Physical characterization of coffee after roasting and grinding

Abstract

A escoabilidade é uma importante característica do manuseio para a eficiência e a confiabilidade das operações pós-colheita, sendo regida pelas propriedades físicas do produto. A determinação das propriedades físicas é um importante fator na formulação de projetos de maquinários e dimensionamento de operações pós-colheita, podendo impactar consideravelmente na qualidade do produto, influenciando diretamente o custo da operação e o lucro da empresa. Assim, objetivou-se avaliar e determinar as propriedades físicas: ângulo de repouso, massa específica unitária e aparente, porosidade e as coordenadas de cor, análise da granulometria, teor de água, atividade de água, ângulo de atrito interno e efetivo ângulo de atrito interno do café, bem como avaliar a influência de diferentes níveis de torra e granulometria sobre essas propriedades. Foram utilizados grãos de café cru (Coffea canephora e Coffea arabica), descascados e secos, e torrados em dois níveis: média clara (SCAA#65) e moderadamente escura (SCAA#45). Após a torrefação, os grãos foram moídos em três granulometrias: fina (0,59 mm), média (0,84 mm) e grossa (1,19 mm), segundo normas de classificação da ABIC, além de mantido o lote de café inteiro. A granulometria e o nível de torrefação afetaram significativamente as propriedades físicas do café. As amostras de café torradas ao nível moderadamente escuro obtiveram menores valores de teor de água, atividade de água, ângulo de repouso, massa específica unitária e aparente. Já os cafés de granulometria mais fina apresentaram aumento de ângulo de atrito interno e efetivo ângulo de atrito interno, ângulo de repouso, massa específica unitária e aparente, porosidade e decréscimo de atividade de água.

Flowability is an important characteristic of handling process for efficiency and reliability purpose of post-harvest operations, which are governed by the physical properties of the product. Physical properties determination is an important factor for formulation of machinery projects and sizing of post-harvest operations, which may impact considerably on the products quality, influencing directly the operation cost and company profit. Thus, the objective of this work was to evaluate and determinate some physical properties (repose angle, unit and bulk density, porosity and color coordinates, particle size, moisture content, water activity, angle of internal friction and effective angle of internal friction) of coffee, such as to evaluate the influence of different roast and grinding degrees over these properties. Crude grain coffee (Coffea canephora and Coffea arabica), dehulled and dried were used. These were roasted at two levels: medium light and medium-dark brown, which Agtron numbers are, respectively, SCAA#65 and SCAA#45. After roasting process, grains were grinded at three particle sizes (thin, medium and thick). Both particle size and roast degree significantly affected physical properties of coffee. Coffee samples roasted at medium dark level obtained lower values of moisture content, water activity, repose angle, bulk and real density. Coffee samples grinded at level thin presented an increase of angle of internal friction and effective angle of internal friction, repose angle, bulk and real density, porosity and decrease of water activity values.