Modelagem matemática da secagem de café cereja em leito fixo

Abstract

A qualidade da bebida de café é impactada diretamente pelas características da secagem na pós- colheita. Uma metodologia bastante utilizada para esse processo é a secagem em leito fixo, que possibilita dimensionar o sistema e ajustá-lo de acordo com as variáveis adotadas, com o intuito de proporcionar um resultado de melhor qualidade na bebida final. Porém, ainda são necessários alguns ajustes para a melhor utilização dessa técnica. Diante disso, este trabalho foi realizado com o objetivo de modelar matematicamente um sistema de secagem de cerejas de café em secador de leito fixo, a fim de se obter os parâmetros que resultam em uma bebida de melhor qualidade. Para isso, o experimento ocorreu em batelada, no qual foram coletadas manualmente cerejas de café (Coffea arabica L.) Bourbon amarelo, e parte das amostras foi levada à estufa de secagem para a determinação da umidade inicial. A outra parcela foi colocada em um secador de leito fixo, sendo submetida à secagem em seis binômios de temperatura (40ºC e 50ºC) e de velocidades do ar (0,5 m.s -1 , 1,0 m.s -1 e 1,5 m.s -1 ), realizando-se 6 tratamentos. Assim, as massas foram retiradas e pesadas periodicamente a fim de se obter as razões de umidade do processo. Com isso, pôde-se realizar a modelagem matemática para encontrar o modelo que representa o melhor ajuste aos dados observados. Para isso, utilizou-se dos resultados encontrados e das equações de modelagem citadas em literatura para se obter os parâmetros de cada modelo para cada tratamento, além dos coeficientes estatísticos para avaliar o grau de ajuste dos modelos. Dessa forma, o modelo de Midilli Modificado foi o que melhor descreveu o processo de secagem nas condições submetidas. Por fim, foi realizado o teste de xícara, no qual ocorreu a análise sensorial da bebida e, a partir de um provador credenciado da SCA (Specialty Coffee Association), os seis tratamentos foram classificados. Como resultado, todas as bebidas analisadas se enquadraram como cafés especiais, sendo que o tratamento 3 (temperatura de 40ºC e velocidade de ar de 1,5 m.s -1 ) obteve a maior pontuação, classificado como o café de melhor qualidade (bebida estritamente mole). Palavras-chave: ajuste de modelos, análise sensorial; coffea arábica; qualidade do café

The quality of the coffee drink is directly impacted by the characteristics of drying in the post- harvest. A widely used methodology for this process is drying in a fixed bed, which makes it possible to dimension the system and adjust it according to the adopted variables, in order to provide a better quality result in the final drink. However, some adjustments are still necessary for the best use of this technique. Therefore, this work was carried out with the objective of mathematically modeling a drying system for coffee cherries in a fixed bed dryer, in order to obtain the parameters that result in a better quality drink. For this, the experiment took place in batch, in which yellow coffee cherries (Coffea arabica L.) were manually collected, and part of the samples was taken to the drying oven to determine the initial humidity. The other portion was placed in a fixed bed dryer, being subjected to drying in six binomials of temperature (40ºC and 50ºC) and air speeds (0.5 m.s -1 , 1.0 m.s -1 and 1.5 m.s -1 ), performing 6 treatments. Thus, the samples masses were removed and weighed periodically in order to obtain the moisture ratios of the process. With that, it was possible to perform mathematical modeling to find the model that represents the best fit to the observed data. For this, we used the results found and the modeling equations mentioned in the literature to obtain the parameters of each model for each treatment, in addition to the statistical coefficients to assess the degree of adjustment of the models. Thus, the Modified Midilli model was the one that best described the drying process in the submitted conditions. Finally, the cup test was carried out, in which the sensorial analysis of the drink occurred and, from an accredited taster from SCA (Specialty Coffee Association), the six treatments were classified. As a result, all the drinks analyzed were classified as special coffees, and treatment 3 (temperature of 40ºC and air speed of 1.5 m.s -1 ) obtained the highest score, classified as the best quality coffee (strictly soft drink). Keywords: Coffea Arabica; coffee quality; fit models; sensory analysis