Análisis del secado, el equilibrio higroscópico y la torrefacción de los granos de cacao

Abstract

El cultivo del cacao en Costa Rica, se concentra en las provincias de Limón, Alajuela y Puntarenas, sumando aproximadamente 3.169,6 ha sembradas. El presente trabajo tiene como objetivo general desarrollar un modelo matemático para representar la cinética de secado y la pérdida de masa del cacao durante el tostado. Específicamente se determinó el efecto de la temperatura en la rapidez del secado en una capa delgada de granos de cacao a 5 temperaturas (35,45, 55, 65 y 75 ºC). Posteriormente, se estableció una relación de equilibrio entre el contenido de humedad del cacao y la humedad relativa del aire. Se evaluaron los métodos estático y dinámico con el fin de disminuir el contenido de humedad de los granos y su efecto en la menor humedad relativa. Por último, se determinó la cinética de la pérdida de masa asociada al calentamiento de los granos de cacao durante la torrefacción, donde se evaluaron los modelos estadísticos de Vargas –Elías y Abarca; utilizados para describir originalmente el tueste en granos de café. Se comprobó que el modelo que mejor describe el comportamiento de los datos es el de Midilli, determinándose el efecto de la temperatura del aire en la rapidez de secado donde la ecuación de Arrhenius describe adecuadamente la dependencia de la temperatura. Se determinó que el contenido de humedad en equilibrio disminuye conforme se aumenta la temperatura del aire de secado para las muestras obtenidas por el método dinámico; además, se evaluaron varios modelos propuestos y se estableció que el modelo de GAB es el que representa adecuadamente el equilibrio higroscópico de los granos de cacao en desorción. Quedó demostrado que los granos de cacao tienen un comportamiento similar a los granos de café durante la torrefacción.