Manual Al Productor

7/28/2019 Manual Al Productor

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Universidad Nacional de Ingeniera

Sede Regional del Norte

Recinto Universitario Augusto C. Sandino

Lder en Ciencia y Tecnologa

Estel, Nicaragua

MANUAL PARA EL

PRODUCTORPropuesta de mejora del beneficio hmedo y desarrollo de productos a

partir de los residuos del caf.


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Autores

Sandra Blandn Navarro

Luis Dicovskiy Riobo

Karla Elisabeth Dvila

Jimmy Sierra Mercado




Direccin: Antigua Hacienda El Higo

Estel, Nicaragua

www.norte.uni.edu.ni

Telfonos: 2719-7843, 8988-3610

N

631.56

M294 Manual para el productor / Sandra

Blandn Navarro [et al.].-1a ed. --

Estel: UNI, 2013. 20 p

ISBN 978-99924-854-1-5
http://www.norte.uni.edu.ni/http://www.norte.uni.edu.ni/


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CONTENIDO

Introduccin..3

I. Beneficiado Hmedo Colectivo3

1.1 Recomendaciones

constructivas.3

1.2 Componentes que debera tener un

Beneficio Hmedo colectivo.4

1.3 Ventajas y Desventajas del

beneficio hmedo Colectivo.7

II. Aprovechamiento de la pulpa de caf

para alimentacin de ganado lechero.8

III. Aprovechamiento del muclago del

caf en la produccin de abono

orgnico.10

IV. Elaboracin de Briquetas a partir

de cascarilla de caf

.13

V. Elaboracin de bloques con

cascarilla de caf.15


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Introduccin

El proyecto: Desarrollo de productos a partir de los desechos del caf y validacin

de pequeas estructura de beneficio hmedo tiene como finalidad el disponer de

informacin sobre los beneficios hmedos del caf, contar con tecnologas para el

manejo desechos slidos y lquidos del beneficiado y fortalecer capacidades

locales en el manejo de los residuos. La ejecucin de dicho proyecto cont con el

apoyo tcnico y financiero de FUNICA y la alianza de organizaciones como

COOMAPCOJ y CISA Exportadora.

El presente documento muestra recomendaciones para el beneficiado del caf y la

metodologa para la elaboracin de productos a partir de los residuos del caf.

I. Beneficiado Hmedo Colectivo

Si el pequeo productor de caf quiere mejorar radicalmente el proceso del

beneficiado hmedo una opcin es procesar en beneficios colectivos que por

tamao de escala permiten una mejor tecnificacin del proceso y uso de los

residuos. Sin embargo, en Nicaragua ha habido varios fracasos de este modelo,

por esto en este manual se aborda una propuesta tcnica y tambin organizativa

para pequeas cooperativas que quieran procesar de manera colectiva.

1.1 Recomendaciones constructivas

El Beneficio Hmedo de caf debe estar ubicado con respecto a cualquier

asentamiento, escuela, centro de salud, mercado, fbrica y comercio, en una

posicin tal que no perjudique con sus olores a la poblacin, con respecto a las

vas de acceso principales. Los beneficios hmedos medianos y grandes deben

ubicarse a no menos de 100 metros y los pequeos a no menos de 25 m.


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1.2 Componentes que debera tener un Beneficio Hmedo colectivo

Recibidor en Tanque Sifn.

El caf se puede recibir en un tanque sifn de flujo continuo con agua, cuya

seccin superior es rectangular, debe estar situado en el segundo piso delbeneficio y debe tener entre 100-120cm de altura para facilitar el descargue de los

sacos de caf uva. El tanque debe tener un sistema de sifn que permita separar

el caf de mayor peso. Su construccin debe ser de concreto y piso de azulejo o

cermica, con un ngulo de inclinacin de 33 a 40 % hacia la salida para facilitar el

flujo de los granos uvas que pasan al proceso de despulpado.

La funcin de esta estructura ser clasificar el caf maduro de primera calidad, el

cual puede ser separado y conducido directamente hacia el despulpador principal.

En este sifn se trabaja adicionando agua al caf recibido para hacer una primera

clasificacin por densidad, en donde el caf vano y brocado, adems de la basura,

quedan en suspensin. Se recomienda que en el tubo de salida del caf (fondo del

sifn) se coloque un control tipo guillotina para controlar (frenar) el paso del caf

hacia los equipos de despulpado, cuando sea esto necesario.

