Cinética de secagem e qualidade do café para diferentes temperaturas e fluxos de ar

Abstract

Apesar de ser líder no mercado mundial e se apresentar tecnologicamente preparado para oferecer altas produtividades e elevadas velocidades de colheita, o Brasil necessita de uma nova tecnologia ou metodologia de secagem, que permita reduzir o tempo de secagem sem alterar a qualidade da bebida. Diante disso, este trabalho foi realizado com o objetivo geral de avaliar os efeitos da taxa de secagem na qualidade do café arábica processado pela via seca e via úmida, bem como estudar a cinética de secagem para diferentes temperaturas e fluxos de ar de secagem. Para isso, foram realizados três experimentos. No primeiro experimento, foram avaliados os efeitos de duas temperaturas do ar de secagem (40 e 45 °C) e quatro fluxos de ar de secagem (24; 60; 96 e 132 m 3 .min -1 .m -2 ) na cinética de secagem do café natural e despolpado. O modelo de Valcam foi o que melhor se ajustou para descrever o processo de secagem do café despolpado seco a 40°C, enquanto, para o café natural, o modelo proposto foi o de Midilli; nenhum modelo ajustou- se satisfatoriamente para descrever o processo de secagem do café despolpado secado a 45 °C; a elevação da temperatura e do fluxo de ar proporcionou redução do tempo de secagem e aumento da taxa de secagem, tanto para o café natural como para o despolpado; o tempo gasto para a secagem do café, considerando o mesmo processamento e temperatura do ar de secagem até atingir o teor de água de 0,125±0,005 kg de água.kg de matéria seca -1 (bs) no grão, utilizando o fluxo de ar de 96 e 132 m 3 .min -1 .m -2 , foi estatisticamente igual. O segundo experimento foi realizado com o objetivo de avaliar a correlação entre variáveis fisiológicas (condutividade elétrica, lixiviação de potássio e porcentagem de germinação) e variáveis de cinética de secagem (tempo e taxa de secagem), bem como verificar a relação entre as variáveis de cinética de secagem e a qualidade sensorial do café, em função do tipo de processamento (natural e despolpado), temperatura (40 e 45 °C) e fluxo de ar de secagem (24 e 96 m 3 .min -1 .m -2 ). Após a secagem mecânica, foi avaliada a qualidade fisiológica e sensorial. Concluiu-se que o café processado via seca é mais sensível à secagem mecânica com ar aquecido do que o processado via úmida, apresentando pior desempenho fisiológico; o fluxo de ar não interfere na qualidade fisiológica do café despolpado e natural; a elevação da temperatura de 40 para 45 °C resultou em queda da qualidade fisiológica apenas para o café despolpado e a elevação da taxa de secagem, por meio da elevação do fluxo de ar de secagem para a temperatura de 40 °C, apresentou correlação negativa com a qualidade sensorial do café despolpado. O terceiro experimento foi realizado com o objetivo de avaliar as possíveis alterações na qualidade sensorial e nos teores de sacarose, glicose, frutose, rafinose e maltose, tanto para o café natural como para o despolpado, em função do fluxo (24 e 96 m 3 .min -1 .m -2 ) e da temperatura do ar de secagem (40 e 45 °C), bem como correlacionar o teor destes constituintes químicos com a qualidade sensorial do café. Após a secagem, os teores de sacarose, glicose, frutose, rafinose e maltose foram quantificados utilizando cromatografia líquida de alta precisão. Conclui-se que o conteúdo de açúcares não é influenciado pela temperatura e pelo fluxo de ar de secagem; o teor de sacarose, rafinose, maltose, glicose e frutose não apresenta relação com a qualidade sensorial; cafés naturais apresentam maiores teores de sacarose, glicose, frutose e maltose e cafés secados à temperatura de 40 °C e fluxos de 24 m 3 min -1 m -2 tendem apresentar melhor qualidade sensorial.Although it is a leader in the world market and is technologically prepared to offer high yields and high speed harvest, Brazil needs new technology or a new methodology for drying which will allow reduction in drying time without changing beverage quality. In light of that, this study was carried out with the general aim of evaluating the effects of the drying rate on the quality of dry-processed and wet-processed Arabica coffee, as well as studying the drying kinetics for different drying temperatures and air flows. Three experiments were performed for that purpose. In the first experiment, we evaluated the effects of two drying air temperatures (40 and 45°C) and four drying air flow rates (24, 60, 96 and 132 m 3 .min -1 .m -2 ) on the drying kinetics of natural coffee and pulped coffee. The Valcam model was that which best fit to describe the drying process of the pulped coffee dried at 40°C, while, for natural coffee, the model proposed was that of Midilli. No model fit in a satisfactory manner for describing the drying process of the pulped coffee dried at 45°C. The rise in temperature and air flow rate led to a reduction in drying time and an increase in drying rate, both for natural and for pulped coffee. The time spent in drying coffee, considering the same processing method and drying air temperature until reaching a moisture content of 0.125±0.005 kg of water.kg of dry matter -1 (db) in the grain, using the air flow rates of 96 and 132 m 3 .min -1 .m -2 , was statistically equal. The second experiment was performed with the aim of evaluating the correlation between physiological variables (electrical conductivity, potassium leaching and germination percentage) and variables of drying kinetics (time and drying rate), as well as verifying the relationship between the variables of drying kinetics and the sensory quality of the coffee, as a function of the type of processing (natural and pulped), temperature (40 and 45 °C) and drying air flow rates (24 and 96 m 3 .min -1 .m -2 ). After mechanical drying, physiological and sensory quality was evaluated. Results show that dry- processed coffee is more sensitive to mechanical drying with heated air than wet-processed coffee, exhibiting worse physiological performance. Air flow rate does not affect the physiological quality of the pulped and natural coffee. The rise in temperature from 40 to 45°C resulted in a decline in physiological quality only for pulped coffee, and the rise in drying rate by means of higher drying air flow rate for the temperature of 40°C showed negative correlation with the sensory quality of pulped coffee. The third experiment was performed with the aim of evaluating possible changes in sensory quality and in the contents of sucrose, glucose, fructose, raffinose and maltose, both for natural coffee and for pulped coffee, as a function of drying air flow rate (24 and 96 m 3 .min -1 .m -2 ) and drying air temperature (40 and 45°C), as well as correlating the content of these chemical constituents with the sensory quality of the coffee. After drying, the contents of sucrose, glucose, fructose, raffinose and maltose were quantified using high precision liquid chromatography. We conclude that the content of sugars is not affected by the temperature and by the drying air flow rate. The sucrose, raffinose, maltose, glucose and fructose content does not show a relationship to sensory quality. Natural coffees show greater contents of sucrose, glucose, fructose and maltose, and coffees dried at the temperature of 40°C and air flow rates of 24 m 3 min -1 m -2 tend to show better sensory quality.