BR112014019242B1

BR112014019242B1 - sistema modular para despolpagem, degradação de mucilagem e lavagem de café e processo para o beneficiamento do café úmido

Info

Publication number: BR112014019242B1
Application number: BR112014019242A
Authority: BR
Inventors: E Peñuela M Aída; E Oliveros T Carlos; A Ramírez G Cesar; Rodrigo Sanz Uribe Juan; J Ramos G Paula
Original assignee: Federacion Nac De Cafeteros De Colombia
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2013-02-03
Publication date: 2020-04-07
Also published as: PE20142255A1; PE20142254A1; MX361675B; PE20142414A1; MX2014009341A; NI201400085A; CN104254257B; GT201400171A; WO2013114341A3; CR20140407A; CO6730164A1; CN104254257A; BR112014019242A8; WO2013114341A2; BR112014019242A2

Abstract

sistema modular para processamento de café úmido sem poluição de efluentes. a presente invenção revela uma máquina lavadora de café em que a mucilagem tenha sido previamente degradada através de fermentação natural ou através da adição de enzimas pectinolíticas, em que o processo de degradação minimiza o impacto ambiental do café, juntamente com o processo de lavagem. o método revelado na presente invenção compreende: i) despolpagem de cerejas de café; ii) transporte do café para um sistema de seleção a fim de remover cerejas não despolpadas e grande maioria da polpa; iii) transporte de cerejas despolpadas para um tanque, iv) armazenagem das cerejas despolpadas em tanques, permitindo a degradação da mucilagem ou através de fermentação natural ou através da utilização de enzimas pectinolíticas; v) transporte do café do tanque de fermentação para a lavadora mecânica; vi) remoção da mucilagem degradada, permitindo ao café lavado estar pronto para iniciar a fase de secagem.

Description

“SISTEMA MODULAR PARA DESPOLPAGEM, DEGRADAÇÃO DE MUCILAGEM E LAVAGEM DE CAFÉ E PROCESSO PARA O BENEFICIAMENTO DO CAFÉ ÚMIDO”

1. Campo da invenção [0001] O campo geral do invento engloba a tecnologia de realizar o beneficiamento de café úmido sem poluir fontes de água. Particularmente, o presente invento refere-se a uma máquina e a um processo de lavagem de café, sem prévia degradação da mucilagem, através de fermentação natural ou através de enzimas pectinolíticas, com os quais 100% da poluição de água gerada através do beneficiamento de café úmido é controlada, desta forma reduzindo completamente o impacto de águas residuais de açúcar hidrolisado no meio ambiente.

2. Descrição da técnica [0002] Durante o beneficiamento de café úmido, são removidas duas estruturas que cobrem o grão, a pele do fruto (ou epicarpo) e a mucilagem (ou mesocarpo). A fim de remover a mucilagem do café, é utilizada fermentação natural e lavagem, ou dispositivos mecânicos. Quando é utilizada fermentação natural, o café é deixado em tanques durante 16 a 20 horas a fim de permitir a degradação da mucilagem através da atividade de micro-organismos e enzimas encontradas nos grãos. A mucilagem degradada é então removida utilizando-se diferentes mecanismos que empregam consumo específico de água, que varia de 4,2 L / quilo a mais de 20 L / quilo de café seco beneficiado (csp, na sigla em espanhol). A fim de reduzir a carga de poluente de águas residuais de açúcar hidrolisado no processo, tem sido desenvolvida tecnologia de tratamento das águas residuais no beneficiamento de café, a qual permite remoção de 75% a 90% da carga orgânica presente. Os efluentes resultantes, devem, no entanto, ser tratados, uma vez que eles apresentam cargas próximas, em média, de 2.000 ppm de Demanda Química de Oxigênio (DQO), dependendo da tecnologia e do consumo específico de água utilizado.

