Analysis of temperature control effect in fluidized bed coffee roaster

Análisis del efecto del control de la temperatura en una tostadora de café de lecho fluido

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Resumen (en)

One of the main sources of economic income in Colombia's agricultural sector is the marketing of coffee with a high contribution to the country's economy. However, trends in coffee industry 4.0 show that the coffee roasting process is where more value aggregation is presented and at the same time is one of the most complex because multiple factors are involved such as grain moisture, volume, variety and heat and mass transfer variables. The main objective of this work was to design and implement a fluidized bed system for the study of the effect of temperature control on the physical properties of roasted coffee from Cauca-Colombia. The development of the work was addressed in 4 sequential phases: CAD design, Digital manufacture, temperature control design and the systems analysis. The proposed fluid bed system features a control system for the RoR (rate of rise) that can be adjusted between 3 to 20°C/min, and provide a prediction in the events of the standard roasting profile (Turning Point, Yellow, First Crack, Development time, Second Crack, Drop).

Resumen (es)

Una de las principales fuentes de ingresos en el sector agropecuario de Colombia es la comercialización del café con un alto aporte a la economía del país. Sin embargo, las tendencias de la industria 4.0 del café muestran que el proceso del tostado es donde más agregación de valor existe, pero es uno de los más complejos. Aquí, intervienen factores variables como por ejemplo la humedad del grano, el volumen, la variedad, y las relacionadas con transferencia de calor y masa. El objetivo principal de este trabajo fue desarrollar un sistema de lecho fluido para el estudio del efecto del control de temperatura sobre las propiedades físicas del café tostado del Cauca-Colombia. El trabajo se abordó en 4 fases secuenciales. Diseño CAD, Fabricación digital, Control de temperatura y el análisis del sistema. El tostador integra un sistema de control para el RoR (rate of rise) que puede ser ajustado entre 3 a 20 °C/min, y proporciona un seguimiento a los eventos de la curva de tostado (retorno, amarillamiento, primer Crack, desarrollo, Segundo Crack, descarga).