El desmucilaginado mecánico

Dónde se practica

Colombia es su foco. Cenicafé, el centro de investigación de la Federación Nacional de Cafeteros, desarrolló allí el desmucilaginador DESLIM y el módulo Becolsub. La sigla se lee Beneficio ECOLógico con manejo de SUBproductos, es decir, tratamiento ecológico con gestión de los subproductos. El nombre ya dice lo esencial: la máquina solo vale acoplada al tratamiento de la pulpa y de las aguas. Cenicafé fecha el lanzamiento de la tecnología en 1995.

En 2011, Cenicafé cuenta con unas 15 000 unidades de todas las capacidades en servicio en el país. Cerca de la mitad de la producción nacional pasa entonces por esta vía, es decir, más de 80 % de adopción entre los usuarios potenciales. La misma publicación indica que la tecnología se exportó a América, Asia y África. En 2013, Cenicafé señala que se usa en Colombia y en otros países productores de suaves lavados.

Brasil la emplea con las máquinas Pinhalense, para el pulped natural (cereja descascado, en portugués) y para los honey. El antecesor del género, la aquapulpa, era una máquina concebida para el canephora, construida hasta la década de 1980 por varios fabricantes. Esta última filiación descansa en una sola fuente, y el campo sombra dice por qué sigue siendo frágil.

El principio

El mucílago es la capa de carne azucarada pegada al pergamino, la envoltura que rodea el grano. En la variedad Colombia, Cenicafé lo cifra en 14,85 % del peso del fruto fresco, frente a 43,58 % de la pulpa. Contiene, por orden de masa decreciente:

• agua;
• azúcares totales y azúcares reductores;
• fibras y pectinas, las cadenas que lo mantienen en gel;
• proteínas, lípidos y cenizas.

El proceso lavado clásico lo degrada en el sitio. Bacterias, levaduras y enzimas transforman las pectinas y los azúcares en alcoholes y ácidos carboxílicos. La degradación es lenta y medible. Puerta siguió esta cinética a temperatura ambiente: a las veinte horas, 15,9 % de los azúcares reductores iniciales están fermentados y 20 % de los azúcares totales degradados. El enjuague se lleva luego todo.

El desmucilaginado mecánico no degrada nada, arranca. El mucílago es fuertemente pseudoplástico, es decir, su viscosidad cae cuando se lo cizalla con más fuerza. Oliveros y Gunasekaran atribuyen este comportamiento a dos causas conjuntas. La estructura del gel se destruye bajo las fuerzas de tensión y de cizallamiento. Las partículas tienden además a alinearse en la dirección principal del flujo. Un rotor agita la suspensión formada por el mucílago, el agua añadida y los restos de pulpa. Los esfuerzos de cizallamiento y los choques entre granos desprenden la capa en unos segundos.

Dos consecuencias cuentan más que el mecanismo. La pectina sale del grano entera, en forma de miel concentrada, y no en forma de ácidos de fermentación. No ocurre ninguna de las reacciones del tanque.

El desarrollo

• Cosecha de cerezas maduras solamente. Desde 2,5 % de cerezas verdes en el lote, al menos 30 % de las tazas se rechazan, y esto sea cual sea el procedimiento de retiro del mucílago. El verde no se despulpa por completo y, al secarse, da grano avinagrado (vinagre) y negro. Los ensayos de Cenicafé parten de una materia prima con menos de 5 % de frutos atacados por la broca, menos de 2 % de inmaduros y menos de 2 % de frutos secos.

• Separación de los flotadores en la etapa de cereza, antes del despulpado. Cenicafé emplea un tanque sifón o un separador hidráulico de tolva y tornillo sinfín. La operación retira los frutos secos, vanos y atacados por la broca, así como las impurezas ligeras y pesadas. Separarlos aguas arriba evita que esos frutos entren en el circuito y carguen las aguas.

• Despulpado sin agua, dentro de las seis horas siguientes a la recepción. Se acumulan dos razones. El defecto fermentado (fermento) se instala incluso antes del desmucilaginador. La viscosidad aparente del mucílago aumenta además con el plazo entre la cosecha y el tratamiento. Los autores atribuyen este aumento a la concentración de taninos. La máquina trabaja entonces una materia más tenaz. El despulpado en seco evita por sí solo 72 % de la contaminación del proceso.

