Ingeniería en Biosistemas [anteriormente Ingeniería Agrícola]
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Item Estudio del proceso de torrefacción del café (Coffea arabica) en tostador convencional(2017) Abarca Mora, Royner; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalCosta Rica cuenta con una larga historia de producción de café de las variedades arábicas y de cosecha selectiva del fruto maduro, aspecto que ha marcado su desarrollo demográfico, identidad como nación y la han convertido en uno de los principales países productores de cafés especiales del mundo. Como país productor, el desarrollo técnico y científico entorno al procesamiento agrícola del café, se han dirigido al proceso de cosecha, al despulpado, a la fermentación y al secado, hasta obtener el café verde llamado grano de oro. La preparación de la bebida de café requiere que se realice la transformación de los granos mediante la torrefacción, proceso dinámico que requiere control específico de la temperatura y del tiempo. El objetivo del presente trabajo fue incluir el efecto de la masa en el estudio del proceso de torrefacción del café (Coffea arabica). Se utilizaron granos de café provenientes del proceso de beneficiado húmedo, Coffea arabica L. variedad Caturra y Catuaí. El contenido de humedad inicial del café fue de 0,0873 ±0,0008 kg kg-1 y densidad aparente de 711,93 ± 1,80 kg/m3 . El proceso de torrefacción del café, se realizó en un tostador convencional de construcción nacional. Se analizaron cuatro masas iniciales (400, 600, 800 y 1000 g), cuatro temperaturas de calentamiento del tostador (260, 280, 300 y 320 °C) y cuatro niveles de tostado: medio claro (MC); medio (M); moderadamente oscuro (MO); y oscuro (O). Al colocar una masa controlada dentro del tostador se producen caídas en la temperatura de la pared y de todo el ambiente interno del tostador, lo cual causa un comportamiento variable de la temperatura del tostador durante el proceso. Se adaptó un modelo de calentamiento para los granos de café durante la torrefacción, considerando que el calor es transferido al sólido para evaporar el agua contenida y elevar su temperatura. Asimismo, el cambio en la cantidad de masa afectó de manera significativa...Item Cinética de secado de la broza de café(2017) Sánchez Chinchilla, Álvaro Eduardo; Casanova Treto, PedroLa energía es indispensable para sostener a la sociedad actual: desde las necesidades humanas más básicas como la salud o la alimentación hasta otras como el transporte, la iluminación, o el entretenimiento. Todas estas son posibilitadas y facilitadas gracias a la disponibilidad de este valioso recurso. El presente proyecto tiene como fin estudiar la cinética de secado de la broza de café. El secado es una etapa importante y altamente costosa del proceso de aprovechamiento de la energía contenida en los desechos vegetales. Este proceso es necesario para acondicionar el material, ya que mejora sus propiedades térmicas, mecánicas y de almacenamiento. Se estudió la cinética de secado de la broza de café en un intervalo de temperaturas de 80 °C a 100 °C, con velocidades de aire de 0,23 m s -1 y 0,38 m s -1 , usando un horno convectivo de aire forzado. Se obtuvieron las curvas de secado y de velocidad de secado, y se estudió como complemento la capacidad de ajuste de distintos modelos semi-empíricos, entre los cuales, el que se ajustó de mejor forma fue el de Page. Por último, se calcularon los coeficientes de difusividad efectiva de la broza de café para las condiciones antes mencionadas y se obtuvieron las energías de activación y el factor de frecuencia de la misma, tanto para la totalidad del proceso de secado, como para cada una de sus etapas características.Item Cambios en distribución potencial y amenaza de cuatro cultivos agrícolas según modelación de máxima entropía para cuatro escenarios de cambio climático en Costa Rica(2016) Coto Fonseca, Alberto Francisco; Rojas Alvarado, Carlos AlonsoEn el presente estudio se evaluaron las distribuciones actuales y potenciales futuras bajo un marco de cuatro escenarios de cambio climático para los cultivos agrícolas de arroz, café, caña de azúcar y piña en Costa Rica para el año 2070. Para ello se utilizaron una malla de puntos de ubicación geográfica de las zonas de cultivo a través de todo el país y variables bioclimáticas. Con ello se elaboraron modelos de distribución en MaxEnt (Máxima Entropía) de los distintos escenarios futuros para poder determinar los potenciales cambios en las zonas óptimas de cultivo, la probabilidad de presencia a nivel de cantón administrativo y los potenciales efectos sobre la cobertura boscosa actual. Para café, las zonas de mayor altitud han resultado con una alta probabilidad de mantenerse como áreas óptimas. En el caso del arroz, las regiones Pacífico y Caribe han mostrado alta probabilidad de sostener dicho cultivo, aunque parte de la región Pacífico Central presentó reducción del área óptima. La caña de azúcar es el único cultivo que presentó una ganancia neta positiva a través de todos los escenarios de cambio climático, siendo Guanacaste una de las zonas donde se muestra un mayor potencial de expansión del área óptima. De forma contrastante, los escenarios evaluados para el cultivo de piña mostraron un cambio neto de área negativo en todos los escenarios futuros. Así, las áreas con la mayor probabilidad de efecto negativo para estos últimos tres cultivos corresponden a zonas rurales. En relación con el efecto de un posible traslape de zonas de cultivo con zonas de la cobertura boscosa del país en un futuro, la piña presentó los valores más bajos de traslape potencial. Las variaciones puntuales de la temperatura media anual y la precipitación anual no mostraron un patrón definido, por lo que no fueron importantes en el presente estudio. Este tipo de estudios son necesarios debido a su importancia para promover...