Diseño, construcción y evaluación de un prototipo para desgrasar cacao (Theobroma cacao L) a una escala pequeña

Abstract

La grasa es el producto derivado del cacao de mayor valor económico (Beckett 2000), esta se obtiene mediante un proceso de prensado hidráulico de vaso caliente (Bailey 1984) a una presión de 500 kg/cm2 (Yanes 1994). La tecnología del prensado se enfoca a capacidades industriales por lo que son inaccesibles para productores de cacao. El objetivo general de la investigación fue construir un prototipo para extraer grasa a la escala de un productor de una hectárea de cacao. El primer objetivo específico fue evaluar la eficiencia máxima del prototipo a 500 kg/cm2 y el segundo objetivo fue evaluar las eficiencias máximas de extracción aplicando presiones inferiores a los 500 kg/cm2 durante diferentes tiempos de drenaje. La metodología se basó en la mecánica de materiales, tecnología de las grasas, el diseño de máquinas y el diseño de análisis de experimentos. El diseño fue completamente al azar con un factor. Los doce tratamientos fueron combinaciones de cuatro niveles de presión (150, 250, 350 y 500 kg/cm2) y tres niveles de tiempo de drenaje (30, 45 y 60 min) con tres repeticiones cada una. Los resultados validan la información de la literatura pues la extracción máxima de 87-92 % coincide con la extracción industrial de 85-90 % (Yanes, 1994). Los resultados aportan información de las eficiencias máximas a presiones inferiores de 500 kg/cm2, estas fueron del 72-87 %. En conclusión, el prototipo construido logra la eficiencia máxima industrial. La información encontrada podría servir para que futuras investigaciones manufacturen un prototipo a la medida de pequeños productores, asociaciones agrícolas, o bien microempresarios para que al transferir esta tecnología puedan aumentar más valor a su producto. _______________ DESIGN, CONSTRUCTION AND EVALUATION OF A SMALL SCALE PRESS PROTOTYPE TO EXTRACT COCOA (Theobroma, cacao L.) BUTTER. ABSTRACT: Cocoa butter is the most important product derived from cacao beans (Beckett, 2000). The fat is separated by a high temperature hydraulic press (Bailey, 1984). The usual pressure applied under cocoa liquor is about 500 kg/cm2. The pressing technology is manufactured for industrial capacities, though inaccessible to acquire by cocoa producers. The aim of this investigation is to build an experimental press prototype at small scale. The first specific objective is to evaluate the maximum efficiency of fat separation of this machine. The second specific objective is to evaluate the efficiency of butter extraction applying pressure under 500 kg/cm2 during longer period of time. The methodology is divided in three parts. The first section is the design and construction of the prototype, which is based on mechanics of materials, fat technology and machine design. The second and last parts are the hypothesis and the design and analysis of the experiment. The experimental design used is completely randomized design with one factor. The twelve treatments were combinations of four levels of pressure (150, 250, 350 and 500 kg/cm2) and three level of pressure time (30, 45 and 60 min), they were repeated three times each. The results of maximum fat extraction were 87-92 %, they valid the maximum efficiency found in literature 85-90 %. On the other hand, the maximum efficiency found at below pressure offer new information to literature, the rate was 72-87 %. In conclusion, the prototype reaches the industrial fat extraction efficiency. The information found could also lead future studies to manufacture a press prototype to the needs of cacao producers, farmer associations and micro-entrepreneurs. In the future, when this technology would be transferred they could add more value to the cacao beans than they do today.