[0003] Existem diversos tipos de dispositivos do estado da técnica utilizados para remover a mucilagem de café utilizando máquinas chamadas de desmuciladores. A

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2/14 patente colombiana n° 25860 (Ardila), propõe um esquema de desmucilagem e lavagem de café, conforme mostrado na Fig. 1A, que é composto de um rotor com barras soldadas a um eixo (Fig. 1B), que giram verticalmente dentro de um espaço de armazenamento com hastes que têm uma seção transversal quadrada (Fig. 1C). Em direção à parte inferior, o rotor tem uma hélice soldada em si, a fim de forçar o escoamento do grão através do espaço aberto entre a carcaça e o rotor. A mucilagem é removida à medida que gira dentro da máquina e é, posteriormente, expelida através do espaço aberto entre as hastes da carcaça. É fornecida água ao eixo do rotor, por meio de uma bomba. Esta máquina tem um consumo específico de água de 1,83 L por quilograma de café seco, excedendo àqueles vistos nas máquinas DESLIMS do Cenicafe (Centro Nacional de Pesquisa do Café, Chinchina, Caldas, Colômbia), que variam entre 0,7 e 1,0 L por quilograma de café seco. Observa-se também que a eficácia de remoção da mucilagem no documento 25860 variou entre 80 e 82%.

[0004] A patente intitulada “Dispositivo e Processo para Processamento Ecológico de Café e Subproduto”, concedida no Peru em março de 2001 (carta patente N° 000610-1996/OIN), no Brasil concedida em março de 2006 (carta patente N° PI 9604088 2), na Guatemala concedida em agosto de 2007 (carta patente N° PI19960089) e no México concedida em março de 2007 (carta patente N° PA/a/1996/003756), que revela uma tecnologia que combina despolpagem de café, desmucilagem mecânica e mistura da polpa e mucilagem, evita a possível poluição de mais de 90% de fornecimento de água sem afetar a qualidade intrínseca do produto. A patente mencionada reivindica um dispositivo mecânico para desmucilagem (DESmuclaginar, em espanhol), lavagem e limpeza (LIMpiar, em espanhol) de café utilizando fluxo ascendente , chamado DESLIM (acrônimo em espanhol).

[0005] Outro processo tecnológico desenvolvido no Cenicafe, chamado DECOLSUB (Beneficiamento ecológico de café úmido e gestão de subproduto) remove mecanicamente a mucilagem em um desmucilador DESLIM, sem a necessidade de fermentação natural, com um consumo específico de água de 0,7 a

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1,0 L por quilograma de café seco beneficiado. A água residual resultante do café é misturada com a polpa, deste modo controlando mais de 90% da poluição gerada no processo. Os lixiviados gerados podem ser misturados com a polpa decomposta permitindo o controle de mais de 95% da poluição. Apesar das vantagens técnicas e ambientais obtidas através do processo DECOLSUB, para a remoção mecânica de mucilagem e manejo do subproduto (polpa e água residual), devido a problemas de manejo (escoamento da água e grãos impróprios), o elevado volume de lixiviados é frequentemente visto como tendo alto impacto ambiental.

[0006] Outro processo, desenvolvido por Fukunaga (1957), revelou um desmucilador de grão de café por escoamento vertical ascendente, Fig. 2A, que compreende um agitador feito de hastes de aço de 6,35 mm de diâmetro colocado no meio de um cilindro de 15 cm de diâmetro. A fim de aumentar a agitação do grão e a fim de produzir fluxo ascendente, Fukunaga soldou hastes de aço de 9,5 mm de diâmetro na superfície externa do agitador. A velocidade do rotor era de 860 rpm e a potência específica e consumo de água eram de 0,00244 kWh por quilograma de café despolpado e 0,42 L por quilograma de café despolpado, respectivamente. O dispositivo compreende duas câmaras: na primeira câmara, de 15 cm de diâmetro, os grãos são submetidos a elevada resistência ao cisalhamento e fluxo vertical contínuo, desta forma esperando-se um elevado percentual de desmucilagem. O agitador (ou dispositivo de impacto, de acordo com Fukunaga, 1957) pode girar a velocidades relativamente elevadas (1.200 rpm) sem um aumento significativo no consumo de energia, devido a seu diâmetro reduzido. Os grãos de café que saem dessa primeira câmara entram em uma segunda câmara onde há outro agitador que gira a uma velocidade menor (1.000 rpm). De acordo com o inventor, o café deve ser lavado em uma etapa posterior, dentro do beneficiamento do café.

