ENVIRONMENTAL SCIENCES & PRACTICES

http://mlsjournals.com/Environmental-Science-Practices

(2024) Environmental Sciences & Practices, 2(2), 67-91.

OBTENCIÓN DE HARINA A PARTIR DE DESECHOS DE CAFÉ PARA CONSUMO HUMANO

Farah Silvana Marta Alabí Hernández
Universidad Internacional Iberoamericana (El Salvador)
farah.alabi@doctorado.unini.edu.mx · https://orcid.org/0000-0002-5086-3555

José Del Carmen Zavala Loría
Universidad Europea Del Atlántico (España)
jose.zavala@uneatlantico.es · https://orcid.org/0000-0001-6398-1262

Fecha de recepción: 25/03/23 / Fecha de revisión: 12/07/24 / Fecha de aceptación: 25/07/24

Resumen: El secado del fruto del cafeto se realiza como una de las actividades previas para obtener el grano de café que luego se utiliza en diferentes preparaciones. En este trabajo se han utilizado dos procesos alternativos de secado, y evaluado si la cantidad de subproducto obtenida se ve significativamente afectada para luego elaborar una harina. La metodología utilizada consistió en obtener el material que envuelve a la semilla del café y hacer el secado utilizando dos procesos de secado los cuales fueron: 1) Obtención de la pulpa, con una despulpadora manual para luego secarla al sol y 2) Café secado al sol para luego pasarla por una trilladora. Cada experimento consistió en el despulpado de 14 tirajes de 115 libras cada uno; (dejando por fuera 140 libras de café que fueron entregados, pero no tomados en cuenta en el análisis estadístico, por dificultad de bajar a las fincas y tomar mediciones (valores perdidos estadísticamente) los datos fueron registrados y tabulados para realizar una prueba t de comparación entre muestras independientes. La investigación encontró que existe diferencia estadística entre los dos procesos de secado ya que se obtienen 2.66 libras más que el proceso en que primero se seca el café y luego se obtiene la pulpa por trillado.

Palabras clave: Pulpa, despulpado manual, trillado, harina, secado.


Obtaining flour from coffee waste for human consumption

Abstract: The drying of the coffee fruit is carried out as one of the previous activities to obtain the coffee bean, which is later used in different drinks. In this study, two alternative drying processes have been applied, and it has been evaluated if the amount of by-product obtained is significantly affected in order to elaborate a flour. The methodology consisted in obtaining the material that surrounds the coffee seed and drying through two different drying processes, which were: 1) Obtaining the pulp, with a manual pulper and then drying it in the sun and 2) Coffee dried directly by the sun and then pass it through a thresher. Each experiment consisted of pulping 14 print runs of 115 pounds each; (leaving out 140 pounds of coffee that were delivered, but not taken into account in the statistical analysis, due to the difficulty of going down to the farms and taking measurements (statistically missing values); the data was recorded and tabulated to perform a t test comparison between independent samples. The research found that there is a statistical difference between the two drying processes since 2.66 pounds more are obtained than the process in which the coffee is first dried and then the pulp is obtained by threshing.

keywords: Pulp, manual pulping, threshing, flour.


Introducción

Incluye la presentación del documento y el análisis de la literatura sobre el tema, con especial énfasis en las investigaciones previas que justifican el estudio y que luego se contrastarán en la discusión de los resultados.

Todo el texto va en letra Cambria de 12 puntos, interlineado sencillo y sin espaciado entre párrafos.

La presente investigación intenta comparar el impacto que dos distintos métodos de secado tienen sobre la cantidad de pulpa obtenida tras lograr su separación del grano de café.

El rendimiento de ese proceso resulta de importancia al considerar la pulpa, no como un subproducto descartable, sino como un insumo para extender la cadena productiva del café. En este caso al convertirse en materia prima para la elaboración de una harina apta para el consumo humano.

Las investigaciones académicas e iniciativas orientadas a aprovechar el subproducto en cuestión han sido variadas en el pasado reciente; pues, como ha sido demostrado, la consecución de su objetivo implica disminuir impactos nocivos a los ecosistemas y la generación de ingresos para los actores económicos que potencialmente perciban esta actividad como fuente de utilidades.

El cafeto es un arbusto cuya semilla es molida y tostada para obtener un polvo que sirve de base para la bebida popular conocida como café. Tanto el cultivo, la cosecha, como el procesamiento involucrado en la cadena de producción vienen a constituirse en una actividad central para muchas empresas y familias; a punto que la economía de varios países es influenciada por las transacciones comerciales que giran alrededor del café. Conocido lo anterior se considera necesario identificar oportunidades de mejora en todas las actividades que se realizan para su procesamiento (Pérez et al., 2022), e intentar extender la cadena de producción a fin de disminuir al mínimo las mermas y desperdicios.

