Sistemas de lógica difusa en el proceso de secado de café en lecho fluidizado

Fuzzy logic systems applied to fluidise bed coffee drying

En el presente trabajo de investigación se experimenta con un sistema de secado de granos en lecho fluidizado. Se utiliza un prototipo en el cual se seca café utilizando varias temperaturas del aire de secado (López, 2002). Los resultados obtenidos muestran que el tiempo de secado varía entre 6 a 8 horas, el contenido de humedad final del grano presenta uniformidad y en prueba de tasa se obtiene un producto con características organolépticas de buena calidad. Como complemento a lo anterior y teniendo en cuenta el grado de incertidumbre de dicho proceso, median- te sistemas de lógica difusa se plantean en forma preliminar algunas posibles estrategias de control y automatización que presenta el proceso de secado de café en lecho fluidizado, relacionadas con: establecer el punto de fluidización de los granos húmedos, control de la velocidad superficial del aire, y usar al inicio del proceso de secado una temperatura de aire mayor de 50°C .

Introducción

El café es uno de los productos agrícolas que más genera divisas al país. La producción colombiana asciende a más de 700.000 toneladas de café pergamino seco al año; por lo tanto cualquier investigación que se realice para mejorar la producción o su procesamiento es de gran importancia para el sector y la economía del país.

El grano una vez alcanza su madurez se debe cosechar y beneficiar inmediatamente. Una de las operaciones más importantes es el secado, que consiste en eliminar parte del agua del grano, desde 55% b.h de contenido de humedad inicial hasta un 10 a 12% b.h de contenido de humedad final (Cenicafé, 1999).

En la mayoría de las fincas cafeteras se seca el café en forma natural, o en forma artificial dependiendo del área cultivada y de la capacidad económica del productor.

El secado natural del café se efectúa mediante la energía solar y la del viento, mientras que en el secado artificial o mecánico se utiliza aire forzado, el cual es calentado mediante algún sistema de intercambio de calor para luego entrar en contacto con el lecho estático de granos de café húmedos. Los equipos frecuentemente utilizados son secadores de tipo silo normalmente con dos o más compartimientos, lo cual permite hacer la inversión del flujo de aire dos o más veces durante el proceso; esta operación tarda entre 20 y 25 horas y en general se presenta desuniformidad en el contenido de humedad final del grano (Cenicafé, 1999).

El secado de café en lecho fluidizado se presenta como una alternativa para obtener café con un contenido de humedad final uniforme y reducir el tiempo de secado (Finzer,1994; Hemati, 1998).

Pensando en la eficiencia de dicho proceso y en la calidad del producto final se hace necesario controlar ciertas variables tales como: la altura alcanzada por los granos fluidizados, la temperatura inicial del aire de secado, la velocidad superficial del aire, etc.