Processos utilizados em fazendas de café para lavagem de mucilagem degradada: [0007] Uma vez que o café, num processo de fermentação natural ou processo de aplicação de enzimas, esteja pronto para iniciar uma fase de lavagem (na prática, 95% da mucilagem foi degradada), deve ser removido assim que possível utilizando água limpa. Com a finalidade de contrastar a tecnologia imediata para a qual uma

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4/14 patente se destina, são descritos abaixo processos de lavagem suave cunhados na Colômbia e outras nações produtoras de café.

[0008] Tanque de lavagem por agitação manual. O consumo de água menos específico (4,17 L por quilograma de café seco beneficiado) é obtido utilizando-se um tanque com bordas arredondadas e uma palete. São utilizados quatro enxagues, cobrindo completamente a massa com água limpa em cada enxague. Se essa água residual for adequadamente eliminada e não for utilizada água ao se despolpar o café, até 85% da possível poluição é controlada. No Cenicafe, foram documentados um rendimento de 270 hg / h e uma carga de poluente de 25.946 ppm de DQO / quilo de café seco.

[0009] Estação de lavagem. Um dispositivo utilizado para lavar, limpar e selecionar café (Roa et al., 1999) com o uso de uma palete de agitação e comportas. A água usada geralmente não recircula e o consumo específico de água é alto (> 20 L por quilo de café seco beneficiado). Utilizando-se um canal de lavagem, é lavada e selecionada uma média de 1.500 quilos de café / h, utilizando entre 20 a 25 m3 de água limpa (de 28 a 35 L por quilo de café seco beneficiado), com uma carga de 3.940 ppm de DQO por quilo de café seco.

[0010] Tanque de lavagem com bomba submersível. É utilizada uma bomba submersível para lavar café através da passagem do referido café de um tanque para outro quatro vezes, com uma razão café / água de 2 / 3 em massa, recirculação de água empregada no terceiro enxágue e uma taxa de 5.000 quilos de café e mistura de água / h. É estimado um consumo específico de 9 L por quilo de café seco beneficiado e carga de poluente de 12.692 ppm de DQO por quilo de café seco.

[0011] Estação de lavagem semissubmersível. Dispositivo hidromecânico em que o café é transportado através de uma estação por meio de uma bomba submersível; os grãos de maior densidade assentam-se nas primeiras sessões e são separados em uma tremonha, enquanto os grãos de menor densidade são arrastados pelo fluxo de água e descarregados em um segundo tanque. Todos os “boia” e a maior parte da polpa são removidos da estação semissubmersível.

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Através do uso dessas bombas submersíveis, é processado até 7.000 quilos de café seco beneficiado por hora, com um consumo de água de 6,4 L por quilo de café seco beneficiado, sem recirculação, e uma carga de 17.505 ppm de DQO por quilo de café seco.

[0012] Ejetor tipo Venturi. Um dispositivo hidráulico, em que a fase de lavagem é realizada por meio de atrito através de alimentação de café com mucilagem degradada para dentro de uma tubulação utilizando um ejetor tipo Venturi, e também durante seu posterior transporte. Os ejetores hidráulicos funcionam a pressões que variam de 2,5 a 4,0 atm, obtidas através de bombas ou diferença de carga hidráulica. O funcionamento é recomendado com uma razão de mistura mucilagem degradada de café / água de 2 / 5 v / v. Os requisitos de potência da bomba são altos e, por conseguinte, também perderam popularidade.

[0013] Lavadoras mecânicas de eixo horizontal. Essas consistem basicamente em um cilindro em que gira um eixo central, tendo o referido eixo paletes que garantem a agitação e o movimento da massa de café e da mistura água / mucilagem para a frente, até a descarga, e ao mesmo tempo realização da fase de lavagem. Normalmente o eixo central gira a 40 rpm e a força necessária para movimentar esse eixo é de 1,5 kW, quando o cilindro tem 1,80 metros de altura e 0,40 metros de diâmetro. Sua capacidade é estimada em 1.500 quilos de café com mucilagem degradada / hora e um consumo de 0,3 litros de água por quilograma de café com mucilagem fermentada.