Despedrador.

Es un compartimiento pequeo ubicado en el fondo del piso de la pila-sifn por

donde sale el caf hacia el tubo (entre el sifn y la maquinaria), el fondo de ste

ser ms profundo que el fondo del canal que conduce el caf maduro clasificado

por lo que las piedras u otros materiales pesados caen al fondo para no pasar

hacia la maquinaria y evitar as su deterioro.

Maquinaria de despulpado y clasificacin

Se despulpa el caf con mquinas que deben estar dimensionadas segn el

volumen de caf a procesar. A continuacin se mencionan algunos ejemplos de

equipos que se utilizan para el despulpado.


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Tabla. Rendimiento de mquinas despulpadoras

Marca Despulpadora Rendimiento (qq

uva / hora)

RPM Potencia

Motor (Hp)

Eterna 1600 (Un disco) 26.50 >180 1

Penagos 255 44.00 >180 1

Eterna 3200 (Doble disco) 66.00 >180 2

Luego se puede clasificar el caf pergamino con un equipo de cribas rotatorias,

esto permite separar el caf de primera, el cual debe ser conducido hacia pilas

separadas de fermentacin. La criba rotatoria combina la clasificacin por

densidad y por tamao, sta a su vez permite la separacin de pulpa que va suelta

junto al caf.

Pilas de fermentacin

Estas deben ser construidas de concreto en forma de rectngulo, en donde el lado

ms largo es el doble del ancho, con un buen drenaje para que facilite la salida del

agua retenida del caf y una compuerta. Las dimensiones van a variar por los

niveles de produccin de cada beneficio.

Se sugiere utilizar pilas de fermentacin con las esquinas y paredes del fondo

redondeadas, con rejillas en el centro, teniendo una pendiente de 4 a 6 grados

dirigida hacia las rejillas y hacia el canal. El tamao de la pilas de fermentacin se

calcula teniendo como referencia la produccin del da pico (5-7% del estimado de

produccin) de cada productor, sabiendo que en una pila de 1m3 caben 816. 5 kg

de caf despulpado (equivalente a 18qq). Cada pila debe contar con una

compuerta o tuvo de 3 o 4 pulgadas para a salida del caf. De las pilas deben salir

tubos de PVC de baja presin perforadas para eliminar los lixiviados de la

fermentacin y las aguas mieles.Cuando el proceso de fermentacin se realiza con un adecuado control, no se

presenta la fermentacin butrica, responsable del olor y/o sabor a fermento en los

granos. Por tal razn, para determinar el momento ptimo de lavado se deben

realizar pruebas de muestreo por medio de papel pH (valores entre 4-5), prueba

del palo o el tacto directo.


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Canal de lavado y clasificacin

Para el lavado del caf se sugiere utilizar bombas de impulso que generan presin

para separar el muclago del grano, ste se lleva a cabo en tubos PVC con

dimetro opcional. El caf lavado debe pasar un sistema de clasificado por medio

de cuello de ganso en el cual se separa por densidad en primera y segunda

calidad.

Para disminuir el consumo de agua en el proceso de beneficiado se recomienda

recircularla una vez, ya que esto no altera las caractersticas organolpticas del

caf en oro y de esta manera se logra utilizar la cantidad de agua mnima

establecida por las normas ambientales en Nicaragua, que es de 2m3 por quintal

de caf oro.

Plan de tratamiento de aguas residuales

Dentro de la infraestructura se debe construir una planta de tratamiento de aguas

residuales para la separacin de slidos y materia orgnica, la cual debe constar

de pilas para decantacin (en serie) donde se depositen las aguas mieles y se les

da un tratamiento fisicoqumico para separar el muclago del agua por

sedimentacin, para luego ser agregado a las composteras.

Las aguas mieles deben ser vertidas a lagunas de oxidacin, tanques construidos

de tierra donde se limpian las aguas residuales por medio de microorganismos

que descomponen los desechos residuales del caf. El tamao de las lagunas

estar en dependencia de los volmenes de agua que descarga el beneficio

hmedo.

Plan de tratamiento de la pulpa

La pulpa puede ser conducida a un rea de tratamiento para la elaboracin de

lombrihumus y utilizarla para enriquecer la tierra de los viveros y para las mismas

plantas de caf. Tambin puede ser utilizada para elaborar alimento para ganado

bovino.