Existen diversas características a tomar en cuenta en el cultivo de café

Según la altitud en que se cultiva puede clasificarse en

Existen plantaciones de café expuestas directamente al sol que desarrollan frutos con bajo peso y, por ende, bajo rendimiento relativo en comparación al que se obtiene en plantaciones bajo las sombras de otros árboles que protegen al cafeto de la intemperie manifiesta en radiación solar directa, los fuertes vientos, copiosas precipitaciones pluviales, y altas temperaturas. Por otro lado, producir bajo sombra mejora el paisaje y la biodiversidad característica de cultivos complementarios; entre otros:

El fruto del cafeto se clasifica como no climatérico, ya que no madura después de ser cosechado (Martínez et al., 2017)

Habiéndose cosechado se procede a secarlo, tostarlo, y molerlo para producir el polvo de café.

A propósito del secado ha de considerarse que generalmente se aplican dos procesos alternativos: uno mediante secadoras mecánicas y otro artesanal que utiliza el calor solar. El método artesanal consiste en esparcir el grano para ser expuesto al sol utilizando el suelo, patios de cemento, o películas plásticas (Medina et al., 2016)

Después del secado, como se mencionó, procede el tostado y molido del grano, un proceso que tras completarse rinde un aprovechamiento promedio del 60% del grano. El 40% excedente se constituye por pulpa: residuo orgánico que entendiéndose como un subproducto generalmente no se aprovecha, y cuyo manejo conlleva impactos ambientales (Serna et al., 2018).

El impacto ambiental que implica la pulpa de café viene a ser negativo si no se realiza con responsabilidad. Su disposición descuidada podría afectar la microflora edáfica, donde los hongos acidófilos son los principales metabolizadores de la materia orgánica (Cervantes et al., 2023).

Sin embargo, a la simple acción de desechar la pulpa se presenta como contrapropuesta el aprovechar sus propiedades para ampliar la cadena de valor al industrializarse como materia prima de diversos productos agroindustriales. La pulpa contiene alrededor de 86% de agua, 43,58% del peso del fruto seco, 1.3% de cafeína y es rica en carbohidratos, proteínas, pectinas, compuestos bioactivos como polifenoles (Torres et al., 2019).

Diversos antecedentes orientados a aprovechar la pulpa y disminuir el desperdicio pueden encontrarse. En 2013 se realizó una investigación sobre procesos de obtención de miel y harina a partir de la pulpa de café (Ramírez & Jaramillo, 2013). Los investigadores se dispusieron a aprovechar los co-productos del café en el desarrollo de materias primas que pueden incorporarse en el desarrollo de otros productos que contienen polifenoles, vitaminas, proteínas, y minerales aptos para consumo humano o animal y que puede incorporarse a medicamentos, cosméticos, y etanol, entre otros. Ello se logró concentrando y conservando el mucílago para producir miel, y de la pulpa fabricaron harina de pulpa de café.

Ese último esfuerzo resulta coincidente con esta investigación, pues se trata de disminuir la contaminación medio ambiental (Ramírez Vélez, 2013) al reducir desperdicios industriales, ampliar las fronteras del proceso productivo, y aprovechar al máximo el producto del cafeto cuya pulpa tiene compuestos bioactivos con características funcionales, lo que permite su aprovechamiento como materia prima. (Serna et al., 2018)

En tal sentido se pretende que los subproductos del proceso cafetalero sean aprovechados y pueden contribuir a diversos estamentos sociales y económicos, a la economía nacional, a la generación de empleos, y al desarrollo de nuevos productos que contribuyan a consolidar la seguridad alimentaria.

Entre los productos que pueden desarrollarse se halla una harina de pulpa; la cual se constituye en la propuesta de este trabajo, y que encuentra como actividades precedentes la comparación de dos métodos de secado-despulpado.

El secado es un proceso por el cual el grano del café se deshidrata para evitar su deterioro y, por tanto, conservar su calidad durante el almacenamiento (Zactiti et al., 2004; Ventura-Cruz et al., 2019).

Durante el año 2019 se realizaron investigaciones sobre la Efectividad de un Proceso de Secado de Café usando secadores solares con sistema de flujo de aire continuo e impulsado por energía fotovoltaica (Prada et al., 2019); ello con el fin de reducir el tiempo de secado hasta obtener un promedio de 12% de humedad. Lo interesante de esta investigación fue que la humedad del grano fue reduciéndose paulatinamente a lo largo de cinco días y se demostró la utilidad de los secadores solares (Prada et al., 2019).