[0014] Lavadoras mecânicas de eixo vertical. Essas consistem em um tanque circular localizado verticalmente e em uma armação de paletes localizada no centro dele. O café fermentado é sacudido nesse dispositivo até limpar, permitindo que a água utilizada saia continuamente do dispositivo através de transbordamento e através de aberturas localizadas na parte inferior. A ação mecânica de separação da mucilagem é enérgica ao funcionar com pouca água e muito menor com o aumento da razão água / café. A lavadora pode ser inicialmente operacionalizada com pouca água e aumentar o referido fornecimento de água até o fim do processo. O eixo central gira a cerca de 18 rpm e a potência do motor é de 0,75 ou 1,5 kW, conforme

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6/14 a referida operação está sendo realizada, utilizando água em abundância ou não, em um tanque com 0,8 m3 de capacidade.

[0015] Lavadora mecânica Megawasher®, fabricada pela Penagos (Bucaramanga, Colômbia). Compreende um eixo vertical e dispositivo mecânico de fluxo ascendente contínuo para lavagem de café com mucilagem degradada, que apresenta, de acordo com o fabricante, consumo de água específico entre 1,2 e 2,0 L por quilo de café seco beneficiado e requisitos de potência de 4,5 kW para essa operação.

[0016] Outras patentes de lavadoras mecânicas de café. Outros equipamentos disponíveis no estado da técnica não incluem despolpagem ou limpeza de café despolpado. Após pesquisa a banco de dados de patentes, encontrou-se a seguinte informação: a patente americana N° 266.249, concedida em 31 de março de 1928, mostrada na Fig. 2B, revela uma máquina para lavagem de café e outros produtos, compreendendo um rotor que gira no interior de uma carcaça à prova d'água ligeiramente inclinada, cheia de água. O produto é alimentado para o interior da lavadora através da extremidade inferior do equipamento e, à medida que o rotor gira, ascende até ser descarregado no ponto mais elevado, na parte superior da lavadora. Os grãos e a água fluem em direções opostas. O rotor pode ser uma engrenagem sem-fim ou um eixo com paletes soldadas sobre sua superfície, espaçadas em espiral; a carcaça não tem perfurações a fim de separar fluidos (água e mucilagem) do café. Conforme observado na Fig. 2B e na Fig. 3, o dispositivo é tanto fisicamente diferente (externa e internamente) quanto quando em funcionamento, em comparação com a máquina para a qual se busca patente aqui.

3. Sumário da Invenção [0017] A presente invenção revela uma máquina de lavar café em que a mucilagem de café tenha sido previamente degradada por meio de fermentação natural ou através da adição de enzimas pectinolíticas, em que o processo de degradação minimiza o impacto ambiental do café, juntamente com o processo de lavagem. Conforme mencionado na Fig. 3, a máquina aqui descrita compreende: i) um sistema de despolpagem 11, que compreende uma ou mais máquinas de acordo

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7/14 com a capacidade; ii) um sistema de transporte que pode ser uma engrenagem semfim 18 a fim de levar o café despolpado para um dispositivo, para ser selecionado de acordo com o tamanho, que pode ser uma peneira 13, em que uma grande parte da polpa e das cerejas são removidas; iii) um sistema de transporte que pode também ser uma engrenagem sem-fim 14 a fim de levar o café despolpado para os tanques de fermentação cilíndricos; iv) um ou mais tanques cilíndricos 15 com um formato de cone truncado invertido, a fim de permitir a descarga por meio da gravidade e facilitar a posterior lavagem, com substancial redução no volume de água utilizado em comparação com tanques fabricados em alvenaria, tanques feitos de material inerte, tais como aço inoxidável, a fim de depositar café despolpado e todo para degradação da mucilagem por meio de fermentação natural ou através do uso de enzimas; v) uma engrenagem sem-fim 9 que gira a 30 ou 40 rpm a fim de dosificar café com mucilagem degradada a partir dos tanques 15 para a lavadora mecânica 17; vi) uma lavadora mecânica 17 com fluxo vertical ascendente de grãos, compreendendo um rotor com uma série de hastes de agitação juntamente com engrenagens sem-fim (uma localizada na base inferior do rotor e outra localizada na terça parte superior (item 6 da Fig. 5)), que permite redução do tempo de retenção do café no interior da carcaça, e que permite, adicionalmente, manter o movimento rotativo em toda a coluna de grão e, por conseguinte, obter maior eficácia de lavagem e maior rendimento, fazendo melhor uso da energia mecânica empregada, baixo consumo de água específico e baixo dano mecânico ao café. Uma das concretizações preferidas da presente invenção permite lavar o café num intervalo de capacidade entre 500 quilos / hora e 5.000 quilos / hora de café lavado, com eficácia da remoção de mucilagem variando entre 95 e 99%, consumo de água específico entre 0,3 e 0,4 L por quilo de café seco beneficiado, e menos de 0,5% de dano mecânico aos grãos de café, inferior em comparação à pesquisa realizada no Cenicafe utilizando a tecnologia DESLIM (Roa et al., 1999; Mejia et al., 2007).

