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PLAN GENERAL DE PRACTICAS PRE PROFESIONALES FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO I.- TITULO DE LA PRACTICA Asistente en Procesamiento de Café Tostado y Molido II.- DATOS GENERALES a.- Datos del Practicante Apellidos y Nombres: ruiz cabrera hensu Dirección

: Jirón la balsa N.º Z-12

Teléfono

: 926428917

E-mail

: [email protected]

Escuela Profesional : Ingeniería en Industrias Alimentarias b.- Periodo de las Practicas Fecha de inicio de Practica: 01 de octubre del 2019 Fecha final de prácticas : 31 de enero del 2019 Horas acumuladas : 624 horas

c.- Datos de la Institución Cooperativa Agraria Cafetalera Chaco Huayanay LTDA. 100 Dirección: Av. San Martin N.º 247-Quillabamba- la Convención- Cusco Teléfono

: 281571

E-mail

: [email protected]

Gerente General: Abel Zegarra Pimentel d.- Datos del Área o Departamento Área

: Industrialización de Productos

Jefe Inmediato: Qco Hilda Figueroa Tapia

III.- MARCO TEORICO 3.1.- PROCESAMIENTO INDUSTRIAL DEL CAFÉ 3.1.1.- SELECCIÓN Y CLASIFICACION DEL CAFÉ Una vez que el café se ha secado y pasa a ser café verde, se clasifica a mano o máquina para quitar las impurezas y los granos malos o deformes. Además, el café también es clasificado por tamaño (NTC 4607) o o o o

Se eliminan granos negros y quebrados Se seleccionan granos uniformes (grandes o pequeños) El tostado es uniforme Mejor calidad de café

3.1.2.- PROCESO DE TOSTADO El tueste del café es una fase vital dentro de su cadena de elaboración. Hay quien sostiene, y no le falta razón, que un buen tueste influye más en el tueste es, en esencia, un procedimiento que expone el grano a un proceso de calentamiento lo suficiente rápido como para extraer la humedad libre y de enlace en el grano, calentando el residuo seco a más de (200ºC). A esta temperatura ocurre la pirolisis, esto es, la descomposición térmica y cambio químico dentro del grano. En una fracción de segundo se producen las reacciones exotérmicas (liberación de calor) (Herrera, 1995). La primera fase del tueste es la del intercambio de calor: el grano sin procesar comienza a absorber el calor, se seca lentamente y adquiere un color dorado, al mismo tiempo que se forma un agradable olor a tostado. En la segunda fase, el grano se infla, duplica su volumen y adquiere un ligero color marrón. La temperatura sigue subiendo, el color se torna más oscuro, el grano pierde peso y se vuelve friable. Su densidad disminuye y comienza a perder anhídrido carbónico, un proceso que se prolonga varios días después del tueste. Si la temperatura sube y el tiempo de tueste se prolonga demasiado, los compuestos de los aromas volátiles responsables del sabor del café dejarán de formarse y se destruirán. Es muy importante que dicha operación se realice de la manera correcta. Si el grano no es tostado a la temperatura adecuada o bien no se tuesta durante el tiempo necesario, evitará que los aceites salgan a la superficie y se perderá el sabor característico del Café, adquiriendo uno más parecido al del cacahuete, fácilmente reconocible. Si, por el contrario, realizamos el tueste a una temperatura demasiado elevada o se prolonga demasiado, el grano tendrá un sabor carbonizado (federación nacional de cafeteros de Colombia. 1932).

Clases de cafés según el tostado  Café tostado natural: Se obtiene mediante el tueste de los granos de café por el sistema de “tueste directo” a una temperatura entre los 200 y 220ºC y en constante movimiento. El tiempo ira en función del grado de tueste que le queramos dar al café.  Café tostado torrefacto: Se obtiene mediante el tueste de granos de café con azúcar. Obtenemos un color más oscuro, más cuerpo y con un sabor más fuerte, el grano no pierde sus propiedades con un tueste óptimo y adecuado. Etapas de la torrefacción El grado de torrefacción se determina en función de los mercados de destino del café. - Fase de secado: Es un proceso endotérmico. Tiene tres etapas, la primera es la evaporación del agua de los granos de café almendra, que ocurre durante el 80% del tiempo de torrefacción; en la segunda, los granos pierden el agua ligada que es el 3% del total de la humedad inicial y la tercera que es cuando los granos pierden el color verde y se tornan de color amarillo. - Fase de tostión o pirólisis: Por acción del calor, los compuestos del café comienzan a sufrir una serie de reacciones pirolíticas de carácter exotérmico dentro de la célula, conllevando a aumentar el espesor de las membranas y produciendo compuestos responsables del aroma y sabor. Esta etapa inicia entre 205 a 210 ºC donde los granos logran su máximo hinchamiento. Por los cambios en la composición química de los granos se libera gran cantidad de CO2 con presencia de humo (Pérez. F, 1989) - Fase de enfriamiento: Una vez se alcanza el grado de tueste deseado, se debe interrumpir la pirolisis mediante enfriamiento. Los medios más empleados son el aire y el agua (salcedo. P, 1996). El enfriamiento con agua más ampliamente difundido es el Quenching que se realiza mediante una fina aspersión de agua fría y pura. El quenching busca suspender rápidamente las reacciones exotérmicas reduciendo la temperatura del café por debajo de 150 ºC. El quenching aumenta la tonalidad oscura del café, mejora las características friables del café, produciendo una molienda más uniforme (Acevedo. N; Castaño. C; J.J, 1998).

