A desmucilagem mecânica

Onde se pratica

A Colômbia é seu foco. A Cenicafé, o centro de pesquisa da Federação Nacional dos Cafeicultores, desenvolveu ali o desmucilador DESLIM e o módulo Becolsub. A sigla se lê Beneficio ECOLógico con manejo de SUBproductos, ou seja, beneficiamento ecológico com gestão dos subprodutos. O nome já diz o essencial: a máquina só vale quando acoplada ao tratamento da polpa e das águas. A Cenicafé data o lançamento da tecnologia de 1995.

Em 2011, a Cenicafé conta cerca de 15.000 unidades de todas as capacidades em serviço no país. Perto da metade da produção nacional passa então por essa via, ou seja, mais de 80 % de adoção entre os usuários potenciais. A mesma publicação indica que a tecnologia foi exportada para a América, a Ásia e a África. Em 2013, a Cenicafé observa que ela é usada na Colômbia e em outros países produtores de suaves lavados.

O Brasil a emprega com as máquinas Pinhalense, para o pulped natural (cereja descascado) e para os honey. O ancestral do gênero, a aquapulpa, era uma máquina concebida para o canephora, construída até os anos 1980 por vários fabricantes. Essa última filiação repousa numa única fonte, e o campo sombra explica por que ela continua frágil.

O princípio

A mucilagem é a camada de massa doce colada ao pergaminho, o envoltório que cerca o grão. Na variedade Colombia, a Cenicafé a estima em 14,85 % do peso do fruto fresco, contra 43,58 % para a polpa. Ela contém, em ordem decrescente de massa:

• água;
• açúcares totais e açúcares redutores;
• fibras e pectinas, as cadeias que a mantêm em gel;
• proteínas, lipídios e cinzas.

A via úmida clássica a degrada no local. Bactérias, leveduras e enzimas transformam as pectinas e os açúcares em álcoois e ácidos carboxílicos. A degradação é lenta e mensurável. Puerta acompanhou essa cinética à temperatura ambiente: em vinte horas, 15,9 % dos açúcares redutores iniciais estão fermentados e 20 % dos açúcares totais degradados. A lavagem leva depois tudo embora.

A desmucilagem mecânica não degrada nada, ela arranca. A mucilagem é fortemente pseudoplástica, isto é, sua viscosidade cai quando é cisalhada com mais força. Oliveros e Gunasekaran atribuem esse comportamento a duas causas conjuntas. A estrutura do gel se destrói sob as forças de tensão e de cisalhamento. As partículas também tendem a se alinhar na direção principal do escoamento. Um rotor agita a suspensão formada pela mucilagem, a água adicionada e os resíduos de polpa. As tensões de cisalhamento e os choques entre grãos soltam a camada em poucos segundos.

Duas consequências contam mais que o mecanismo. A pectina deixa o grão inteira, sob a forma de mel concentrado, e não sob a forma de ácidos de fermentação. Nenhuma das reações do tanque acontece.

O passo a passo

• Colheita somente de cerejas maduras. A partir de 2,5 % de cerejas verdes no lote, pelo menos 30 % das xícaras são rejeitadas, qualquer que seja o processo de remoção da mucilagem. A cereja verde não é despolpada por completo e, na secagem, dá grão avinagrado (vinagre, em espanhol) e preto. Os ensaios da Cenicafé partem de uma matéria-prima mantida abaixo de 5 % de frutos atacados pela broca, abaixo de 2 % de imaturos e abaixo de 2 % de frutos secos.

• Separação dos boias na fase de cereja, antes da despolpa. A Cenicafé usa um tanque sifão ou um separador hidráulico com tremonha e parafuso sem fim. A operação retira os frutos secos, chochos e atacados pela broca, bem como as impurezas leves e pesadas. Fazê-la antes evita que esses frutos entrem no circuito e carreguem as águas.

• Despolpa sem água, em até seis horas após o recebimento. Duas razões se somam. O defeito fermentado (fermento, em espanhol) se instala antes mesmo do desmucilador. A viscosidade aparente da mucilagem também aumenta com o intervalo entre a colheita e o processamento. Os autores atribuem esse aumento à concentração dos taninos. A máquina passa então a trabalhar uma matéria mais tenaz. A despolpa a seco, sozinha, evita 72 % da poluição do processo.

