Beneficiado Húmedo de Café

Publicado el: 15/5/2013
Autor/es: Ing. Pedro Pablo Zúñiga Peralta e Ing. Agr. Carlos Tardencilla Castillo, Cooperativa de Servicios Múltiples R.L. Boaco – Nicaragua

Introducción

El  proceso de producción  y/o manejo de plantación y el Beneficiado húmedo del café  son fases muy importantes porque refleja  todo el esfuerzo que viene realizando el productor en el transcurso del año. 

El  proceso de beneficiado húmedo del café o fase húmeda  consiste en el desprendimiento de la pulpa o cáscara y el mucílago (miel) al grano de café por medio de la despulpadora (Maquina)  y el uso agua.

La  cosecha y/o corte del café es una fase muy importante ya que tiene  efecto directo en  la calidad  de la taza.   Al cosechar y mezclar frutos maduros, verdes pintos, verdes, secos o dañados por plagas y enfermedades, Como consecuencias se produce la sobre fermentación, granos mordidos, quebrados, aplastados y manchados, afectando severamente la apariencia, calidad  y rendimiento del producto lo que disminuye la aceptación y el precio de parte de los  compradores.

 

 Impactos al Medio Ambiente 

El beneficiado húmedo del café su impacto al ambiente es por la contaminación de  las fuentes de agua, lo que resulta en un grave problema que afecta a las personas, a los animales y al medio ambiente. 


La Contaminación

El proceso de beneficiado húmedo resultan los contaminantes que son la pulpa o desecho sólido, aguas mieles y aguas residuales, lo que provoca la contaminación conocida como Orgánica.

El 60% del fruto de café esta formado por desechos sólidos como la pulpa (40%), Mucílago (16%) y cascarilla o pergamino (4%), siendo estos altamente contaminantes.

La pulpa y aguas residuales contaminantes que afectan el agua de la siguiente manera.

a) Afectación química: cambio en el PH, volviéndose mas ácido, disminución de la concentración de oxigeno disuelto y oxidación de la materia orgánica
b) Afectación Física:  cambio de apariencia o color, Mal olor (muerte de fauna)  e incremento en la temperatura
c) Afectación Biológica:  muerte de la microfauna, de la vegetación en los Ríos e intoxicación y a veces muerte de fauna terrestre

 

Indicadores de la Contaminación

Permiten detectar y medir el grado de contaminación en los cuerpos de agua ejemplo:

a) Concentración de la Contaminación: cantidad de contaminación descargada, divida  entre la cantidad de agua contaminada expresada en Kg DQO/m3   o  Kg DBO/ m3
b) Carga contaminante: cantidad  de contaminación descargada a un cuerpo receptor expresado en DQO o DBO por día
c) Sólidos suspendidos: cantidad de pulpa y mucílago que se mezcla con las aguas residuales expresados en Kg/ m3
d) Demanda Bioquímica de oxigeno (DBO): cantidad de oxigeno requerido por las bacterias para la descomposición de la materia orgánica.
e) Demanda Química de oxigeno (DQO): cantidad de oxigeno requerido para la oxidación completa de la materia orgánica por agentes químicos altamente oxidantes.

Por cada quintal de café procesado en el beneficio húmedo se generan aproximadamente 58 libras de DQO de las cuales 13 libras son de las aguas mieles y 45 libras son de la pulpa.


Legislación Ambiental


El problema de la contaminación en Nicaragua  se remonta desde el Decreto del 21 de Diciembre de 1,937, que dice lo Siguiente ** Obligación de instalar un  tanque separador, para separar la pulpa del agua. Prohibición  del vertido de la pulpa a los Ríos y la obligación de almacenarla en tanques  para transformarla en bio abono**

El Decreto N° 33 – 95 del 26 de Junio de 1,995 fija los valore máximos permisibles de contaminantes,  el artículo 38 fija los valores permisibles para el Beneficiado húmedo de café: 

Parámetros

Rango permisible

PH

6.5 – 9.0

Sólidos suspendidos totales (mg/L)

150

Sólidos sedimentables (ml/L)

1.0

DQO (mg/L)

120

DBO (mg/L)

200

Materia flotantes

Ausente

Grasas y aceites (mg/L)

10

La constitución de la republica en su articulo 60 establece que el MARENA y el MINSA son los organismos encargados de aplicación y control de los decretos, y de acuerdo a la ley general del medio ambiente y los recursos naturales aprobada en 1,996, en su articulo 149 establece que las infracciones a la ley serán multadas con montos desde C$1,000.00 (Un mil córdobas) hasta C$ 50,000.00 (Cincuenta mil córdobas)   **No peque sobre advertido*

 

La Calidad del Café

Un café de calidad es un café que tiene algunas características especiales reconocidas por los consumidores, por lo que están dispuestos a pagar más a través de los intermediarios y/o compradores ejemplo café soluble, café Gourmet o café de altura.