Modificaciones que se producen durante el tueste del café  Físicas. Cuadro Nº01: Modificaciones físicas de los granos de café durante el tostado Modificacione s Pérdida de peso

Definición Evaporación e de agua. Es aceptable una pérdida de peso del 3% para un tostado muy pálido, un 10 – 14% para cafés de tostado claro y 23 – 25% total para cafés oscuros.

Aumento en el volumen

Se da por generación y almacenamiento de dióxido de carbono dentro del grano que aumenta el volumen en 170 a 230%.

Cambios de color

Depende de la intensidad y duración del proceso de tostación. A medida que se incrementa la temperatura esta coloración varía desde el amarillo, pasando por el castaño hasta el marrón-negro luego de tostados.

Resistencia a la compresión

Está relacionada con la fuerza, que es la encargada de vencer dicha resistencia. En el café, la dureza depende del grado de tostación. En el enfriamiento se solidifican los aceites, haciendo que el café pase de elástico a quebradizo y fácil de moler. Su estructura es más porosa. Textura interna Los cambios son provocados por la expansión de gases. Pueden aparecer grietas o fisuras en los granos. Fuente: Clarke, Op. cit (1998)  Cambios químicos Cuadro Nº02: Modificaciones químicas de los granos de café durante el tostado Modificaciones Reacción de Maillard Pirolisis

Incremento de solubles en el

Definición El grano de café sufre un oscurecimiento Se altera los compuestos orgánicos; los transforma, descompone, y forma compuestos orgánicos de reacción: caramelo, ácidos volátiles, carbonillos volátiles y sulfuros. Se produce CO2, que es atrapado dentro de los granos después del quenching. Se debe a la hidrólisis-solubilización de carbohidratos insolubles

agua Degradación de proteínas. Degradación de azúcares Degradación de lípidos Dióxido de carbono Cafeína Ácidos

Se desnaturalizan y parte de ellas se convierten en ácidos y carbohidratos La sacarosa sufre un proceso de deshidratación, hidrolizándose en azúcares simples que luego se polimerizan. La estructura celular se modifica, liberando el aceite, el cual se desplaza libremente en el interior del grano. Aumentan durante la tostión. Se forma durante el proceso de pirolisis

Se pierde casi el 10% a través de la sublimación Se reducen a diferentes niveles; si la tostación es baja, mayor será el contenido de compuestos ácidos Fuente: Illy y Viani (1995); Parliment y Stahl (1995) y Fennema (2000)

CUADRO 03: cambios de color, volumen y reacciones durante el proceso de torrefacción temperatura color Volumen proceso del grano 100 Amarillo Desecación y pérdida de agua. 120-130

Castaño

130-180

Marrón

Aumenta

180-200

Marrón

Aumenta

200-230

Marrón

Aumenta

250

Negro, Deja de sin brillo aumentar Fuente: López. E.M, (1997).

Reacciones de reducción de azúcares y aminoácidos Caramelización de azúcares. Producción de CO2 por pirogenación de carbohidratos, proteínas y grasas Agrietamiento del grano (crepitación) y afloramiento del aceite en la superficie. Sobre torrefacción, se carboniza y el aroma desaparece.

Variables básicas del tueste Las variables básicas en el proceso de tueste del café son la temperatura y el tiempo en que ésta actúa. La temperatura no es constante, sino que varía a lo

largo del proceso y los tiempos son inversamente proporcionales a la temperatura.  Temperatura de tueste - La temperatura de tueste depende del tipo de máquina de tostar, del tiempo de tueste y de la intensidad del color final requerido. - En una primera fase se seca la humedad del café y es la fase que influye menos en el gusto final. En una segunda fase se origina la expansión de las celdillas del grano de café y empieza la creación de los gases. La tercera fase debe ser más lenta pues es la que confiere básicamente el gusto final al producto (Albert S. 1995).