Con tales antecedentes se procede a continuación a desarrollar la metodología aquí empleada, y posteriormente un análisis de los procesos de secado-despulpado y de sus resultados sobresalientes.


Método

Para desarrollar el presente trabajo se contó con la colaboración de dos fincas ubicadas en el departamento de La Libertad, en El Salvador; en las cuales se llevaron a cabo, de manera independiente, los dos procesos de secado que luego fueron comparados para determinar cuál de ellos proporcionaba mayor rendimiento en la obtención de pulpa.

Finca Encuentro de los Cumpas

La finca se encuentra situada en el municipio de Jayaque, departamento de La Libertad, ubicada a 998 m.s.n.m.. Donde una despulpadora manual marca “IDEAL ANTIOQUEÑA” es usada para separar la cáscara del café uva (pulpa) y lograr extraer la almendra que se usa para la bebida tradicional. Este equipo se provisiona con café uva y agua por una tolva, y al girar manualmente la manecilla se ejerce presión que succiona el grano y va separando la almendra del subproducto a medida que los insumos transitan por el engranaje. Para esta investigación el subproducto (pulpa) se recolectó en sacos y se manejó para garantizar su inocuidad debido a que posteriormente se constituye en materia prima para una harina apta para consumo humano. Del proceso aplicado se desprende el correspondiente diagrama de flujo (Figura 1)

Figura 1

Diagrama del proceso del despulpado en húmedo. Sirve para separar o retirar la cáscara del fruto del café y extraer la almendra


La figura anterior coincide con la secuencia que a continuación se expone:

Se recibieron 1750 libras de café uva, separándola en 15 observaciones, de las que se tomaron 14 de 115 libras cada una, quedando por fuera un lote de 140 libras;

Con la maquina despulpadora, en húmedo, se procesó el café uva para separar el grano de su recubrimiento.

La pulpa se seca al sol con volteo constante por 15 días, generando el subproducto seco;

Esta pulpa se transportó para realizar su tostado medio oscuro;

Paso por molino industrial;

Obtención de harina.

En la figura 2, se expone cada una de las etapas del proceso; desde la corta del café hasta la obtención de la harina.

Figura 2

Desde la corta del cafeto y utilizando una despulpadora mecánica hasta la elaboración de harina de pulpa de café

ELABORACIÓN DE HARINA DE SUBPRODUCTO DE PULPA DE CAFÉ EN LA FINCA EL ENCUENTRO DE LOS CUMPAS JAYAQUE
CORTA DE CAFÉ
Operación que, en El Salvador, inicia en cada mes de octubre y suele extenderse hasta mayo y junio del siguiente año. En la finca Encuentro de los Cumpas la madurez del fruto del cafeto se determina por los cambios de color que va de verde, a amarillo hasta llegar a rojo carmesí; y por un cambio en la consistencia de la pulpa que va de dura a blanda. En este último estadio se procede al corte manual realizado por personas conocedoras que visualmente determinan el punto adecuado para desprender el fruto del arbusto.
OBTENCIÓN DE CAFÉ UVA
Por café uva se entiende el fruto cortado del arbusto de cafeto durante la cosecha en la finca. Los frutos se recolectan en recipientes, y luego se traspasan a costales para facilitar el transporte y manipulación. En la finca, el café que se va recolectando se despulpa el mismo día, pues consideran que el amontonamiento descuidado acelera procesos de fermentación que dañarían el fruto.
DESPULPADO MECÁNICO
El despulpado se realiza mediante una máquina que en húmedo separa el grano de café (producto) de la pulpa (subproducto); siendo la última el insumo para esta investigación. Esta operación consiste en extraer la pulpa o epicarpio al grano con la máquina que se denomina despulpadora; como se describe a continuación: Lavando y sumergiendo los granos en agua para apartar los granos que tienen poco peso (índice de inmadurez o daño). Los granos se introducen en la máquina, que succionan los granos mediante rodillos que ejercerán presión mecánica a medida que manualmente se gira el cilindro de la despulpadora. Se agrega agua a la tolva, lo cual, al remojar el contenido contribuye a la conducción de pulpa y café. Finalmente se obtiene granos enteros de café separados de la pulpa. Esta última se utiliza como insumo en esta investigación, a diferencia del tratamiento de subproducto desechable que generalmente se le da.
SECADO DE PULPA HÚMEDA AL SOL
Para el desarrollo de esta investigación se procedió de la siguiente manera: Lavado de la pulpa, para lo que se prepara una solución de cloro a 200 ppm, obtenida a partir de un cloro comercial que está a una concentración del 6%, diluyendo 5 ml por galón de agua. Enjuague de la pulpa para eliminar cualquier residuo de cloro Escurrido para secarla durante el tiempo necesario hasta perder humedad y aprovechando el sol como recurso natural. El parámetro que se observa es el cambio de color, que va de rojo carmesí en el día uno, y cambiando hasta tornarse marrón (café) en el día 21. Con el transcurrir los días se realiza una prueba manual, verificando si la pulpa se pulveriza fácilmente.
TOSTADO EN ESTUFA
El tostado en estufa es una operación unitaria que sirve: Para acabar de extraer humedad hasta lograr un tueste medio oscuro que son las características que se desea imprimir en la pulpa. Para eliminar riesgos biológicos al destruir microorganismos, cumpliéndose el binomio tiempo – temperatura en donde el horneado excede los 70º C en donde los patógenos se destruyen, manteniéndose a 250º C durante 2 horas.
Molido
Operación unitaria que sirve para reducir de tamaño la pulpa seca hasta pulverizarse. Se trata de realizar una molienda fina para la obtención de harina caracterizada por su fácil mezclado con cualquier otro tipo de cernido comestible para lograr fabricar galletas, pan, y pastas, entre otras.
Obtención de harina
Polvo resultante de la molienda de pulpa seca que puede ser empleada para consumo humano o/y animal