La calidad del café es una característica natural, pero para  obtener un café de calidad se debe realizar un sin numero de labores según  recomendaciones técnicas de cómo producirlo y procesarlo, y al final obtener las diferentes calidades establecidas en el Comercio como es Café Orgánico, Café de Comercio Justo, Café producido bajo sombra y Café de origen los que se rigen por su Certificación a nivel nacional e internacional y por lo cual se asegura  y recibe un buen precio y mercado.
 

Aspectos físico que determinan la calidad del Café

a) Tamaño: Grande criba de 18 – 20, Normal criba de 15 – 17 y pequeño criba menos de 15
b) Color: Casi todos verdes, verde con algunos blanco y verde con muchos blancos
c) Uniformidad: Uniformes, Disparejos y Muy disparejos
d) Defectos en la taza: Sobre fermento, Terroso, Vinoso, fermento en la fruta, Afrutado, Agrio, hediondo, sabor a cosecha vieja, mohoso y contaminado.
e) Defectos en la grano: Blanqueado, verde, negro, Manchado, sobre fermento, cereza, Brocado, Mordido, aplastado, elefante, concha y caracol.

 

Infraestructura del Beneficio Húmedo

Los beneficios húmedos  están compuestos de las siguientes partes:

  • Caseta
  • Tolva de recibo
  • Maquina despulpadora
  • Fermentador
  • Canal de lavado
  • El escurridero

 

Proceso de Cosecha y Beneficiado húmedo del Café

Cosecha: esta etapa es muy importante ya que tiene efecto directo en la taza.

Al cosechar y mezclar frutos, maduros, verdes, pintos,  secos, etc, se presentan los siguientes problemas:

  • La despulpadora los muerde o quiebra
  • Granos verdes y pintos su fermentación es mas lenta y no uniforme dañando la calidad
  • Si se cortan frutos sobre maduros o se dejan sin despulpar por mucho tiempo se produce  el sabor Vinoso
  • Camisa de la despulpadora se gasta rápido
  • Dificultad en el proceso de lavado

El momento de corte es cuando el grano ha alcanzado el grado optimo de maduración, en otras palabras cuando el color del grano es Rojito en variedades como Borbón, caturra, catuai rojo  o  Amarillo como en variedades catuai amarillo y caturra amarillo, esta listo de corte cuando los granos se desprenden de la pulpa con facilidad al apretarlos.

Para lograr un buen corte del café se tiene que realizar una buena Planificación y Organización del personal de corte y materiales a usar, seguir las recomendaciones en la cosecha o sea cortar estrictamente el café maduro y fruto por fruto, no desobar las ramas, etc.   y debe dársele seguimiento a la calidad del corte.

 

Proceso de beneficiado húmedo

Esta fase conlleva las siguientes etapas: 

Recibo del café: Consiste en recibir los granos (cerezas) maduros que vienen de los lotes de café (campo)   ya sea en sifón (agua) o en tolva en seco, con la finalidad de separar por densidad la materia extraña (hojas ramas, frutos enfermos, secos, materia extraña, etc.)  Luego el café es conducido por medio de gravedad hacia la despulpadora. 

Despulpado del café: Son los granos de café a los que se le ha separado la pulpa en forma mecánica utilizando Despulpadora que emplean mecanismos de Presión y Fricción. El café uva es sometido a presión por  el cilindro de la despulpadora contra el pechero y la camisa que recubre el cilindro. 

Los granos todavía conservan el mucílago o miel, estos no sufren ningún cambio fisiológico o bioquimico, sino una simple separación mecánica de la pulpa y parte del mucílago del grano,  aquí  la pulpa pasa a un depósito y el  pergamino  con mucílago se deposita en una pila para su fermentación. El despulpado del grano no debe pasar de las 24 horas de haber sido cortado el fruto. 

Los daños que se presentan en el grano en el proceso de despulpado son: 

  • Granos mordidos: se da por mala regulación del pechero y de las pepas de la camisa
  • Granos quebrados: se da por los granos gigantes, muelas o conchas
  • Granos aplastados y partidos: se da cuando el pechero esta muy ajustado o por mezclas de maduración.