• Peneira depois do despolpador (zaranda, em espanhol). É uma grade circular de barras, com abertura de 7 a 8 mm, que retira os frutos não despolpados e os pedaços de polpa. A Cenicafé a instala em seus próprios ensaios.

• O manual de 1999 recomenda aprofundar em 1 mm os canais do pechero, a placa contra a qual a cereja é pressionada no despolpador. Os grãos circulam com mais liberdade e o dano mecânico diminui. A peneira descrita no ponto anterior mostra que a Cenicafé prefere em seguida afastar os frutos não despolpados em vez de confiá-los ao desmucilador.

• Alimentação do desmucilador a seco, por parafuso sem fim. A Cenicafé desenvolveu um despolpador com dosador volumétrico de parafuso para garantir uma vazão de frutos na faixa desejada. Poucos cafeicultores o utilizam, o que explica a frequência das calibragens ruins.

• Passagem pela câmara. O DESLIM é um desmucilador de fluxo ascendente: o grão sobe, a água desce. A parte baixa da câmara desmucilagina, a parte alta enxágua.

• Vazão de água recomendada por módulo, expressa segundo a capacidade em café cereja. A Cenicafé dá faixas, não valores únicos, porque a vazão deve acompanhar o fluxo real de café:

• módulo 300: 0,70 a 1,00 L/min;
• módulo 600: 1,40 a 2,00 L/min;
• módulo 1.000 ou 1.200: 2,80 a 4,00 L/min;
• módulo 2.500: 5,60 a 8,00 L/min.

• Calibragem pela vazão de café, cronometrando o enchimento de um recipiente. A Cenicafé pede que a calibragem seja verificada toda semana. A razão é concreta: o tamanho dos frutos varia com a idade da parcela, a variedade e o manejo agronômico, e portanto a vazão varia.

• Secagem imediata até 10 a 12 % de umidade em base úmida. A Cenicafé seca em silo de camada estática, com temperatura média do ar inferior a 50 °C. O café sai da máquina já lavado e pode ir direto ao secador.

• Se a secagem não puder começar logo, manter o café no tanque sem água, quatorze horas no máximo, e depois enxaguá-lo com água limpa antes da secagem. Nunca imergi-lo. O campo xícara dá os números que fundamentam essa regra.

• Mistura das águas de mucilagem com a polpa num parafuso sem fim, depois fossa de compostagem. Essa mistura retém 60 a 65 % do volume de água adicionado e mais de 50 % dos méis. É ela, e não a máquina, que leva o controle da poluição a 90 ou 91 %.

O que isso dá na xícara

Como a Cenicafé pontua. A escala é publicada desde 1996. As notas de 9 a 7 valem qualidade superior, de 6 a 4 qualidade tolerável, de 3 a 1 qualidade inferior. Conhecer essa escala muda a leitura dos resultados que seguem.

O que é medido. A Cenicafé comparou as duas vias nas colheitas de 1995 e 1996, com os painéis da Cenicafé, da fábrica de liofilizado de Chinchiná e da Almacafé em Bogotá. O ensaio reúne 77 comparações de qualidade da bebida e 127 comparações atributo por atributo. Dessas 127, 56 resultados são favoráveis ao processo mecânico, 40 não mostram nenhuma diferença e 31 são favoráveis à fermentação. O painel da Cenicafé julgou o DESLIM superior durante a colheita principal, de agosto a dezembro de 1995. De janeiro a junho de 1996, em período de colheita fraca, as duas vias deram xícaras com nota 6 na maioria. É o topo da faixa tolerável, logo abaixo do limite do superior. Essa conclusão vem do organismo que concebeu a máquina, e os três painéis pertencem à mesma Federação.

Puerta (2000) fez passar 62 tratamentos pelas duas vias, misturando cerejas maduras e verdes. A rejeição média na xícara, todas as misturas somadas, é de 49,5 % na fermentação natural contra 45,7 % na desmucilagem mecânica. O corpo permaneceu bom até 2 % de verde no mecânico, contra 1 % na fermentação. O amargor se degradou mais na fermentação. Os aromas não se distinguiam entre as duas vias com o mesmo teor de verde. Nenhum dos dois processos compensa uma colheita mal feita.