Finca La Sierra de León

Finca La Sierra de León se ubica en el municipio de Huizúcar, departamento de la Libertad, a 640 m.s.n.m. en El Salvador. En este ambiente se experimentó el secado del café uva en patios, para luego ser trillado. El proceso siguió la secuencia a continuación descrita:

-Se recibieron 1750 libras de café uva, separándola en 15 observaciones, de las que se tomaron 14 de 115 libras, quedando por fuera 140 libras (valor perdido);

-El café uva fue secado, por 21 días, directamente al sol hasta transformarse en café cereza;

-Al cabo de los 21 días se realizó el trillado para separar el grano de café de su pulpa (subproducto), con una máquina trilladora.

-La pulpa obtenida por trillado se recolectó inmediatamente, y con cuidado fue depositada en sacos limpios. Por ser el insumo del proceso que se está planteando se manejó como materia prima: guardando la inocuidad para que la harina no implique ningún riesgo físico, químico ni biológico.

-Los sacos se transportaron a la estación de tostado donde la pulpa se expuso al calor hasta lograr un término medio oscuro que además de facilitar la etapa de molido mantiene la cafeína con mayor dulzor que el tueste totalmente oscuro. La temperatura se utiliza como elemento coadyuvante a la inocuidad.

-La pulpa tostada fue pasada por un molino industrial hasta derivar en la obtención de harina.

En Figura 3 se presenta el diagrama de flujo seguido para el despulpado mediante trilladora.

Figura 3

Diagrama de flujo para el despulpado con trilladora

Para facilitar la compresión del proceso se incluye la Figura 4; en la cual se observan cada una de las etapas del proceso desde la corta del café hasta la obtención de la harina.

Figura 4

Elaboración de la harina subproducto del secado del café utilizando una trilladora

ELABORACIÓN DE HARINA DE SUBPRODUCTO DE PULPA DE CAFÉ FINCA LA SIERRA DE LEÓN UBICADA EN HUIZÚCAR
CORTA DE CAFÉ
La corta de café se realiza manualmente, seleccionando el fruto maduro, y dejando el restante para 15 o 30 días;
  • Los frutos maduros se cortan con cuidado de no dañar la planta o la cosecha postergada;
  • La tarea de corta en esta finca se hace por personas entrenadas en la selección del grano propicio a las etapas posteriores.
SECADO DE CAFÉ HASTA CEREZA
En este método el secado se hace directamente sobre el cemento; el grano se extiende en capas cuyo espesor se calculan entre 3.50 y 3.55 centímetros, removiendo constantemente de 3 a 5 veces por día. Durante la noche o lapsos en que no hay sol el despliegue se tapa con plásticos. El secado dura de 10 a 21 días, y para probarlo se toman en cuenta 3 aspectos:
  • Cuando se patea una muestra despega la cáscara fácilmente. (suelta la pulpa);
  • Al morderse se siente duro;
  • El cambio de color que el día uno se observan granos rojos y amarillos, hasta que se tornan en un café oscuro.
El café se recoge en sacos que estiban ordenadamente para ser transportados a la trilladora
TRILLADO
El trillado es la operación en la que, después de secado, el grano se separa con la pulpa seca conocida como cáscara. El proceso tiene como objetivo final la obtención del grano. Esta investigación extiende su finalidad a procesar el subproducto (pulpa) que se obtiene del trillado.
SUBPRODUCTO
El subproducto se trata como residuo agrícola; a pesar de que son ricos en compuestos bioactivos como polifenoles, alcaloides, proteínas, ácidos clorogénicos, fibra dietética, carbohidratos, y antioxidantes.
TOSTADO EN ESTUFA
El tostado en estufa se realiza hasta que la aplicación de calor permite alcanzar un color café oscuro en la pulpa. El término deseado se logró en el horno de la estufa a una temperatura de 250º C, por un lapso de 2 horas.
Molido
La operación de molido se realizó en un molino industrial eléctrico. Finalmente se logró la obtención de la harina apta para consumo humano y utilizable en combinación con otro cernido alimenticio.