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Esquema del proceso de Beneficiado

1.3 Ventajas y Desventajas del beneficio hmedo Colectivo

Las principales ventajas que se reconocen del beneficio hmedo colectivo son:

mejor calidad y mayor tecnificacin en el beneficiado, puede haber un mejor

manejo del oreado al poder integrar secadores en el proceso, el productor ahorra

inversiones de infraestructura, tiempo y trabajo; hay un mejor manejo y

transformacin de los residuos en sub productos como: concentrado a partir de

pulpa de caf o elaboracin de fertilizantes con las aguas mieles; mejor manejo y

ahorro del agua al realizar la recirculacin de agua y dar tratamiento a las aguas

residuales.

DESPULPADORESSALIDA

DE LA

PULPA


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Posibles desventajas del beneficiado colectivo son: se dificulta un manejo

personalizado para cafs de alta calidad, en el proceso se mezclan los cafs de

diferentes productores y esto complica el pago diferenciado por calidad recibida.

Adems se deben hacer obras mayores para manejar el agua residual del

beneficiado.

Requisitos para un beneficiado colectivo exitoso: La cooperativa que

administra el beneficiado debe generar confiabilidad en sus socios y demostrar

responsabilidad en sus pagos, administrar bien los recursos tanto crediticios como

de manejo del beneficio, dar buen trato a los productores, tener una gestin

participativa que permita una buena gestin, demostrar ser confiable, honesta y

responsable, los pagos deben ser a tiempo e idealmente debe manejar una

cartera de crdito para apoyar la cosecha de sus socios, tambin debe hacer una

buena seleccin de socios beneficiarios. Es muy importante que tenga alianzas

estratgicas para comercializar el caf a buen precio y para abastecer de insumos

a sus socios. Una accin necesaria es que imparta permanentemente,

capacitaciones sobre como producir de forma limpia y cosechar con calidad.

(Fuente: Estudio de caso del Beneficio Hmedo Colectivo en la cooperativa el

Gorrin, Yal, Jinotega)

II. Aprovechamiento de la pulpa de caf para alimentacin

de ganado lechero

Para poder aprovechar la pulpa de caf en

alimentacin animal, es necesario emplear

mtodos de procesamiento que mantengan o

mejoren el valor nutritivo de la pulpa sin aumentar

excesivamente el costo del producto final. Un

proceso que ofrece grandes perspectivas de poder

ser aplicado exitosamente en el propsito

mencionado es el ensilaje.


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Produccin de pulpa de caf ensilada

Recoleccin: Se recolecta la pulpa de caf

fresca,recin obtenida, que no haya transcurrido ms

de 24 horas desde el despulpado. Esto se hace paraprevenir la contaminacin y el desarrollo de insectos.

Transporte y Recepcin: La pulpa se debe trasladar

a un patio con superficie plana. Procedemos a

conformar un montn. Esto se muestra en la

fotografa.

Compactacin con barril lleno de agua: Llenamos

un barril de plstico con agua y lo tapamos. Dos

personas pueden mover el barril una y otra vez sobre

el montn de pulpa para compactarlo. Estamos

asegurando que no vaya a quedar aire en la pulpa.

Tapado con plstico negro calibre 600: La pulpa de

caf que fue compactada con el barril, ahora debe

taparse bien. Por lo tanto, utilizamos un plsticocalibre grueso, el cual es colocado sobre el montn.

En los silos, este plstico se puede reutilizar hasta

cuatro veces, porque sufre deterioro causado por la

radiacin solar.

Tapado del silo con plstico blanco: La superficie

expuesta del silo conformado se tapa con plstico

blanco para reflejar la luz solar y evitar elsobrecalentamiento en el interior del silo.


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Sellado del silo con llantas usadas: Se colocan

llantas usadas sobre el silo como carga para evitar

que el viento destape el silo y garantizar una mayor

hermeticidad. Adems, se coloca tierra sobre las

orillas del plstico para asegurar que no entre aire.

Despus de 100 dias de ensilaje se puede sacar la

porcin necesaria de pulpa de caf para alimentar el

ganado de manera gradual, tomando como base el

nivel de produccin de leche inicial y el contenido de

humedad del alimento. Podemos iniciar ofreciendo 0.5

kg de pulpa por cada litro de leche producida e

incrementar esta cantidad hasta 1 kg por cada litro de

leche a los 20 das.