CUADRO 04: Cambios en el café a distintos grados de calor durante el tostado. Temperatura Transformaciones características de tostación 100 °C Coloración verde a amarilla, olor a pan tostado y desprendimiento de vapor 120-130 °C Coloración castaña que pasa de pardo claro a oscuro 150 °C Despide olor a semillas tostadas sin apreciarse el aroma característico. El aroma característico del café comienza a desarrollarse. Desprendimiento de CO y CO2. Los 180 °C gases de combustión aparecen en volutas color blanco azuladas. Los granos adquieren una coloración color marrón y el volumen aumenta. 180-205°C en los cuales el grano dobla su tamaño, se convierte en un color marrón ligero, y experimenta una pérdida de peso de aproximadamente 5 % El aroma es más abundante y el color más oscuro. Hay un aumento mayor en volumen, los granos 205-270 °C crepitan y presentan una exudación brillante en la superficie. Se desprende humedad, aceite, aroma, dióxido de carbono, carbón y algo de cafeína, puede resultar en una pérdida de peso en un 18 %, con un incremento en volumen significativo 270 °C El desprendimiento del humo aumenta, los granos se

ennegrecen y pierden el brillo; el volumen deja de aumentar. 300 °C Granos negros y desmenuzables bajo ligera presión, desaparece el aroma por completo. El café se carboniza. Fuente: Medina. J; Miguel. F. Monroig, (2000)

 Tiempo de tueste. Oscila entre un minuto y un máximo de 25 o hasta 30 minutos, según sistemas: • Sistema lento. - de 15 y hasta 20 minutos, es muy apreciado por los tostadores artesanos. Se consigue así un grano con un color oscuro y uniforme, bonito, con una óptima presencia para ser vendido al detalle y en grano. • Proceso rápido. - de 1 a 3 minutos, tiempo durante el cual los granos de café están expuestos al calor. Un café tostado de forma rápida tiene un grano de mayor volumen, aumenta el contenido en grasa, ácido, extracto y humedad, perdiendo un 2% menos de peso, tiene una desgasificación más rápida. produce menos calidad que el sistema anterior. Con él se obtiene menos merma al tostar se gana alrededor de un 2%- y se utiliza principalmente para tostar los cafés de calidades inferiores, normalmente vendidos molidos.

Niveles de tostado Aunque mucho depende de la técnica del tostado de los granos, generalmente, los tostados más ligeros tienen más acidez y son de mucho cuerpo, mientras que los tostados más obscuros tienen poca acidez y son ligeros de cuerpo. Los tostados obscuros tienen un ahumado e intenso sabor que los tostados ligeros no tienen (Carlos Moreyra)

NIVEL

ASPECTO

CARACTERÍSTICAS

  Tueste Canela

  Tostado claro, tono canela claro

  Sabor como de nuez pronunciado, alta Nivel de acidez del café

Tueste Americano Tueste de la ciudad

Tostado mediano, tono Sabor como de acaramelado castaño Tostado mediano, marrón Sabor completo de café, con mediano sin aceites en la algo menos de acidez superficie Tueste Marrón castaño, apenas más Sabor completo de café, con Urbano oscuro que el tueste de la buen balance de azúcar y ciudad acidez Vienna Marrón oscuro, con rastros de Sabor de tostado oscuro aceite en la superficie Tueste Marrón oscuro, casi negro, Amargo, sabor ahumado y Francés aceitoso en la superficie aroma intenso Italiano Marrón chocolate amargo, Sabor quemado con aceites en la superficie Expresso Tostado oscuro, de uso Sabor quemado, fuerte y específico para máquinas de dulce expresso CUADRO 5: niveles de tostado y características Fuente: Carlos Moreyra.

3.2.- MOLIENDA En el proceso de molienda el grano de café tostado es subdividido por acción mecánica, en partículas bastante pequeñas. Este proceso se realiza con el objetivo de la extracción de componentes solubles y volátiles del café tostado (Parra. Op.Cit 1998). Que trae consigo dos consecuencias básicas, la primera es una mayor liberación de dióxido de carbono contenido en el grano, y la segunda es que aumenta el área expuesta al oxígeno residual que contenga el empaque, así como la humedad proveniente del ambiente donde el café ha sido almacenado, lo que puede afectar la calidad del mismo. Por esta causa, y dependiendo de la disponibilidad del oxígeno, el café tostado y molido sufrirá oxidación de los componentes del aroma y rancidez de los lípidos con mucha facilidad, atribuyéndose a estos cambios la pérdida de sabor y generación de malos olores durante el almacenamiento del café (Delgado. C, 1997). En una evaluación de la naturaleza del café tostado durante el proceso de molido es deseable considerar las propiedades del grano, es decir: contenido de humedad, grado de testamento, dureza, flexibilidad, esfuerzos, resilencia, fibra, fragilidad, tamaño de partícula y desarrollo del sabor (Parra. Op.Cit 1998).