Las harinas obtenidas a partir de los dos procesos comentados fueron expuestas a pruebas de humedad en base seca por triplicado, utilizando el analizador de humedad programado con perfil de secado estándar a una temperatura de 120º C y en el modo de determinación de secado automático (cambio de masa por 1 mg/durante 60 s).

Los factores intervinientes fueron las materias primas y el equipamiento adecuado para medir humedad; según detalle:

Procedimiento

Las muestras de las diferentes etapas de los procesos empleados se arreglaron en triplicado; almacenándolas a temperatura ambiente en bolsas plásticas para ser transportadas hasta el punto en que serían analizadas.
Mediante el Analizador RADWAG se determinó la humedad en de las muestras por triplicado. El equipo fue programado con perfil de secado estándar a 120º C y en el modo de determinación automática. Posteriormente se realizó un registro de los datos a modo de obtener sus promedios.

Resultados

La base de datos generada para los dos experimentos para recolectar datos fueron las siguientes: En la Tabla 1 se presentan como un resumen un consolidado los resultados obtenidos considerando los dos métodos de secado.

Tabla 3

Comparación entre los 2 métodos de secado utilizados

Lugar de obtención de café

Encuentro de los Cumpas

La Sierra de León

Libras de café inicial

1610 libras

1610 libras

Metros sobre el nivel del mar en que se cosechó el café.

998 m.s.n.m.

640 m.s.n.m.

Método de despulpado

Con maquina después del corte

Separada después de secado y trillado

Obtención de subproducto (libras de pulpa)

685 libras pulpa húmeda obtenida con despulpadora

310 libras del trillado

Libras secas

350 libras

310 libras

% subproducto seco

20%

17.71%

Subproducto tostado en estufa

260 libras

220 libras

Obtención de harina

150 libras

110 libras

Cada una de las materias primas en las diferentes actividades del proceso fueron caracterizadas según el hito a que corresponden, a efecto de justificar el secado como método de conservación y estabilización; ya que la pulpa al estar seca evita la capacidad de proliferación de microorganismos, mohos y levaduras que se tendrían en un ambiente acuoso. Los resultados de humedad se presentan a continuación.

Resultados de humedad del experimento de jayaque “finca el encuentro de los cumpas”

CAFE UVA

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

5,644

g

5,347

g

5,936

g

5,642333333

g
PESO FINAL

1,765

g

1,983

g

2,011

g

1,919666667

g
TIEMPO TOTAL

2:18:40 a. m.

h:min:seg

2:01:33 a. m.

h:min:seg

2:22:48 a. m.

h:min:seg

2:14:20 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

68,728

%

62,913

%

66,121

%

65,92066667

%
% HUMEDAD BASE SECA

219,773

%

169,64

%

195,176

%

194,863

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

PULPA HUMEDA

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

5,904

g

5,001

g

2,604

g

4,503

g
PESO FINAL

1,203

g

1,064

g

0,605

g

0,9573333333

g
TIEMPO TOTAL

1:03:36 a. m.

h:min:seg

12:57:49 a. m.

h:min:seg

1:06:03 a. m.

h:min:seg

1:02:29 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

79,624

%

78,724

%

76,766

%

78,37133333

%
% HUMEDAD BASE SECA

390,773

%

370,019

%

330,413

%

363,735

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

SUBPRODUCTO (PULPA SECA 12 DÍAS) SIN ESTUFA

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

2,583

g

2,887

g

2,618

g

2,696

g
PESO FINAL

2,409

g

2,682

g

2,441

g

2,510666667

g
TIEMPO TOTAL

12:21:25 a. m.