[0018] A água residual produzida (mucilagem + água adicionada + restos de grãos) a partir da lavagem da presente invenção não se mistura à polpa; numa das concretizações preferidas, pode ser desidratada e posteriormente adicionada à

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8/14 polpa decomposta, utilizando energia solar e secadores tipo túnel projetados através de tecnologia desenvolvida no Cenicafe (Oliveros et al., 2006), bem como secadores mecânicos ou qualquer outro tipo de secador, a fim de evitar a geração de lixiviados, e obter controle sobre 100% da poluição da água gerada no processo.

[0019] O método revelado na presente invenção compreende: i) despolpagem de cerejas de café; ii) transporte do café para um sistema de seleção a fim de remover cerejas não despolpadas e grande maioria da polpa; iii) transporte de cerejas despolpadas para um tanque, iv) armazenagem das cerejas despolpadas em tanques, permitindo a degradação da mucilagem ou através de fermentação natural ou através da utilização de enzimas pectinolíticas; v) transporte do café do tanque de fermentação para a lavadora mecânica; vi) remoção da mucilagem degradada, permitindo ao café lavado estar pronto para iniciar a fase de secagem.

4. Descrição das Figuras [0020] As Fig. 1A, 1B e 1C mostram detalhes de um dispositivo de desmucilagem de café de acordo com o estado da técnica.

[0021] As Fig. 2A e 2B mostram detalhes de um desmucilador e lavadora de café de acordo com o estado da técnica.

[0022] A Fig. 3 mostra um módulo de lavagem de café ecológico utilizando fermentação natural ou a aplicação de enzimas pectinolíticas da presente invenção.

[0023] A Fig. 4 mostra detalhes de uma engrenagem sem-fim alimentadora de café e lavadora mecânica da presente invenção.

[0024] A Fig. 5 mostra detalhes de um rotor da lavadora mecânica e carcaça da presente invenção.

[0025] A Fig. 6 mostra detalhes da comporta deslizante dos tanques de fermentação.

[0026] As Fig. 7A, 7C mostram detalhes dos agitadores e lavadoras.

5. Descrição da invenção [0027] Com referência às figuras 3, 4, 5, 6 e 7, a concretização preferida ilustrada da presente invenção é descrita em detalhes:

Lavadora de café (17)

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9/14 [0028] O dispositivo de lavagem de café pode ser fabricado para beneficiar, em qualquer lugar, entre 500 quilos / hora e 5.000 quilos / hora de café lavado. Os componentes em cada módulo para processar diferentes quantidades de café são os mesmos, variando de acordo com a lavadora (17), tamanho e número de agitadores (2), hélice motriz (7) e hélice intermediária (6), tamanho do rotor (1), conforme indicado na Tabela 1. Os demais componentes em cada módulo, tal como o tanque, a engrenagem sem-fim que alimenta café para a lavadora na vazão necessária, de acordo com o modelo, o número de despolpadores e capacidade das mesmas, têm diferentes dimensionamentos, de acordo com a capacidade de cada um.

Tabela 1. Especificações do rotor dos dispositivos de lavagem de café para diferentes capacidades (quilos de café lavado / hora)

Capac idade	Diâmetr o da carcaça	Altura da carcaça	Agit ador es	Lav ador es	Hélice motriz	Hélice intermediária
Diâmetr o	Altura	Diâmetr o	Altura
quilos / h	mm	mm	N°	N°	mm	mm	mm	mm
500	158- 162	600- 650	21	4	138- 142	129- 135	138- 142	129-135
1.500	231- 216	700- 800	7	4	193- 196	200- 202	193- 196	200-202
3.500	213- 216	1.000- 1.050	11	4	193- 196	200- 202	193- 196	200-202
5.000	213- 216	1.280- 1.320	17	6	193- 196	200- 202	193- 196	200-202