CUADRO 06: Grado de molienda para el café puro tostado Grado de molienda Muy fino Fino Medio Grueso

Tamaño de partícula (mm) Menor a 0.43 Mayor igual a 0.43 y menor a 0.72 Mayor igual a 0.72 y menor a 1.70 Mayor igual a 1.70

Fuente: NTC 2441. 4 p

Parámetros que influyen en la molienda CUADRO 07: Parámetros que influyen en la molienda Parámetros Variabilidad de la mezcla Grado de tueste

Especificación A mayor cantidad de defectos contenidos en las mezclas de materias primas existe una mayor facilidad de fractura del grano, por la inestabilidad de la estructura Con la tostación se produce una considerable expansión de los granos, conllevando a un detrimento en la elasticidad de las paredes celulares, las cuales se vuelven quebradizas y de baja tenacidad, lo que puede afectar la estabilidad de la molienda. Humedad Si no se maneja adecuadamente el agua del quenching, del café puede aumentarse la humedad del café tostado, lo que tostado puede producir un mayor consumo de energía en el molino provocando sobrecalentamiento en el café. Condiciones Debe estar en condiciones óptimas de funcionamiento para del molino evitar, por ejemplo, fricciones entre las paredes que entran en contacto con el café, que puedan ocasionar daños en las propiedades fisicoquímicas y sensoriales del producto. Fuente: (Acevedo. N; Castaño.C, 1998).

3.3.- EMPAQUE En el caso específico del café tostado y molido, el empaque tiene como objetivo primordial el no dejar el ingreso de vapor de agua, o sea, que absorba humedad, facilitar la liberación selectiva de dióxido de carbono, prevenir el envejecimiento y rancidez del café por el oxígeno y prevenir la pérdida de sabor y aroma. El empaque debe ser impermeable al oxígeno, pero también se debe empacar el producto sin oxígeno, por lo tanto, se recomienda aplicar vacío al empaque o inyectar un gas inerte al empaque. El más recomendado es la utilización de válvulas especiales que permitan el paso del dióxido de carbono

liberado hacia el exterior, sin permitir el ingreso de oxígeno o humedad, pudiéndose obtener una vida útil de dos años cuando el contenido de oxígeno en el empaque es menor de 0.1%. Fuente: Juan Medina 3.4.- CONTROL DE CALIDAD Calidad se define como el conjunto de cualidades físicas (tamaño, color y forma del grano) y organolépticas o sensoriales (sabor, aroma, cuerpo, acidez) que le dan al producto su aceptación en el mercado o en el gusto de los consumidores. Fuente: Juan Valdez 3.4.1.- Aspectos de la calidad del café La determinación de la calidad del café contempla varios aspectos como las características físicas del grano, defectos del grano, características del tueste, cualidades de la bebida, sabores anormales y calidad de la muestra. A continuación, se describen estos aspectos: Durante la recolección. Para efectos de orden se presentan los aspectos negativos en la recolección del fruto y proceso del beneficiado, desde esa perspectiva, se debe poner énfasis con respecto al grado de maduración a que debe ser cortado el fruto. En la recepción de materia prima. En este apartado se plantea la temática del sistema de Control de Calidad del producto final, a partir de la verificación de imperfecciones físicas hasta la comprobación prueba de las características intrínsecas del grano (atributos son las características organolépticas). Durante la mezcla. Forma, tamaño, color y uniformidad del café en oro; en una muestra se encuentra:  La forma. El mercado tiene como base, la forma de grano plano convexo o chata; por eso los caracoles y triángulos, se consideran como defectos  Tamaño. Depende en primer lugar, de la variedad  Color. Varía de acuerdo con la región, altitud y radicalmente con el beneficiado.  Los cafés lavados de altura. Tienden a producir granos de color verdeazulado, lo de baja o mediana tonalidad, distinta del verde claro. Durante el proceso de tostado. Se tiene que tener en consideración al mercado donde va dirigido el producto para lo cual se debe controlar el tiempo y la temperatura de tostado del café del cual se analiza la apariencia de la ranura, la uniformidad, el color y el carácter.