h:min:seg

12:22:05 a. m.

h:min:seg

12:21:20 a. m.

h:min:seg

12:21:37 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

6,664

%

7,101

%

6,761

%

6,842

%
% HUMEDAD BASE SECA

7,139

%

7,643

%

7,251

%

7,344333333

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C
SUBPRODUCTO TOSTADO MEDIO OSCURO

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

2,195

g

2,217

g

2,597

g

2,336333333

g
PESO FINAL

2,169

g

2,186

g

2,562

g

2,305666667

g
TIEMPO TOTAL

12:04:03 a. m.

h:min:seg

12:04:50 a. m.

h:min:seg

12:05:10 a. m.

h:min:seg

12:04:41 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

1,185

%

1,354

%

1,31

%

1,283

%
% HUMEDAD BASE SECA

1,198

%

1,372

%

1,327

%

1,299

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C
HARINA DE SUBPRODUCTO

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

5,073

g

5,061

g

5,194

G

5,109333333

g
PESO FINAL

4,777

g

4,720

g

4,868

G

4,788333333

g
TIEMPO TOTAL

12:20:56 a. m.

h:min:seg

12:19:54 a. m.

h:min:seg

12:21:03 a. m.

h:min:seg

12:20:38 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

5,835

%

6,737

%

6,276

%

6,282666667

%
% HUMEDAD BASE SECA

6,196

%

7,224

%

6,697

%

6,705666667

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

Resultados de humedad del experimento de huizucar “finca de léon”

CAFE UVA

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

6,310

g

6,300

g

6,109

g

6,239666667

g
PESO FINAL

2,116

g

1,802

g

2,019

g

1,979

g
TIEMPO TOTAL

2:18:23 a. m.

h:min:seg

2:20:16 a. m.

h:min:seg

2:19:54 a. m.

h:min:seg

2:19:31 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

66,466

%

71,396

%

66,950

%

68,27066667

%
% HUMEDAD BASE SECA

198,204

%

249,611

%

202,575

%

216,7966667

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C
CAFÉ CEREZA 10 DÍAS

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

4,739

g

5,587

g

4,741

g

5,022333333

g
PESO FINAL

4,477

g

5,325

g

4,479

g

4,760333333

g
TIEMPO TOTAL

12:59:05 a. m.

h:min:seg

12:57:56 a. m.

h:min:seg

12:59:03 a. m.

h:min:seg

12:58:41 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

5,509

%

4,689

%

5,526

%

5,241333333

%
% HUMEDAD BASE SECA

5,829

%

4,920

%

5,849

%

5,532666667

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

SUBPRODUCTO (PULPA TRILLADA) (SIN ESTUFA)

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

3,018

g

3,045

g

2,875

g

2,979333333

g
PESO FINAL

2,682

g

2,712

g

2,562

g

2,652

g
TIEMPO TOTAL

12:23:15 a. m.

h:min:seg

12:21:50 a. m.

h:min:seg

12:21:00 a. m.

h:min:seg

12:22:02 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

11,104

%

10,848

%

10,887

%

10,94633333

%
% HUMEDAD BASE SECA

12,490

%

12,168

%

12,217

%

12,29166667

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

SUBPRODUCTO TOSTADO MEDIO OSCURO

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

2,858

g

3,096

g

3,090

g

3,014666667

g
PESO FINAL

2,799

g

3,030

g

3,025

g

2,951333333

g
TIEMPO TOTAL

12:07:25 a. m.

h:min:seg

12:08:30 a. m.

h:min:seg

12:08:15 a. m.

h:min:seg

12:08:03 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

1,996

%

2,132

%

2,072

%

2,066666667

%
% HUMEDAD BASE SECA

2,036

%

2,178

%

2,115

%

2,109666667

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

HARINA DE SUBPRODUCTO

PROMEDIO

M1

M2

M3

UNIDAD
PESO INICIAL

5,219

g

5,061

g

5,071

g

5,117

g
PESO FINAL

4,874

g

4,718

g

4,733

g

4,775

g
TIEMPO TOTAL

12:25:10 a. m.

h:min:seg

12:19:50 a. m.

h:min:seg

12:19:25 a. m.

h:min:seg

12:21:28 a. m.

h:min:seg
% HUMEDAD BASE HÚMEDA

6,646

%

6,740

%

6,647

%

6,677666667

%
% HUMEDAD BASE SECA

7,119

%

7,227

%

7,120

%

7,155333333

%
TEMPERATURA DE ANÁLISIS

120

°C

120

°C

120

°C

120

°C

Posterior al estudio de la humedad a lo largo del proceso se procede a examinar los rendimientos cuantitativos en libras de los dos métodos alternativos. de Los datos fueron registrados y tabulados en el programa estadístico SPSS®, versión 22, para luego realizar una prueba t de comparación de medias entre muestras independientes.