O que a espera antes da secagem custa. A Cenicafé comparou três condutas depois de um DESLIM corretamente calibrado. A secagem imediata dá 100 % de xícaras com nota acima de 5. O café deixado sem água de doze a quatorze horas dá 95 %. O café imerso pelo mesmo tempo dá apenas 75 %. Nenhuma xícara do ensaio apresentava o defeito fermentado nem o defeito sujo (sucio, em espanhol), e o rendimento no descascamento (trilla, em espanhol) permaneceu estatisticamente idêntico nos três casos. A perda se joga, portanto, na nota global, e não em um defeito franco.

Um ponto de comparação recente. Na finca Las Brisas, lotes fermentados por treze horas e depois lavados mecanicamente no Ecomill ultrapassaram 77,0 na escala SCAA, alguns 80,0. O resultado diz respeito a uma lavagem mecânica depois da fermentação, e não a uma desmucilagem a cru: não se transpõe tal qual.

O que é alegado sem ensaio publicado. Circulam duas afirmações opostas: que a máquina limpa a xícara e que ela amputa a complexidade. Não encontrei nenhum ensaio às cegas, conduzido por um painel independente do setor colombiano, que isole o efeito do processo sobre a acidez e a complexidade de um lote especial. Um guia profissional descreve um resultado mais limpo e às vezes menos complexo: é uma observação de ofício, não uma medição.

O que diz o mercado. Em 2013, a Cenicafé apresentou o Ecomill. Esse sistema lava mecanicamente um café cuja mucilagem foi antes degradada, por fermentação natural de 14 a 20 horas ou por enzimas pectinolíticas. O Avance Técnico que o descreve dá três motivos, e é preciso citar os três:

• os cafeicultores colombianos que trabalham com fermentação natural;
• os compradores estrangeiros que exigem café processado por fermentação natural;
• o decreto 3930 de 2010, que limita fortemente os descartes pontuais autorizados.

O motivo regulatório pesa, portanto, tanto quanto a demanda dos compradores, e uma leitura que retivesse apenas a segunda seria tendenciosa. Resta que o organismo que promoveu a remoção mecânica concebeu em seguida uma máquina para quem não a quer. Esse fato não diz nada sobre a xícara, diz o que o mercado e a lei pedem. Além disso, certos mercados e certos contratos distinguem o fully washed do lavado obtido por remoção mecânica.

Duas precisões de vocabulário. A palavra anaeróbico não se aplica aqui: não há tanque fechado nem meio pobre em oxigênio, apenas alguns segundos de passagem por uma máquina aberta. E a máquina pode ser regulada para retirar apenas uma parte da mucilagem, o que produz industrialmente os honeys amarelos e vermelhos no Brasil. Essas cores não são normatizadas por nenhum organismo, e dois produtores não chamam de red honey a mesma coisa.

O que dá errado

• Grão pelado. Alimentar a máquina de menos aumenta o tempo de permanência do grão na câmara, o que aumenta a tensão sofrida e arranca o pergaminho. O manual do módulo diz isso em uma frase: menos café no DESLIM é um aumento do descascamento do grão. O defeito se vê no café em pergaminho (pergamino, em espanhol) e reaparece no verde.

• Vestígios de mucilagem. Uma vazão de café alta demais encurta o tempo de permanência abaixo do valor recomendado, e a camada não é retirada por inteiro. A Cenicafé nomeia as duas consequências: o café em pergaminho manchado e o defeito fermentado na xícara. Secar por cima descolore o pergaminho, retarda a secagem e dá também o defeito sujo.

• Nem todos os desmuciladores se equivalem. Um aparelho de rotor de barras retira, na melhor das hipóteses, cerca de 80 % da mucilagem, contra mais de 98 % para um DESLIM. Ele não permite, portanto, a secagem imediata e impõe várias horas de tanque, depois duas lavagens. Seu consumo específico é de 2,8 L por kg de café pergaminho seco. Mecânico não quer dizer sem fermentação: depende do rotor. O limite de 98 % supõe, aliás, um módulo equipado com agitadores do tipo Colmecano.