Durante el proceso de molido. En esta etapa se debe considerar la granulometría que va a tener el café molido.

IV.- OBJETIVOS a.- Objetivos Generales 

El objetivo principal del presente informe es Conocer, apoyar y participar activamente en el procesamiento de café tostado y molido, aplicando los conocimientos adquiridos durante la formación académica en la carrera de Ingeniería en Industria Alimentarias

b.- Objetivos Específicos  Aplicar los conocimientos teóricos y prácticos impartidos en la Universidad, reforzando los conocimientos en el área de la industrial del café y el manejo de parámetros tecnológicos para su procesamiento.  Asimilar la forma de desenvolvimiento en el campo laboral capacitándose para el desempeño profesional.  Conocer todas las operaciones que involucra el proceso de control de calidad en el proceso de elaboración de café tostado y molido. V.- RESUMEN DE LAS ACTIVIDADES POR CUMPLIR  Velar por el cumplimiento de las especificaciones técnicas para el adecuado procesamiento de tostado y molido de café  Permanecer el tiempo que dure el trabajo controlando la buena marcha del procesamiento de café tostado y molido  Evaluar las características físicas del pergamino, café oro verde y el café tostado.  Controlar los parámetros óptimos en el proceso de elaboración de café tostado y molido  controlar el rendimiento de la materia prima y del producto.  Controlar el balance de materia durante el proceso de elaboración de café tostado y molido.  Mantener informado constantemente de las ocurrencias mas importantes en la planta industrial al jefe de área  Evaluar las características sensoriales del café tostado y molido en taza

VI.- RECURSOS A UTILIZAR a.- Humanos Cuadro N.º 08: Personal que labora en el área Industrial. 01 01 06 01 01 01 01

Gerente general Jefe de planta de producción Operadores de producción Secretaria Guardian Personal de ventas Practicante

b.- Materiales y Equipos Los materiales y equipos para el procesamiento de café tostado y molido son los siguientes: 

Materia prima Café pergamino



Maquinarias y Equipos Movilidad, balanzas, molinos y seleccionador, tostadores, coches para recepción del café, mesas, selladoras, envases etc.



Edificios Área de operaciones unitarias y de administración, baños, vestidores con duchas, instalaciones de agua y desagüe, instalaciones eléctricas.



Otros Sacos de polipropileno, envases de plástico para embolsado de base extruida, producto terminado y para empacado, hilos de empacar, materiales de escritorio en general, tarimas.

VIII.- CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ACTIVIDADES PROGRAMADAS PARA EL MES DE OCTUBRE N.º ACTIVIDADES FECHA HORAS TOTAL, HORAS I PROCESAMIENTO PRIMARIO 1. - Recepción del Producto - 01/10/19 1 al - 7 am a 1 pm - Control de Calidad

1. 2 1. 3 1. 4

Producto - Control del Pesado del

31/10/19 - Lun a sab

Producto - Almacenado de Producto

- 6 horas Diarias

156

- 26 días laborados

- Limpieza y Mantenimiento

1. 5 1. 6 II 2. 1 2. 2 2.

ACTIVIDADES PROGRAMADAS PARA EL MES DE NOVIEMBRE PREPARACION - 01/11/19 - Trillado (Pilado) al - 7 am a 1 pm - Limpieza y Clasificación 30/11/19 156 - 6 horas - Mantenimiento y limpieza de - lun a sab diarias las Maquinas y área de proceso

- 26 días

3

3.

ACTIVIDADES PROGRAMADAS PARA EL MES DE DICIEMBRE PROCESAMIENTO FINAL - 02/12/19 al - Tostado 31/12/19 - Enfriamiento y - 7 am a 1 pm - lun a sab Desgasificación

2

- Molienda

3.

- Envasado

III 3. 1

3 3. 4

- 26 días Laborados

- 6 horas diarias

156

- Empacado - Mantenimiento y limpieza Maquinaria y área de proceso

3. 5 3. 6 ACTIVIDADES PROGRAMADAS PARA EL MES DE ENERO IV ELABORACION DE LICORES - 01/01/20 al 4. - Envasado 31/01/20 - 7 am a 1 pm 1 - Sellado - lun a sab 4. - Etiquetado

156

2

- Empaquetado

4.

- Limpieza y mantenimiento

- 26 días Laborados

- 6 horas diarias

3 4. 4 4. 5 TOTAL, DE HORAS IX.- ANEXOS  PANEL FOTOGRAFICO

Planta de procesamiento de sub productos de café

624

Peladora y seleccionadora tubular

Tostadora de café

Área de envasado de café

Área de embotellado de licor de café

Área de macerado de licor de café