) o ângulo de atrito interno e ângulo de atrito efetivo variaram significativamente devido à granulometria e ao nível de torrefação, não apresentando comportamento definido ao longo do armazenamento; (l) o nível de torrefação e a granulometria influenciaram diretamente no ângulo de atrito com a parede, em que torras mais intensas e com menor granulometria levam a maiores valores desta propriedade. Seus valores se encontram na faixa de 8,1 a 23,0o; 18,3 e 30o; 15,0 e 29,1o; 11,2 e 27,8o; respectivamente para o café inteiro, moído fino, médio e grosso; (n) a madeira foi o material de parede que possibilitou maiores valores de ângulo de atrito com a parede, seguida do concreto e do aço; (o) as amostras de café inteiras foram caracterizadas como de fluxo livre, sendo que quanto maior o grau de moagem, mais o produto se aproxima de fluxo de produto coesivo; e (p) as amostras de café torradas média clara, inteiras e armazenadas a 30 oC foram as que necessitam de estruturas de armazenagem que suportem maiores pressões, relatadas pelos valores do coeficiente K.