• Criba después de la despulpadora (zaranda). Es una rejilla circular de barras, con abertura de 7 a 8 mm, que retira los frutos sin despulpar y los trozos de pulpa. Cenicafé la instala en sus propios ensayos.

• El manual de 1999 recomienda profundizar 1 mm los canales del pechero, la placa contra la que se presiona la cereza en la despulpadora. Los granos circulan con más libertad y el daño mecánico baja. La criba descrita en el punto anterior muestra que Cenicafé prefiere después apartar los frutos sin despulpar en lugar de confiarlos al desmucilaginador.

• Alimentación del desmucilaginador en seco, por tornillo sinfín. Cenicafé desarrolló una despulpadora con dosificador volumétrico de tornillo para garantizar un caudal de frutos dentro del rango deseado. Pocos caficultores la usan, lo que explica la frecuencia de las malas calibraciones.

• Paso por la cámara. El DESLIM es un desmucilaginador de flujo ascendente: el grano sube, el agua baja. La parte baja de la cámara desmucilagina, la parte alta enjuaga.

• Caudal de agua recomendado por módulo, expresado según la capacidad en café cereza. Cenicafé da rangos, no valores únicos, porque el caudal debe seguir el flujo real de café:

• módulo 300: 0,70 a 1,00 L/min;
• módulo 600: 1,40 a 2,00 L/min;
• módulo 1 000 o 1 200: 2,80 a 4,00 L/min;
• módulo 2 500: 5,60 a 8,00 L/min.

• Calibración por el caudal de café, cronometrando el llenado de un recipiente. Cenicafé pide verificar la calibración cada semana. La razón es concreta: el tamaño de los frutos varía con la edad de la parcela, la variedad y el manejo agronómico, y por tanto el caudal se desvía.

• Secado inmediato hasta 10 a 12 % de humedad en base húmeda. Cenicafé seca en silo de capa estática, con una temperatura media del aire inferior a 50 °C. El café sale ya lavado de la máquina y puede ir directamente al secador.

• Si el secado no puede empezar enseguida, conservar el café en tanque sin agua, catorce horas como máximo, y enjuagarlo luego con agua limpia antes del secado. No sumergirlo nunca. El campo taza da las cifras que fundan esta regla.

• Mezcla de las aguas del mucílago con la pulpa en un tornillo sinfín, y luego fosa de compostaje. Esta mezcla retiene 60 a 65 % del volumen de agua añadida y más de 50 % de las mieles. Es ella, y no la máquina, la que lleva el control de la contaminación a 90 o 91 %.

Lo que da en taza

Cómo puntúa Cenicafé. El baremo se publica desde 1996. Las notas de 9 a 7 equivalen a calidad superior, de 6 a 4 a calidad tolerable, de 3 a 1 a calidad inferior. Conocer esta escala cambia la lectura de los resultados que siguen.

Lo que se mide. Cenicafé comparó las dos vías en las cosechas de 1995 y 1996, con los paneles de Cenicafé, de la fábrica de liofilizado de Chinchiná y de Almacafé en Bogotá. El ensayo cuenta 77 comparaciones de calidad de bebida y 127 comparaciones atributo por atributo. De esas 127, 56 resultados favorecen al proceso mecánico, 40 no muestran ninguna diferencia y 31 favorecen a la fermentación. El panel de Cenicafé juzgó superior al DESLIM durante la cosecha principal de agosto a diciembre de 1995. De enero a junio de 1996, en período de cosecha baja, las dos vías dieron tazas puntuadas en 6 en su mayoría. Es la parte alta de la banda tolerable, justo bajo el umbral de lo superior. Esta conclusión viene del organismo que concibió la máquina, y los tres paneles pertenecen a la misma Federación.

Puerta (2000) hizo pasar 62 tratamientos por las dos vías, mezclando cerezas maduras y verdes. El rechazo medio en taza, con todas las mezclas confundidas, es de 49,5 % en fermentación natural frente a 45,7 % en desmucilaginado mecánico. El cuerpo se mantuvo bueno hasta 2 % de verde en el mecánico, frente a 1 % en la fermentación. El amargor se degradó más en la fermentación. Los aromas no se distinguían entre las dos vías con igual contenido de verde. Ninguno de los dos procesos compensa una cosecha mal recolectada.