Fermento: Es el proceso por medio del cual se desprende el mucílago del pergamino, favoreciendo el secado del pergamino.  El proceso de fermento se obtiene al poner el café en sacos, cajones o pilas de concreto, para que transcurra el proceso, por medio de la acción de la temperatura, humedad, PH y de grupos de bacterias.   Para realizar esta etapa  existen diferentes métodos como son el Natural,  Químico o inducido  y  el mecánico. 

El tiempo de la etapa de fermentación es muy importante ya que de este depende la calidad en la taza del café, este tiempo varia según la altitud, la temperatura, la maduración del fruto etc.  

A través de diferentes métodos  se conoce cuando el café esta fermentado, entre los que resaltan  están: 

  • Introducción de vara de madera
  • Método manual y
  • Prueba de lavado 

Lavado y clasificación del pergamino: Su propósito es desprender la miel o mucílago  al pergamino con ayuda del agua cuando este ha alcanzado su punto optimo de fermento.

Para la etapa de Lavado y Clasificado se utilizan canales  hechos de concreto o madera, café lavado es aquel que se le ha removido la mayor parte de residuos presentes al grano (pedazos de pulpa, granos secos y cuerpos extraños).

La clasificación de calidades se realiza en el canal  en donde se separan  las  natas, los granos vanos,  el café de segunda y la broza, quedando únicamente el café de Primera.  Estos canales se construyen o se colocan a un nivel mas bajo del fermentador, las dimensiones son variadas y tienen una inclinación del 1 - 2%. 

Oreado: Una vez  lavado y clasificado el café pergamino se procede a escurrirlo por calidades.  Este proceso se realiza al final del canal donde se ubica una zaranda que recibe el café y deja pasar el agua a una pila receptora, que a su vez conduce el agua a un canal de drenaje o acequia de desnivel.

Cuando el café ha sido escurrido en la zaranda se procede a orearlo en cajillas, plástico o en un patio de cemento, para que no sufran daños por calentamiento, normalmente los productores  utilizan zarandas que se colocan  al aire libre por unos dos a tres días para bajar la humedad de 56% hasta un 45%,   luego es enviado al beneficio seco.   Hasta aquí termina la fase húmeda  del  proceso  de  beneficiado  del  café y empieza la fase seca.

Con el fin de preservar y  mantener la calidad del café,  se deben de manejar los Beneficios Húmedos desde el punto de vista Ecológico,  ya que los Mercados (comercio justo, orgánico y café especial) y las Normas Ambientales Nacionales  e internacionales así lo requieren.
 

Manejo de Despulpadora

Partes y Funciones  de la Despulpadora: 

Las maquinas despulpadoras pueden ser de tipo vertical horizontal y de disco, la más usada es la horizontal, normalmente consta de las siguientes partes:

a)     Tolva:  recibe el café
b)    Cuchillas alimentadoras: son 4 regula el paso del café uva de la tolva al cilindro
c)     Alimentador (arreador): dosifica el paso del café uva al cilindro
d)     Volante y manivela: sirve para hacer girar el cilindro y el alimentador
e)     Cureñas (patas): son 2 piezas que sirven para ensamblar la maquina
f)     Pernos tensores: son 4 y sirven para unir las cureñas entre si
g)     Chumaceras o cojinetes: piezas que fijan las balineras y el eje central
h)     Engranajes: son 2 ruedas dentadas que transmiten el movimiento del cilindro al eje del alimentador
i)       Camisa: lamina que tiene en su cara un grabado dentado el cual hace desprender contra el pechero la pulpa del café
j)      Tambor (cilindro): es donde va asegurada la camisa, al girar el despulpe se realiza al aprisionar y aplastar la uva contra el pechero.
k)     Pechero: parte de la maquina donde se detiene el grano para ser despulpado.
l)       Regulador del pechero (cuñas): por medio de tornillos regula la distancia entre el pechero y  la camisa
m)   Babero: conduce el café pergamino al fermentador
n)     Tacos: piezas de madera o plástico donde se asegura la camisa.

Armado y desarme:

El objetivo es para hacer labores de limpieza y mantenimiento e identificar defectos o daños.  Los pasos a seguir son los siguientes:

  1. Tener un juego de llaves N° 12, 13 y 14
  2. Quitar los tornillos que sujetan la tolva y desmontela
  3. Afloje los tornillos que aprisionan los engranajes y la volante y proceda a quitarlos
  4. Afloje los tornillos de graduación que se encuentran en las cuñas y saque el pechero
  5. Afloje tornillos tensores
  6. Retire las cuchillas alimentadoras
  7. Afloje los tornillos y quite las tapas de los cojinetes o chumaceras
  8. Retire o quite el cilindro
  9. Quite los tornillos tensores y el eje del alimentador o arreador

Mantener las piezas en orden que se van poniendo o quitando, para evitar confusiones y que queden en su respectivo lugar.