Para mejorar el grado de aceptacin del alimento, se recomienda incluir 5% de

melaza, la cual podemos disolver en agua para luego mezclarla con el ensilaje.

III. Aprovechamiento del muclago del caf en la produccin

de abono orgnico

La metodologa empleada en la produccin de abono orgnico se basa en la

descrita por el Equipo (ECA-CTAF, 2007). En la formulacin se sustituye el agua

por muclago de caf.

Los materiales empleados en la produccin del abono orgnico son:

Estircol 3 libras

Leguminosas 1 libra

Muclago 20 litros


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Sacos 1

Mecate 1

Manguera pulgada de grosor

Silicn

El mtodo para el abono orgnico lquido se describe a continuacin.

Preparacin del muclago de caf: Antes de ser utilizado en la formulacin pasa

por un proceso de filtrado para eliminar todos los agentes extraos que puedan

haber en el producto.

Recoleccin de materiales utilizados

(Estircol, leguminosa): El estircol utilizado

tiene que presentar consistencia suave y fresca

para que se desprenda con ms facilidad el caldo

orgnico. Los residuos de hojas de leguminosas

deben estar sanos y frescos porque contienen

mayor cantidad de agua.

Pesaje de Materia prima y componentes

orgnicos: Para elaborar el abono orgnico se

debe pesar estrictamente cada componente en

una balanza.

Formulacin: En la elaboracin de este abono

orgnico se utilizan los 20 litros de muclago,

3libras de estircol y 1 libra de hojas de leguminosas, los cuales se introducendentro del saco y se amarra con el mecate y se mete dentro del balde.


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Fermentacin Natural por 15 das (Cerrado hermtico): Este proceso consiste

en una fermentacin sin presencia de oxgeno, lo

cual favorece la proliferacin de microorganismos

para que acten sobre los componentes

orgnicos. Adems el muclago es una sustancia

que se fermenta fcil y rpidamente debido a la

presencia de azcares. En esta operacin es

necesario hacer una trampa de agua, haciendo un

orificio en la tapa del balde, por el cual sale la manguera, cuyo contorno se sella

con silicn. Esto se muestra en la fotografa.

Producto Terminado: Una vez pasado el tiempo

de fermentacin (15 das) el producto es

destapado para observar si las caractersticas son

las esperadas en cuanto a su color, olor y

consistencia. En esta operacin se utiliza el

mecate para halar el saco que contena estircol y

leguminosas.

Nuestro producto presenta porcentajes de Nitrgeno, Fosforo y Potasio que son

importantes para la nutricin de las plantas. Podemos preparar una bombada

tomando 20% del abono y 80 % de agua. Lo mezclamos y lo aplicamos a las

plantas.

Beneficios de la tecnologa

Al darle un manejo y aprovechamiento adecuado al muclago del caf, se

contribuye a la reduccin del impacto ambiental de este producto y al mismo

tiempo se logra aportar a la nutricin de las plantas.

La produccin de abono orgnico tiene un costo menor que el comprar fertilizante

lquido comercial y por lo tanto, el productor se ahorrara U$ 11.54 por ciclo

vegetativo en una manzana de plantas de tomate.


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IV. Elaboracin de Briquetas a partir de cascarilla de caf

Las briquetas son un biocombustible formado por la compactacin de residuos

secos. Entre estos se pueden mencionar las astillas, residuos de madera,

cascarilla de arroz o de caf.

Para la elaboracin de briquetas se llevan a cabo operaciones bsicas como

molienda, mezcla, compactacin y secado. A continuacin se describe cadauna de

ellas.

Recepcin de la materia prima: Se recolecta cascarilla de caf de los beneficios

secos, los cuales disponen de grandes volmenes de este producto. Se verifica

que el material est seco. Si resulta estar hmedo, entonces podemos orear lacascarilla durante dos das para poder continuar con las siguientes etapas.

Trituracin: La cascarilla de caf se muele, ya que esto asegura una

compactacin o densificacin de las briquetas, determinando su resistencia

mecnica y calidad del producto final. Dicha molienda no logra un producto fino,

como puede observarse en la figura.

Formulacin de las briquetas: Para esto necesitamos pesar la cascarilla de caf

molida, el almidn necesario y la cantidad de agua a utilizar en las cantidades que

se muestran en la siguiente tabla.