[0029] Com referência à Fig. 5, é mostrado o rotor para o caso específico de

3.500 quilos de café lavado / hora, embora estabeleça as mesmas características e elementos de outros módulos, mas em tamanhos mostrados na Tabela 1. A lavadora 17 compreende um rotor 1 com agitadores 2 e espaçadores 39, que separam os agitadores, ligados rotacionalmente a um eixo de aço com uma seção transversal

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10/14 quadrada. Deve ser entendido por qualquer pessoa normalmente qualificada que um meio de ligação rotativo é qualquer tipo de acoplamento que permite ao eixo girar e movimentar elementos ligados ao mesmo através da ação gerada pela construção de sua seção transversal quadrada. O eixo é operacionalmente ligado a um motor na seção superior de tal maneira que o rotor possa girar. Nas diferentes concretizações da presente invenção, o grupo de agitadores tem um maior comprimento de palhetas, chamadas de limpadores 4, que tem a mesma seção transversal dos agitadores 2, e que permitem manter a superfície interior da carcaça 5 limpa ao girar e, desta forma, evitar obstruções. Com referência à Tabela 1, pode se notar, por exemplo, que para o modelo com capacidade para 3.500 quilos de café / hora, a lavadora 17 tem quatro limpadores 4. O número de limpadores é proporcional à capacidade do módulo, conforme descrito na Tabela 1.

[0030] Com referência à Fig. 7, são mostrados os detalhes do agitador 2, limpador 4 e espaçador 3. Os agitadores 2 (Fig. 7B) têm oito palhetas e têm uma seção transversal retangular, conforme mostrado na seção transversal B-B, tendo as seguintes dimensões: 22 mm x 15 mm x 18 mm, feitos de materiais plásticos ou metálicos. Os espaçadores 3 têm as seguintes dimensões: 27 mm de altura e 99,5 mm de diâmetro, também feitos de materiais plásticos ou metálicos. O eixo de aço com uma seção transversal quadrada tem 32 mm de comprimento. Os limpadores 4 (Fig. 7C) têm a mesma seção transversal que os agitadores e têm 33 mm de comprimento, e estão localizados em direção oposta, a fim de evitar qualquer desequilíbrio do rotor.

[0031] Dando continuidade à Fig. 5, a água necessária para lavar o café é fornecida através de três orifícios de entrada 20 sobre a carcaça, cada um medindo

9,5 mm, localizados a 400 mm, 625 mm e 875 mm (elemento 8 da Fig. 5), a partir da base da carcaça 5.

[0032] O rotor 1 da lavadora 17 tem uma hélice intermediária 6 localizada na seção intermediária do rotor, a 485 mm de altura, com um diâmetro de 195 mm, inclinação de 195 mm e 160 mm de altura, fabricado em aço 14 grau 305 ou 430, a fim de manter o movimento rotacional da massa de café, evitando acúmulo de

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11/14 material, tal como polpa, o que pode obstruir os orifícios da carcaça e afetar a lavagem, e ainda reduzir a potência e reduzir o dano mecânico causado aos grãos. O rotor gira a 870 rpm em torno do centro da carcaça 5, com um diâmetro interno de 215 mm e 1.000 mm de altura, feito de material de chapa de aço 16, grau 305 ou 430, com perfurações de 27 x 3 mm, e uma área perfurada de 40%. A fim de se obter o caudal de água necessário a fim de lavar o café no dispositivo, são utilizadas válvulas 19 comercialmente disponíveis com máximo de 16 L por minuto para o módulo com maior capacidade (5.000 quilos de café lavado / hora).

[0033] O café a ser lavado no dispositivo é alimentado através de um transportador tipo engrenagem sem-fim 9 (mostrado na Fig. 4), com um diâmetro de 150 mm e inclinação de 150 mm, girando entre 25 a 40 rpm, de acordo com a capacidade desejada do dispositivo. O café é alimentado através da seção inferior da carcaça 5, na área em que está localizada a hélice motriz de café 7. A fim de diminuir o dano mecânico causado ao café ao entrar na lavadora mecânica, e conforme observado na Fig. 4, foi projetada uma ligação separadora em forma de T 10, a qual permite que esses se elevem na coluna de 150 mm de diâmetro e 200 mm de altura, evitando assim serem comprimidos pelo transportador tipo engrenagem sem-fim 9.