Lo que cuesta la espera antes del secado. Cenicafé comparó tres manejos después de un DESLIM correctamente calibrado. El secado inmediato da 100 % de tazas puntuadas por encima de 5. El café dejado sin agua de doce a catorce horas da 95 %. El café sumergido durante el mismo tiempo da solo 75 %. Ninguna taza del ensayo presentaba el defecto fermentado ni el defecto sucio (sucio), y el rendimiento en la trilla se mantuvo estadísticamente idéntico en los tres casos. La pérdida se juega, pues, en la nota global, no en un defecto franco.

Un punto de comparación reciente. En la finca Las Brisas, lotes fermentados trece horas y luego lavados mecánicamente en el Ecomill superaron 77,0 en la escala SCAA, algunos 80,0. El resultado corresponde a un lavado mecánico posterior a la fermentación, no a un desmucilaginado en crudo: no se transpone tal cual.

Lo que se reivindica sin ensayo publicado. Circulan dos afirmaciones opuestas: que la máquina limpia la taza y que le amputa la complejidad. No encontré ningún ensayo a ciegas, realizado por un panel independiente del sector colombiano, que aísle el efecto del proceso sobre la acidez y la complejidad de un lote de especialidad. Una guía profesional describe un resultado más limpio y a veces menos complejo: es una observación del oficio, no una medición.

Lo que dice el mercado. En 2013, Cenicafé presentó Ecomill. Este sistema lava mecánicamente un café cuyo mucílago se ha degradado antes, por fermentación natural de 14 a 20 horas o por enzimas pectinolíticas. El Avance Técnico que lo describe da tres motivos, y hay que citarlos los tres:

• los caficultores colombianos que trabajan con fermentación natural;
• los compradores extranjeros que exigen café tratado por fermentación natural;
• el decreto 3930 de 2010, que limita fuertemente los vertimientos puntuales autorizados.

El motivo reglamentario pesa, pues, tanto como la demanda de los compradores, y una lectura que solo retuviera la segunda sería tendenciosa. Sigue siendo cierto que el organismo que promovió el retiro mecánico concibió después una máquina para quienes no lo quieren. Este hecho no dice nada de la taza, dice lo que el mercado y la ley piden. Además, ciertos mercados y ciertos contratos distinguen el fully washed del lavado obtenido por retiro mecánico.

Dos precisiones de vocabulario. La palabra anaeróbico no se aplica aquí: no hay tanque cerrado ni medio empobrecido en oxígeno, solo unos segundos de paso por una máquina abierta. Y la máquina puede regularse para retirar solo una parte del mucílago, lo que produce industrialmente los honey amarillos y rojos en Brasil. Estos colores no están normados por ningún organismo, y dos productores no llaman red honey a lo mismo.

Lo que sale mal

• Grano pelado. Subalimentar la máquina alarga el tiempo de permanencia del grano en la cámara, lo que aumenta el esfuerzo sufrido y arranca el pergamino. El manual del módulo lo dice en una frase: menos café en el DESLIM equivale a un aumento de la trilla del grano. El defecto se ve en el café en pergamino y se encuentra en el verde.

• Restos de mucílago. Un caudal de café demasiado alto acorta el tiempo de permanencia por debajo del valor recomendado, y la capa no se retira por completo. Cenicafé nombra sus dos consecuencias: el café en pergamino manchado y el defecto fermentado en taza. Secar encima decolora el pergamino, ralentiza el secado y da también el defecto sucio.

• No todos los desmucilaginadores valen lo mismo. Un aparato de rotor de varillas retira, en el mejor de los casos, solo cerca de 80 % del mucílago, frente a más de 98 % de un DESLIM. No permite, pues, el secado inmediato e impone varias horas de tanque y luego dos enjuagues. Su consumo específico es de 2,8 L por kg de café pergamino seco. Mecánico no quiere decir sin fermentación: depende del rotor. El umbral de 98 % supone, por lo demás, un módulo equipado con agitadores de tipo Colmecano.