Tabla 1

Experimento 1. Jayaque tratamiento despulpadora manual y secado de pulpa

ACTIVIDAES
/
OBSERVACIONES
OBSERVACION 1 OBSERVACION 2 OBSERVACION 3 OBSERVACION 4 OBSERVACION 5 OBSERVACION 6 OBSERVACION 7 OBSERVACION 8 OBSERVACION 9 OBSERVACION 10 OBSERVACIÓN 11 OBSERVACION 12 OBSERVACION 13 OBSERVACION 14 OBSERVACION 15 TOTAL LIBRAS
CAFE UVA 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 140 1750
SUBPRODUCTO PULPA HUMEDA 44,960 45,120 45,080 44,910 45,230 45,370 45,140 45,260 45,030 45,100 44,940 45,210 45,060 45,030 53,560 685,000
SUBPRODUCTO PULPA SECA AL SOL SIN ESTUFA 22,972 23,054 23,034 22,947 23,110 23,182 23,064 23,126 23,008 23,044 22,962 23,100 23,023 23,008 27,366 350,000
SUBPRODUCTO PULPA SECADA EN ESTUFA 17,065 17,126 17,111 17,046 17,168 17,221 17,133 17,179 17,092 17,118 17,058 17,160 17,103 17,092 20,329 260,000
HARINA 9,845 9,880 9,872 9,834 9,904 9,935 9,885 9,911 9,861 9,876 9,841 9,900 9,867 9,861 11,728 150,000

Tabla 2

Experimeno 2. Huizúcar secado al sol y trillado para obtener pulpa

ACTIVIDAES
/
OBSERVACIONES
OBSERVACION 1 OBSERVACION 2 OBSERVACION 3 OBSERVACION 4 OBSERVACIÓN 5 OBSERVACION 6 OBSERVACIÓN 7 OBSERVACION 8 OBSERVACION 9 OBSERVACION 10 OBSERVACIÓN 11 OBSERVACIÓN 12 OBSERVACIÓN 13 OBSERVACION 14 OBSERVACION 15 TOTAL LIBRAS
CAFE UVA 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 140 1750,000
CAFE CEREZA (ASOLEADO EN PATIOS) 42,810 42,620 42,760 42,670 42,800 42,820 42,730 42,670 42,690 42,650 42,710 42,790 42,680 42,770 51,830 650,000
SUBPRODUCTO PULPA TRILLADA SIN ESTURA 20,417 20,326 20,393 20,350 20,412 20,422 20,379 20,350 20,360 20,341 20,369 20,408 20,355 20,398 24,719 310,000
SUBPRODUCTO PULPA SECADA EN ESTUFA 14,490 14,425 14,473 14,442 14,486 14,493 14,462 14,442 14,449 14,435 14,456 14,483 14,446 14,476 17,542 220,000
HARINA 7,245 7,213 7,236 7,221 7,243 7,246 7,231 7,221 7,224 7,218 7,228 7,241 7,223 7,238 8,771 110,000

Tabla 4

Estadística de Grupo

TRATAMIENTO N MEDIA DESVIACIÓN ESTÁNDAR MEDIA DE ERROR ESTÁNDAR
Despulpado Despulpado inicial (húmedo) 14 23.0453 .06684 .01786
Despulpado al trillar (seco) 14 20.3772 .03117 .00833

La tabla anterior muestra que, en libras, se obtiene un promedio menor de subproducto mediante el proceso en que la pulpa se desprende en seco durante el trillado. Las desviaciones estándar indican que en ambos procesos las observaciones tienden a concentrarse alrededor de la media; es decir, contamos con un rendimiento consistente en ambos métodos de despulpado.

1. PRUEBA DE IGUALDAD DE VARIANZAS (Prueba de Levene)

La prueba de Levene es parte integral de la batería de resultados que arroja SPSS al correr una prueba t de comparación de medias. El objeto de la prueba es determinar si los grupos en estudio presentan varianzas iguales. Se usa ampliamente pues muchas pruebas estadísticas utilizan el supuesto de que los grupos tienen varianzas iguales. Se parte del siguiente planteamiento de hipótesis:

Ho: Las Varianzas de los 2 tratamientos son iguales (σ21 = σ22)
H1: Las Varianzas de los dos tratamientos son distintas. El tratamiento 1 es más variable que el 2 ( σ21 > σ22)

Como el Valor p de la prueba: p = 0.033 < α = 0.05 , se observa que cae en zona de Rechazo, por lo tanto las diferencias observadas entre las Varianzas son significativas; por lo que se rechaza la hipótesis nula de igualdad en las varianzas, ya que al nivel de significación dado (α = 0.05) la variabilidad del Tratamiento 1 es mayor que la del Tratamiento 2.

