1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Establecimiento de un sistema ex vitro de expresión transitoria del gen reportero mediante el sistema CRISPR/Cas9 en Coffea arabica L. empleando discos de hojas(2022) Muñoz Ramírez, Krystell; Gatica Arias, Andrés MauricioEl café (Coffea spp.) es un cultivo de importancia económica a nivel mundial por su valor como bebida de consumo. La cafeína es un compuesto de interés por sus efectos estimulantes producido mediante una ruta bioquímica de síntesis del café. La síntesis ocurre mediante la múltiple metilación de derivados de xantina. También se ha postulado que la xantosina se podría generar a partir de la adenosina producida como subproducto en las reacciones de metilación, a partir de la biosíntesis de novo de purina, mediante nucleótidos de adenina y por medio de los nucleótidos de guanina. La guanosina desaminasa tiene un papel importante en generación de xantosina in vivo en plantas como A. thaliana, ya que esta puede provenir de una fuente diferente a la guanosina, como lo es la desfosforilación de la xantosina monofosfato (XMP). Estos estudios sobre la biosíntesis de metabolitos secundarios han permitido que la ingeniería genética sea una herramienta para obtener plantas con características deseadas, como lo el caso de C. arabica L. donde por medio de herramientas como el ARNi, los genes clave en la ruta metabólica de la cafeína fueron dilucidados, obteniendo así bajo contenido de cafeína. La edición de genomas mediante CRISPR/Cas9 se puede modificar la productividad de los cultivos como maíz, arroz e incluso café, por medio de la modificación de genes en la síntesis de compuestos orgánicos. Este sistema permite realizar cortes en sitios específicos en la cadena doble de ADN generando mutaciones, deleciones e inactivaciones de genes. Para la edición de genomas en café, se han reportado genes candidatos para tolerancia a sequía en C. arabica L, genes involucrados en la síntesis de compuestos lipídicos, diterpenos importantes en la calidad de taza y genes con actividad galactisol sintasa importantes en la síntesis de azúcares. Además, trabajos realizados en Coffea canephora permitieron disminuir la expresión y eliminación...Item Implementación de un método analítico para la cuantificación de ocratoxina A, mediante la técnica de cromatografía líquida de alta resolución con detección de fluorescencia (HPLC-FLD) en café verde(2022) Rodríguez Alvarado, Nicole Ariana; Salas Cortés, DianaEl café es una de las bebidas más consumidas en Costa Rica, lo cual hace que sea de vital importancia que este grano consumido a nivel nacional se encuentre libre de contaminantes, tal es el caso de las micotoxinas como la ocratoxina A (OT A), producida por hongos de los géneros Aspergillus y Penicillium (Panneerselvam et al., 2002). Dado que el ICAFE como ente rector de la caficultura en Costa Rica tiene la responsabilidad de controlar y regular la seguridad del café que se consume en el país, en el presente trabajo se implementó un método de análisis de OTA en el laboratorio químico del! ICAFE, mediante la técnica de HPLC-Fluorescencia en café verde y se realizó su validación. Para ello se buscó optimi,zar las condi'Ciones analíticas del proceso de extracción y purificación de la OTA mediante dos pruebas: una de efecto de la matriz de café verde en el análisis y otra de verificación de la capacidad de extracción de las columnas de inmunoafinidad empleadas. También se realizó una prueba de idoneidad del sistema cromatográfico empleado en el análisis (comprobación de este sistema). En los resultados se encontró que la calidad (nivel limpieza y uniformidad de los granos) de :la matriz de café verde no interfiere en el análisis, además de que la etapa de extracción de la OTA con columnas de inmunoafinidad genera bajas recuperaciones de esta (se obtuvo un valor promedio de 58%) debido al inadecuado control del goteo en la columna. Por otro lado, para la prueba de idoneidad se alcanzó un factor de capacidad de 6, 19, un número de platos teóricos de 114297, un factor de asimetría de 1,3 y una precisión de la prueba de idoneidad de 1,3. De acuerdo con la validadón, se encontró que el método es robusto y selectivo. Además, que no es veraz porque se obtuvo un porcentaje de recuperación promedio de 59%. También, para la repetibilidad se logró una desviación...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...Item Propuesta de un modelo de negocios rentable que permita aumentar el alcance y la oferta de productos y servicios de la empresa Academia Costarricense del Café(2018) Brenes Underwood, Roberto; Herrera Zamora, Daniel Alberto; Soto Ramos, Andrés; Paz Barahona, José R.Desde hace varios siglos que la economía costarricense ha estado estrechamente ligada a la producción de café. Las personas se identifican con este grano, sienten el café como parte del ser costarricense. Sin embargo, el tico promedio no sabe mucho más sobre este grano más allá de saber prepararlo en percolador o en chorreador. Desde hace varios años que el Instituto del Café de Costa Rica (ICAFÉ) está consciente de la importancia de educar a la población e inició en la labor de trabajar con el sector privado para habilitar cursos para la educación