 

Instalacion:

La despulpadora debe instalarse bajo techo, en un lugar accesible a agua y área disponible para el despulpado. La base donde se colocara debe estar firme y a nivel, esta puede ser de madera, pero se recomienda sea de concreto para lograr mayor firmeza y nivelación, debe quedar bien fija para evitar vibraciones o se quiebren durante el funcionamiento.

 

Regulación 

Las cuchillas regulan la entrada de café uva hacia la camisa por medio del eje alimentador. La distancia entre el eje alimentador y las cuchillas determinan la alimentación  adecuada de la despulpadora. Si las cuchillas quedan muy abiertas entra mayor cantidad de café uva causando daño al pergamino, no obstante también tiene efecto en el daño de la camisa, lo que incurre en gastos económicos. 

La regulación se hace a través de pruebas únicamente con granos maduros siguiendo estos pasos:

  • floje los tornillos traseros reguladores ajustando el pechero, hacer contacto con la camisa, luego se ajustan los tornillos de las cuñas que presionan el pechero.
  • Aflojar los tornillos de las cuñas en la misma medida para ir separando el pechero del cilindro poco a poco hasta permitir que a través de los orificios que tienen las cureñas se observen bien midiéndose con un clavo. Los tornillos traseros reguladores deben ajustarse a la misma medida.
  • Seguido realizar la prueba de despulpado y observe como sale el café
  • Evaluar el porcentaje de granos dañados, pulpa y descargue de las diferentes bocas; si los daños persisten continuamos la regulación, calibración y nivelación hasta alcanzar el menor índice de granos dañados.

Se recomienda regular la maquina por lo menos tres veces durante la cosecha: al inicio, durante el tiempo pico y al final debido a las diferencias del tamaño del grano, de igual forma es importante tomar en cuenta las diferentes variedades.

 

Problemas más frecuentes: 

  • Granos sin despulpar: hay mucha separación entre el pechero y el cilindro.
  • Granos mordidos, quebrados o golpeados: Pechero muy ajustado a la camisa, mezcla de diferentes tipos de granos con distintos índices de maduración, Pepas de la camisa con filo, Exceso de alimentación de café uva, Filo en la vena del canal del pechero, Chumaceras o cojinetes desgastados o daños de las balineras.
  • Café con Pulpa: Excesiva alimentación, desgaste de la camisa, Pepas rellenas con mucílagos y cascarillas del pechero o desgaste de canales
  • Interrupción del flujo de café despulpado en una boca: Bloqueo por basura, Excesiva alimentación  

 

Mantenimiento de despulpadora

  1. Antes de iniciar la cosecha haga una revisión general de la maquina. Mantenga engrasada las partes móviles (chumaceras, balineras, el eje alimentador y los engranajes.
  2. Lave y limpie la despulpadora después de cada día de trabajo, limpie el lugar que se uso para el despulpado para recoger granos botados y evitar que estos se revuelvan con el despulpado del día anterior.
  3. Revise constantemente el estado de la camisa  (pepas reparar)
  4. Rectificar o cambiar si los bordes de los canales del pechero están desgastados o si han perdido profundidad.
  5. Al terminar la cosecha desarme la despulpadora, haga un buen aseo, lavela, engrase y pinte con pintura anticorrosiva todas sus partes para evitar que se ensarren.

 

Manejo de la Pulpa y agua miel del café


La Pulpa de café:

La pulpa de café se considera el contaminante de mayor importancia por generar el 60%, esto se puede evitar manejándola hasta trasformarla en abono orgánico, el cual es rico en nutrientes.  La utilización de la pulpa tare varios beneficios como: mejora las condiciones del suelo al incrementar la micro fauna y porosidad, contribuyendo a incrementar los rendimientos productivos y además protege el medio ambiente.

En la pulpa se encuentran la mayor cantidad de nutrientes que la planta absorbe para el llenado del fruto, se estima que 100 libras de pulpa manejada equivalen a 10 libras de la fertilizante químico de la formula 14 – 3 – 37 y su contenido de materia orgánica (90%). 