• Defeitos nomeados que daí decorrem, por gravidade crescente. O setor colombiano os chama assim:

• agrio, o azedo;
• fruta, o frutado excessivo que passa do ponto;
• cebolla, a cebola;
• rancio, o rançoso;
• stinker, o fétido, o último estágio.

• Atraso na secagem. O ensaio da Cenicafé quantifica a perda: depois de quatorze horas de espera, e sobretudo debaixo d'água, a nota global cai. A imersão também degrada o balanço ambiental. Ela produz 8 % a mais de sólidos totais do que o armazenamento a seco e uma demanda química de oxigênio cerca de 10 % maior. Esperar custa, portanto, duas vezes, na xícara e na carga poluente.

• Poluição aumentada. Três condições fazem o balanço virar: uma máquina mal concebida, uma vazão acima de 1,0 L de água por kg de café pergaminho seco, uma polpa e resíduos não geridos. O mecanismo é explícito na Cenicafé. Acima dessa vazão, a polpa deixa de reter os méis e acaba sendo lavada por sua vez. A poluição passa então a superar a de um processamento clássico bem conduzido. A máquina sozinha não é um ganho ambiental.

• Custo em energia, raramente citado. A Cenicafé compara a potência específica das vias de lavagem. O módulo Becolsub 2.500 consome 6,22 W.h por kg de café lavado. A lavagem em tanque com bomba submersa consome 1,00, e o Ecomill 3.000 apenas 0,58. A desmucilagem mecânica é, portanto, nessa tabela, a via que mais gasta energia por quilograma lavado. Ela troca água por eletricidade, e essa troca merece ser dita.

• Dano mecânico. Permanece baixo quando a máquina está calibrada. Os lavadores Ecomill derivados do DESLIM medem de 0,10 a 0,56 % em ensaio e 0,26 % em média em exploração comercial. Em semente, a passagem pelo desmucilador custa cerca de 1,1 % de germinação.

• O que este processo não arrisca. A sobrefermentação pertence à outra via, e é o principal argumento do processo mecânico. O argumento é sólido, mas o limite não é uma duração fixa. A Cenicafé situa o fim da fermentação em 15,0 horas em média sem classificação prévia e 16,3 horas com classificação. O defeito fermentado aparece de três a seis horas depois desse fim. A massa no tanque se aquece até 14 °C acima do ambiente, o que desloca o prazo. Um relógio sozinho não basta, portanto, e é justamente esse risco de condução que a máquina suprime.

Os pontos de referência

• Mucilagem, variedade Colombia14,85 % do peso do fruto fresco, contra 43,58 % para a polpa
• Mucilagem retirada, vazões de água e de café corretasmais de 98 %
• Água, lavagem em tanque com agitação manual4,17 L por kg de café pergaminho seco
• Água, lavagem em tanque com bomba submersa de 2 cv6,0 L por kg de café pergaminho seco
• Água, módulo Becolsub0,7 a 1,0 L por kg de café pergaminho seco
• Água, Ecomill 1.500 e 3.0000,4 e 0,5 L por kg de café pergaminho seco
• Potência específica6,22 W.h/kg para Becolsub 2.500, 1,00 em tanque com bomba, 0,58 para Ecomill 3.000
• Despolpa a seco apenas72 % da poluição evitada
• Mistura de águas e polpa60 a 65 % do volume adicionado retido, mais de 50 % dos méis, 90 a 91 % da poluição controlada
• Fim da fermentação natural15,0 h sem classificação, 16,3 h com classificação
• Defeito fermentadotrês a seis horas depois do fim da fermentação
• Secagem10 a 12 % de umidade em base úmida, ar abaixo de 50 °C em média
• Espera tolerável antes da secagemquatorze horas no máximo, sem água, com enxágue
• Comparações de xícara Cenicafé 1995-199656 para o mecânico, 40 nulas, 31 para a fermentação
• Parque colombiano em 2011cerca de 15.000 unidades, perto da metade da produção nacional