Propuesta de planta piloto para la producción de una infusión a partir de pulpa de café.

Abstract

En el presente trabajo se llevó a cabo el secado de la pulpa de café tipo Catuai Rojo, proveniente de un beneficio húmedo, localizado en la región de Acatenango, Chimaltenango, Guatemala. El objetivo principal fue proponer una planta piloto para convertir este subproducto, por medio de un proceso de secado, en materia prima para una infusión. Se realizó una caracterización de la pulpa antes y después del proceso de secado, en la cual se determinó la humedad inicial de 85.23 ± 1.25 % y 15.78 ± 0.01 % del producto terminado. La pulpa seca de café contó con características beneficiosas por su actividad antioxidante de 1.6238 ± 0.1331 mg/ml, contenido de polifenoles de 8.4008 ± 0.4807 mg/g pulpa, 1507.7916 ± 133.2079 ppm de cafeína, 46.7949 ± 3.6369 ppm de ácido clorogénico y 0.568 % m/v de fructosa, minerales y nutrientes (6.65 % m/v y 139.66 ppm), y materia orgánica (93.00 %). Se construyó una curva de secado con base en pruebas realizadas en el secador de bandejas del Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala. Se secó la pulpa de café hasta obtener una tasa de evaporación del agua cercana a 0, lo cual indicaría la humedad en equilibrio del sólido. La temperatura de aire de secado promedio fue de 75.2 ± 2.2 °C. La curva obtenida fue útil para determinar el tiempo necesario de residencia de la pulpa de café en el equipo (96.78 ± 4.04 minutos), y para alcanzar una humedad de 15.78 ± 0.01 %. El punto crítico del secado de la pulpa de café fue (3.62963 kg de agua/kg de pulpa seca, 0.00037 kg de evaporado/m2 s) Según los valores obtenidos del balance de masa y energía del proceso, resultado de las pruebas de secado y proceso general, se dimensionaron los equipos necesarios para la planta piloto. El secador propuesto fue continuo de tipo túnel con capacidad de secado de 200.699 a 334.499 kg de pulpa/h para lograr humedad de 15 % a partir de 85 %, y capacidad de secado con 2345.419 a 7818.063 kg de aire seco/h. El requerimiento de temperatura fue 75.2 ± 2.2 °C y el tiempo de residencia definido fue de 96.33 minutos. Se dimensionó un elevador de cangilones para mover el material seco a una llenadora semiautomática, ambos con una capacidad de 33.828 a 112.761 kg de pulpa seca/h y para presentación de bolsas de 50 a 250 gramos. El último equipo propuesto fue una selladora manual para las bolsas, con capacidad de 2 a 40 bolsas/min. Se realizó un análisis económico proyectado a 10 años de operación de la planta piloto propuesta, que consistió en la determinación del valor presente neto (Q 34,127.14), tasa interna de retorno (8.48 %), período de recuperación (7.24 años) y un análisis de sensibilidad, en el cual el precio de venta del producto terminado y el material de empaque y operación afectaron de mayor manera los valores anteriores. (LA)