Problemas que ocasiona la pulpa

  • Contaminación a la calidad del agua de uso domestico y animal
  • Ocasiona la muerte de la flora y fauna acuática, favorece el desarrollo de insectos nocivos, hongos y bacterias
  • Los volúmenes de pulpa húmeda y fermentados producen pequeños a fuentes de agua muy contaminadas
  • Provoca olores muy ofensivos cuando se deposita al aire libre

 

Manejo de la pulpa 

Se recomienda despulpar con un mínimo de agua para evitar la perdida de nutriente y que el proceso de descomposición se mas rápido. 

La pulpa escurrida se deposita en el pulpero y se le aplica cal o ceniza, ayudando al enriquecimiento de de minerales y evitando malos olores y anidacion de insectos nocivos.  después de la cosecha se hace un primer volteo y se aplica cal o ceniza,  los volteos se hacen cada 3, 5, 10 o 15 días para acelerar el proceso y romper el ciclo de reproducción  de las moscas  evitando la proliferación. 

El Pulpero: Es una estructura de madera que sirve para almacenar y manejar la pulpa luego de ser escurrida. Debe ubicarse cerca del beneficio en un punto fácil de acceso para su manejo, existen diferentes tipos que pueden ser de caña de bambú o madera rolliza, de concreto  y con madera rolliza con piso de tierra, las dimensiones son variadas, de acuerdo a la producción y/o condiciones del productor. 

Debe protegerse de la lluvia, sol y animales domésticos, forrándose y poniéndole techo, para una producción de 22 quintales oro se recomienda las dimensiones de 2 x 2 varas, con piso de madera o tierra, con varios depósitos para un mejor manejo de la pulpa. 

 

Aguas  Mieles o Residuales 

En el proceso de beneficiado húmedo, el café se despulpa inmediatamente de haber sido recibido en el beneficio, utilizando agua como medio de transporte para el fruto, la pulpa y el pergamino. Durante este proceso se pueden distinguir dos flujos de aguas residuales:

Agua de despulpado
Agua de lavado

El agua utilizada para clasificar, despulpar y lavar forman el agua residual o aguas mieles. Esta agua se produce en tres corrientes durante el beneficiado húmedo y en momentos diferntes y con características particulares:

Primera corriente: permite realizar todo el proceso de despulpe, clasificación y transporte, hasta depositarla en las pilas de fermentación. En esta corriente el agua se utiliza únicamente como medio de conducción y clasificación del café uva y café despulpado.

Segunda corriente:  permite realizar todo el proceso de lavado y clasificado. La función es la remoción y separación del mucílago adherido ligeramente al grano. Esta agua residual posee una concentración de materia orgánica en suspensión y disuelta muchos menor que la de las aguas del despulpe.

Tercera corriente: es el agua que permite el lavado de la maquina, piso, instalaciones, y el agua de fuga en los proceso de despulpe y lavado.

El estimado de consumo de agua para los diferentes sistemas de beneficiado húmedo de un quintal café oro es el siguiente:

Beneficio H. Tradicional  -    2400 a 4000 litros
Beneficio H. Ecológico     -    200  a 300 litros

 

Efectos negativos del agua residual 

Agotamiento del oxigeno en el agua lo que provoca muerte de peces.

Cambio de la acidez natural de agua, lo que la hace no apta para el riego de los cultivos, aplicación de agroquímicos, lavar café y mucho menos para el consumo humano y animal.

Afecta sus cualidades organolépticas y apariencia del agua en lo que el color, sabor y olor.

fecta el equilibrio biológico, perjudicando directamente la flora y la fauna acuática e inclusive a la que habita en los alrededores de la fuente.

 

Manejo de las aguas residuales 

Para esto se pueden utilizar Pozos, pilas, lagunas y acequias, son estructuras  en las  que se da tratamiento a las aguas residuales, permitiendo la descomposición de los elementos tóxicos presentes en sustancias mas simples y no contaminantes, a medida que estas  aguas contaminadas pasan de las acequias a los pozos y luego a las lagunas, llegando al final en condiciones saludables a las fuentes de agua natural. 

Las acequias o canales construidos en dirección transversal a la pendiente con un pequeño desnivel para conducir las aguas residuales hacia las  pilas o pozos de oxidación, filtración y evaporación.   La profundidad y ancho de la  depende del terreno,  volumen de cosecha, pero se recomienda de 20 a 30 varas de largo y de 12 x 16 pulgadas en forma de talud. 

Los pozos son de 2 a 3 por beneficio y se recomiendan hacerse de 2 varas de largo, 1 vara de ancho y 1 vara de profundidad, en caso de pilas las dimensiones son de 2 x 2 x 0.5 varas.

 
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