del público general. Es así como se inicia en el país la industria de las academias de barismo, siendo barismo la labor y el arte de la preparación de bebidas a base de café. La Academia Costarricense del Café es una empresa que nace a finales de 2013 con la idea original de cubrir las necesidades de capacitación del personal de las cafeterías El Tostador. Justo en este momento, el ICAFÉ había tomado la decisión de dejar de impartir los cursos básicos de barismo, ya que por la baja de los precios del café no podía permitírselo. Es así como la Academia Costarricense del Café entra en ese espacio que el ICAFÉ dejaba vacante. Esta empresa, además, provee y tuesta todo el café que se usa en las cafeterías El Tostador, así como vende al público artículos de barismo, máquinas de filtrado y bolsas y material de empaque. Adicionalmente, tiene una oferta de servicios disponibles al público, como el de tueste de café, el de molienda o empaque. El presente proyecto se enfocó en proponer un modelo de negocio que le permita a la empresa ordenarse en sus esfuerzos de promoción y venta para aprovechar los recursos que tiene disponible, de una manera mejor y aumentar el alcance y la oferta de productos y servicios. Para construir este modelo, se utilizó el Business Model Canvas (lienzo de modelo de negocio). Para tener claridad de las necesidades de la empresa...Item Dimensionamiento de un equipo de gasificación para el aprovechamiento de broza de café(2010) Mairena Calvo, Benjamín; Camacho Soto, HernánEl objetivo de este trabajo es dimensionar un equipo de gasificación para el aprovechamiento de los residuos de broza de café y a partir de ellos producir gases combustibles que serán usados para suplir de energía a un secador. Los materiales biomásicos deben ser secados previamente para ello se usara energía solar con la cual se logra reducir la humedad hasta un 12 o 15%, luego serán alimentados por la parte superior al equipo de gasificación que consiste en un gasificador de tipo downdraft, los gases combustibles producidos saldrán del equipo por la parte inferior para luego ser quemados y suplir de energía al secador. El equipo deberá soportar temperaturas de hasta 1000 ºC por lo que los materiales de construcción deben ser resistentes a altas temperaturas, para ello se usara acero de 1/4 de pulgada de espesor para las zonas más calientes y de 1/8 para el resto del equipo. Además se debe usar material refractario para reducir las pérdidas de calor y así aumentar la eficiencia térmica, esto se lograra usando arcilla refractaria. Una vez que se tiene dimensionado el equipo y la lista de todos los materiales a usar, se procedió a estimar el costo total para la construcción del equipo. La gasificación de biomasa permite no solo la producción de energía sino también la disposición de residuos biomásicos agroindustriales. En este proyecto el gasificador fue diseñado para el tratamiento de broza de café, sin embargo es fácilmente adaptable para el tratamiento de otros residuos biomásicos agroindustriales.Item Determinación de parámetros fisicoquímicos y cinéticos de la degradación térmica de broza y cascarilla de café para ser utilizados en simulaciones computacionales del proceso de gasificación(2014) Castillo Benavides, José Alberto,; Torres Quirós, CindyEl presente proyecto consiste en una caracterización fisicoquímica y cinética de la broza de café y la cascarilla de café para evaluar su uso como combustible en procesos de gasificación. La determinación de los diferentes parámetros se realizó mediante la investigación bibliográfica y la experimentación en laboratorio. El creciente interés por generar energía de forma renovable ha llevado al estudio de estos residuos agroindustriales. Su potencial aprovechamiento como combustible en hornos o sistemas de reacción como los gasificadores, presenta una gran oportunidad para el sector cafetalero con mira en una producción auto sostenible y neutra en emisiones de carbono. Debido a su naturaleza heterogénea se han reportado diferentes valores de composición estructural tanto de la broza como de la cascarilla de café, lo cual lleva a la necesidad de realizar una caracterización de diferentes muestras de estos materiales biomásicos a lo largo del país. El análisis último y próximo de estos materiales permite el cálculo de condiciones clave en el proceso de gasificación, tales como la razón de equivalencia y capacidad calórica. Tal es el caso del cálculo de la cantidad de aire requerida por el sistema a partir de la razón de equivalencia; para el caso de la broza y cascarilla de café, para una razón de equivalencia de 0,25, este valor es aproximadamente de 1,5 kg de aire seco por kilogramo de biomasa. Las características físicas como la densidad real y aparente de los materiales, permiten conocer la densidad energética del material, de donde se evalúan aspectos clave del proceso como el transporte y almacenamiento del combustible. La cascarilla de café presentó una densidad real de 1212 kg/m 3 y una densidad aparente de 314 kg/m 3. Estos valores son mayores a los correspondientes a la broza de café de 958kg/m 3 y124 kg/m 3 respectivamente. Debido a su estructura plana y su baja resistencia mecánica la cascarilla de café...