[0034] Despolpagem, limpeza e fermentação da mucilagem do café. Com referência ao módulo com capacidade de 3.500 quilos de café / hora, sendo uma das concretizações preferidas, é utilizado um sistema de despolpagem ou despolpador 11 com rendimento de 2.000 quilos de cerejas de café / hora suportado sobre uma estrutura metálica 12; deve-se entender, no entanto, que para qualquer concretização, é utilizado um sistema de despolpagem 11 e também uma estrutura metálica 12 que suporta cada um dos componentes da presente invenção. O café despolpado é passado através de uma peneira circular 13 com perfurações oblongas de 8 x 30 mm e uma área perfurada maior do que 30%, a fim de remover a grande maioria de polpa das cerejas de café existentes, ainda não despolpadas. A peneira pode ser circular, com hastes ou chapa laminada usinada, ou, em outras concretizações, pode ser uma peneira oscilante plana. O café despolpado limpo por

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12/14 peneiração 13 é transportado em um elevador 14 para dentro de dois tanques de depósito 15 (ou mais, dependendo da necessidade da fazenda). Os elevadores pode ser compreendidos de uma engrenagem sem-fim e pode ser um elevador de canecas.

[0035] Na concretização preferida, os tanques 15 são fabricados em um formato de cone truncado invertido, com um diâmetro maior do que 1.000 mm, diâmetro inferior de 240 mm e superior de 930 mm, com uma comporta deslizante (21 na Fig. 6) na parte inferior, e a fim de permitir ao café escoar em direção ao alimentador da lavadora mecânica 17. A tremonha tem um formato de cone invertido com mais de 65 graus de inclinação horizontal, feita de aço inoxidável ou material inerte. A comporta 21 é perfurada a fim de permitir a drenagem da água residual (mucilagem + água acrescentada + restos de grãos + restos de polpa de café) durante o estágio de fermentação de café, no começo da lavagem. O tanque é sustentado sobre uma estrutura metálica 16, em que, na concretização favorita, cada um dos tanques tem uma capacidade para 1.000 quilos de café despolpado. Os tanques 15 podem ser fabricados em aço inoxidável 18, grau 305 ou 430, e são projetados para armazenar café pelo tempo necessário até atingir o “ponto de lavagem”, que pode ser qualquer ponto entre 16 e 20 horas com fermentação natural ou três horas utilizando-se enzimas pectinolíticas.

[0036] A fim de remover café de um tanque ou de uma série de tanques 15 é utilizada uma engrenagem sem-fim colocada em sua base, que alimenta a lavadora mecânica 17 utilizando a ligação em forma de T 10 mencionada acima, a fim de reduzir o dano causado ao café ao entrar na lavadora 17. Deve-se entender que vários tipos de meios de transporte podem ser utilizados e que a engrenagem semfim não é necessariamente o único método para transportar café de um sistema para outro. Outros métodos de transporte horizontais ou ligeiramente inclinados podem ser utilizados, tal como, por exemplo, um transportador de paletes.

Concretização preferida do Procedimento e Funcionamento [0037] A fim de usar o dispositivo da presente invenção em uma das concretizações preferidas, com referência às Fig. 3, 4 e 5, e seguindo o

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13/14 procedimento da presente invenção, é feito o que se segue: i) as cerejas de café são despolpadas utilizando-se máquinas de despolpagem 11 e através do uso de uma engrenagem sem-fim 18, o café despolpado é transportado até uma peneira 13; ii) a maior parte da polpa é removida de sobre a peneira 13 e todas as outras cerejas não despolpadas. Através do uso de um transportador tipo engrenagem sem-fim 14 ou canecas, o café é levado para os tanques de fermentação 15; iii) a mucilagem de café é deixada para degradação nos tanques 15 durante 16 a 18 horas através de atividade de micro-organismos e enzimas do grão; a mucilagem pode também ser degradada em menos de três horas utilizando-se enzimas pectinolíticas aplicadas sobre o café antes de entrar no tanque de fermentação 15; iv) o café é removido do tanque 15 por meio de gravidade, quando da abertura da comporta deslizante 21, e é transportado utilizando uma engrenagem sem-fim 9 até uma ligação em forma de T 10 que se liga à lavadora 17 em sua base, que impede que os grãos sejam submetidos a cisalhamentos causados pelo alimentador tipo engrenagem sem-fim 9 ou pela hélice motriz 7 da lavadora, que pode danificar o café. Uma vez que o café se encontra no interior da lavadora 17, o café se desloca para cima, sendo impulsionado para cima através do uso da hélice motriz 7 e da hélice intermediária