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Material Peso (g) %

Cascarilla de caf 4000.0 60

Almidn en polvo 372.0 6

Agua 2306.0 34

Total 6678.0 100

Preparacin del aglutinante: Una vez pesado los ingredientes se prepara el

aglutinante, el cual funciona como un pegamento y contribuye a la compactacin

de la cascarilla triturada. Este se obtiene mezclando el agua y el almidn y

llevndolo a coccin, una vez obtenido el pegamento, se combina esta con la

cascarilla de caf, hasta tener una mezcla uniforme.

Moldeo: La mezcla es colocada dentro del molde cilndrico, de la prensa manual,

el cual deber estar ubicado en la base de la prensa, en direccin del cilindro de

compresin, para posteriormente girar la palanca hasta que el operario considere

que ha aplicado toda la fuerza, se deja el cilindro de compresin dentro del molde

cierto tiempo y luego se saca el producto finalizado (briquetas). El equipo utilizado

para el briqueteado tiene las siguientes caractersticas:

La palanca para bajar el cilindro de compresin no es fija.

El cilindro de compresin es de 2 de altura x 4 de dimetro. El molde cilndrico es de 6 altura x 4.3 de dimetro

Cilindro de compresin, donde

colocaremos la mezcla de

cascarilla y aglutinante


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Secado: Finalizada la compresin, se descarga

la mezcla, la que es sometida a un proceso de

secado al aire natural durante un periodo de

aproximadamente 8 das, sin moverse del lugar

que se colocaron despus de elaboradas

Las briquetas elaboradas nos servirn para la

cocina.

Beneficios de la tecnologa:

- Fcil manejo y amigable con el medioambiente.

- Aminorar el impacto al medio ambiente propiciado por el consumo de lea

al utilizar las briquetas como combustible alternativo.

- En la combustin de las briquetas el Porcentaje de cenizas es del 1%, en

comparacin al de la lea no se encuentra diferencia ya que este presenta el

mismo porcentaje segn (FAO, 2001); as mismo La variabilidad de CO 2 est

entre 2800ppm y 4600ppm, lo cual se compar con el de la lea donde la

variabilidad es de 3822ppm y 4800ppm con un tamao similar al de las briquetas.

V. Elaboracin de bloques con cascarilla de cafLos bloques son piezas de concreto prefabricadas con forma de prisma recto y

con uno o ms huecos verticales, para utilizarse en sistemas de mampostera

simples o estructurales. Son tiles en la construccin de viviendas de inters

social.

Para la elaboracin de los bloques se preparan las condiciones para hacer la

mezcla.

Para producir 30 bloques se utilizarn las siguientes proporciones:

Una bolsa de cemento

metro cbico de arena


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metro cbico de material cero

2 sacos de cascarilla de caf molida

Procedimiento

Preparar la mezcla: Las cantidades de arena, el

cemento y la cascarilla se mezclan de manera

homgenea como se puede ver en la figura.

Posteriormente se le agrega agua equivalente a un

litro y se est probando la mezcla que no quede con

mucha agua. Posteriormente se le agrega el material

cero.

Moldeado: Una vez que se mezcla el cemento, la

arena, el material cero y la cascarilla y que se ha

homogenizado se procede a colocar la mezcla en el

molde para luego ser prensado con la mquina que

elabora los bloques.

Secado: Una vez que la mquina elabora los

bloques, estos se deben poner a secar por tres das

a temperatura ambiente y bajo sol, evitando que semojen.


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Curado: Despues de los tres dias de secado

se ponen a curar por ocho das en una pila de

agua para que logren una resistencia desoporte suficiente para ser usados en la

construccin.

Beneficios de la Tecnologa

Se logra aprovechar la cascarilla de caf en la elaboracin de un producto de

utilidad para el sector de la construccin. En este sentido, cabe sealar que losbloques con cascarilla de caf entera son menos costosos que los hechos con

cascarilla de caf molida, esto es debido a que cuando las partculas son

pequeas requieren de mayor cantidad de cemento para ser cubiertas.

La cascarilla de caf se convierte en un ingrediente y deja de ser un desecho del

sector agroindustrial cafetalero, lo que contribuye a disminuir el impacto ambiental.


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Galera UNI FUNICA


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De la alianza UNI-FUNICA




Enero, 2013

ISBN 978-99924-854-1-5

Manual Al Productor

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