2. PRUEBA DE IGUALDAD DE MEDIAS (Prueba t de Student)

Planteamiento de Hipótesis

Ho: Las medias de los 2 tratamientos son iguales (μ1 = μ2)
H1: Las medias de los dos tratamientos son distintas ( μ1 ≠ μ2)

El registro y procesamiento de los datos se realizó con el software SPSS en su versión 22; obteniendo los resultados siguientes:

PRUEBA DE MUESTRAS INDEPENDIENTES.

Prueba de Levene de calidad de varianzas Prueba t para la igualdad de medias
F Sig. t gl Sig. (bilateral) Diferenia de medias Diferencia de error estándar 95% de intérvalo de confianza de la diferencia
Inferior Superior
Pulpa Secada Se asumen varianzas Iguales 5.067 .033 135.35 26 .000 2.66804 0.1971 2.62752 2.70855
No se asumen varianzas Iguales 135.35 18.398 .000 2.66804 0.1971 2.62669 2.70938

Se toma la fila que corresponde a varianzas no iguales: Como el Valor p de la prueba: p = 0.000 < α = 0.05 , cae en zona de Rechazo se indica que las diferencias observadas entre las medias son significativas; es decir hay evidencias estadísticas al Nivel de significación α = 0.05, de que la media μ1 = 23.0453 es mayor que μ2 = 20.3772; , es decir la diferencia de 2.668 a favor del Tratamiento 1, es significativa

De estos resultados se puede establecer:


Discusión y conclusiones

Los resultados de esta investigación demuestran que es técnicamente factible producir harina a partir de la pulpa de café cosechado en El Salvador, a distintas alturas, y sin importar el método de despulpado; aunque en el método en seco se obtienen menores rendimientos en libras. Trabajos anteriores demostraron la utilidad de la pulpa en la fabricación de miel y una harina de similares características.

El despulpado ya sea en húmedo o en seco no requerirían inversiones adicionales a las que ya se tienen. Eliminar la humedad a través del secado evita el deterioro de la pulpa, manteniendo su calidad en anaquel como materia prima durante un tiempo más prolongado que si se deja húmeda pues tiende a fermentarse y descomponerse de manera acelerada. Ello ha sido comprobado por investigadores como Zactiti en 2004 y Ventura-Cruz en 2019.

Los esfuerzos por mantener la inocuidad y calidad de la pulpa podrían traducirse en alternativas para generar flujos económicos para los productores y coadyuvar a la seguridad alimentaria.

Prada y sus investigadores asociados, en 2019 abordaron la efectividad de los secadores solares con sistema de flujo de aire continúo aplicados al secado de café, que sin duda acelera el proceso. Aunque la forma tradicional también ha demostrado arrojar resultados favorables. Será un tema de tecnología disponible y condiciones de mercado las que inclinen la balanza en favor de alguna de las dos visiones.

La conciencia de producir de forma sostenible es necesario que se extienda a la creación de alternativas de consumo que contribuyan con los recursos naturales, y el medio ambiente. La investigación de Torres corrobora que el uso de la pulpa de café disminuye el impacto ambiental y resalta los beneficios nutricionales que contiene.

Como consecuencia del trabajo realizado se logró establecer la factibilidad de elaborar harina a partir de la pulpa del café; la cual es tradicionalmente tratada como un subproducto que se desecha, y que conlleva impactos ambientales, costos de transporte y disposición. Lograr aprovechar la pulpa de café implica una oportunidad para ampliar la cadena de producción, generar utilidades y alternativas alimenticias.

Sobre la cantidad de pulpa obtenida se encontró que, con una despulpadora manual, y posterior secado al sol se obtiene mayor rendimiento que el proceso en que primero se seca el café y luego se obtiene la pulpa por trillado. En el caso del presente estudio, por cada bloque de 115 libras se obtuvieron 2.66 libras más de pulpa secada al sol que la que se obtuvo con estufa y trillado. La diferencia en rendimiento es estadísticamente significativa.

De la aplicación de los métodos de despulpado se logró observar que el aspecto de la harina es independiente; es decir, aplicar uno u otro método no hace variar el aspecto y consistencia de la harina


Referencias

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