6. À medida que o café está em fluxo ascendente, o interior da carcaça 5 da lavadora 17 está recebendo água a partir de algumas válvulas 19 que são ligadas aos orifícios de entrada de água 20 em várias posições junto da carcaça 5. Em certas concretizações da presente invenção, as válvulas podem variar de uma, no caso do modelo de 500 quilos de café lavado / hora, até três, no caso do modelo de 5.000 quilos de café lavado / hora. O café é lavado pelo atrito entre os grãos de café, à medida que se movimentam em direção ao espaço aberto existente entre os agitadores 2, paredes da carcaça 5, contra-fluxo de água e a ação de força centrífuga gerada pelo rotor 1 em direção ao interior da lavadora 17, girando a 870 rpm.

[0038] O café lavado sai da lavadora 17 através da porção superior com uma taxa de remoção de 95% ou mais de mucilagem, e com uma taxa de dano mecânico provocado pelo dispositivo de menos de 0,4%. O café lavado pode ser levado para a

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14/14 secadora imediatamente, ou, em certos casos especiais, pode ser necessário outro dispositivo para remoção das impurezas. Toda a água residual produzida (mucilagem + água acrescentada + restos de grãos + restos de polpa de café) durante a lavagem utilizando o dispositivo é transportada através de gravidade ou utilizando uma bomba por meio de energia solar ou secadores mecânicos projetados para esse fim, permitindo o controle de 100% da poluição, que pode causar impacto no abastecimento de água ou aos secadores.

[0039] Os exemplos acima pretendem ilustrar algumas das concretizações e possíveis aplicações da invenção, mas não pretendem de forma alguma ser limitativos à mesma. O real escopo de proteção encontra-se unicamente limitado pelo âmbito das reivindicações que se encontram a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema modular para despolpagem, degradação de mucilagem e lavagem de café caracterizado por compreender:

a. um sistema de despolpagem (11);

b. um sistema de transporte, o qual transporta o café despolpado do sistema de despolpagem (11) para um sistema de triagem de tamanho (13);

c. um sistema de triagem de tamanho do café despolpado (13);

d. um sistema de transporte, o qual transporta o café selecionado para, pelo menos, um tanque de depósito (15);

e. pelo menos um tanque de depósito (15) para depositar o café despolpado e permitir a degradação da mucilagem do café;

f. um sistema de transporte que transporta e dosa o café com mucilagem degradada a partir dos tanques de depósito (15) para uma máquina de lavar mecânica (17); e

g. uma lavadora mecânica de café de fluxo vertical ascendente (17).
2. Sistema modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de deteção de tamanho ser selecionado por um grupo constituído por: um crivo de haste cilíndrica, peneira cilíndrica de chapa usinada, ou uma peneira de balanço plano (13).
3. Sistema modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de transporte poder ser selecionado a partir do grupo que consiste de uma engrenagem sem-fim e de um transportador de paletes.
4. Sistema modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o tanque (15) ter na sua base uma valvula de saída deslizante perfurada (21), que permite a drenagem de águas residuais produzidas durante a fase de fermentação da mucilagem.
5. Sistema modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de transporte que transporta o café com mucilagem degradada a partir dos tanques (15) para a máquina de lavar mecânica (17) tem uma ligação separadora (10), a fim de liberar a pressão do café dentro da engrenagem sem fim.

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6. Processo para o beneficiamento do café úmido, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:

a. despolpar o café por meio de um sistema de despolpamento (11);

b. selecionar o tamanho do café despolpado usando um sistema de triagem de tamanho de café (13);

c. degradação da mucilagem do café despolpado e selecionado, em pelo menos um tanque de depósito (15);

d. lavagem da massa de café com mucilagem degradada na máquina de lavagem mecânica (17); e

e. secagem das águas residuais produzidas durante o processo de degradação e lavagem.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a degradação da mucilagem de café é realizada através de um método natural ou por meio de enzimas pectinolíticas.