• Defectos nombrados que se derivan de ello, por gravedad creciente. El oficio colombiano los llama así:

• agrio, lo ácido en el mal sentido;
• fruta, el afrutado excesivo que se echa a perder;
• cebolla, la cebolla;
• rancio, lo rancio;
• stinker, lo nauseabundo, la última etapa.

• Retraso en el secado. El ensayo de Cenicafé cifra la pérdida: pasadas las catorce horas de espera, y sobre todo bajo el agua, la nota global desciende. La inmersión degrada también el balance ambiental. Produce 8 % más de sólidos totales que el almacenamiento en seco y una demanda química de oxígeno superior en cerca de 10 %. Esperar cuesta, por tanto, dos veces, en taza y en carga contaminante.

• Contaminación aumentada. Tres condiciones hacen inclinar el balance: una máquina mal diseñada, un caudal superior a 1,0 L de agua por kg de café pergamino seco, una pulpa y unos residuos sin gestionar. El mecanismo es explícito en Cenicafé. Por encima de ese caudal, la pulpa ya no retiene las mieles y a su vez se lava. La contaminación supera entonces la de un tratamiento clásico bien conducido. La máquina sola no es una ganancia ambiental.

• Costo en energía, rara vez citado. Cenicafé compara la potencia específica de las vías de lavado. El módulo Becolsub 2 500 consume 6,22 W.h por kg de café lavado. El lavado en tanque con bomba sumergida consume 1,00, y el Ecomill 3 000 solo 0,58. El desmucilaginado mecánico es, pues, en esta tabla, la vía que más energía gasta por kilogramo lavado. Cambia agua por electricidad, y ese trueque merece decirse.

• Daño mecánico. Se mantiene bajo cuando la máquina está calibrada. Los lavadores Ecomill derivados del DESLIM miden 0,10 a 0,56 % en ensayo y 0,26 % en promedio en explotación comercial. En semilla, el paso por el desmucilaginador cuesta cerca de 1,1 % de germinación.

• Lo que este proceso no arriesga. La sobrefermentación pertenece a la otra vía, y es el principal argumento del proceso mecánico. El argumento es sólido, pero el umbral no es una duración fija. Cenicafé sitúa el fin de la fermentación en 15,0 horas en promedio sin clasificación previa y 16,3 horas con clasificación. El defecto fermentado aparece de tres a seis horas después de ese fin. La masa en el tanque se calienta hasta 14 °C por encima de la ambiental, lo que desplaza el plazo. Un reloj solo no basta, pues, y es precisamente este riesgo de manejo el que la máquina suprime.

Las referencias

• Mucílago, variedad Colombia14,85 % del peso del fruto fresco, frente a 43,58 % de la pulpa
• Mucílago retirado, caudales de agua y de café correctosmás de 98 %
• Agua, lavado en tanque con agitación manual4,17 L por kg de café pergamino seco
• Agua, lavado en tanque con bomba sumergida de 2 CV6,0 L por kg de café pergamino seco
• Agua, módulo Becolsub0,7 a 1,0 L por kg de café pergamino seco
• Agua, Ecomill 1 500 y 3 0000,4 y 0,5 L por kg de café pergamino seco
• Potencia específica6,22 W.h/kg para Becolsub 2 500, 1,00 en tanque con bomba, 0,58 para Ecomill 3 000
• Despulpado en seco solo72 % de la contaminación evitada
• Mezcla de aguas y pulpa60 a 65 % del volumen añadido retenido, más de 50 % de las mieles, 90 a 91 % de la contaminación controlada
• Fin de la fermentación natural15,0 h sin clasificación, 16,3 h con clasificación
• Defecto fermentadode tres a seis horas después del fin de la fermentación
• Secado10 a 12 % de humedad en base húmeda, aire a menos de 50 °C en promedio
• Espera tolerable antes del secadocatorce horas como máximo, sin agua, con enjuague
• Comparaciones de taza Cenicafé 1995-199656 a favor del mecánico, 40 nulas, 31 a favor de la fermentación
• Parque colombiano en 2011unas 15 000 unidades, cerca de la mitad de la producción nacional