DISEÑO DE UN SENSOR DE COLOR DE TOSTADO PARA UN PROCESO DE SECADO Y TOSTADO DE CAFÉ EN UN LECHO FUENTE

Abstract

El tostado de café actualmente es un proceso que controla un tostador maestro utilizando parámetros subjetivos y que confía en su experiencia. El desarrollo del color del café durante el tostado representa la mayor cualidad medible para establecer los grados de tostado comerciales. La medición de color se ha realizado típicamente a través del uso de colorímetros y extracción continua de muestra . En el presente trabajo se utilizó un innovador lecho fuente para el tostado de café, por lo que el objetivo fue implementar y evaluar experimentalmente en él un sistema de visión por computadora que garantiza un grado de tostado específico seleccionado. Se propuso un algoritmo a través del uso del procesamiento de imágenes para comparar el espectro de color de imágenes de referencia contra una obtenida en tiempo real en el lecho fuente durante el proceso de tostado. Posteriormente, se realizaron pruebas para la obtención de las imágenes de referencia y la evaluación experimental del sistema de visión, se definió una presión de operación de 2.5 kgf cm2 , un flujo de aire de 120 L min, dos temperaturas 475 °C y 500 °C , dos grados de tostado, medio y oscuro. Cada fotografía tomada en el lecho fuente se comparó contra 7 imágenes de referencia, esta comparación generó la misma cantidad de puntajes de coincidencia, a partir de ellos se calculó un índice de tostado que para el grado de tostado medio y las temperaturas de operación se definió en 4.85 y para el tostado oscuro es de 5.15 y 5.25 correspondientes a las temperaturas utilizadas en el proceso. El sistema de visión determinó cuando debe cesar el proceso de tostado y proceder a su rápida descarga. El color en cada lote tostado se midió en la escala CIELAB y la robustez se estableció con la diferencia total de color final (ELab) que para el grado de tostado medio fue de 1.34 y para el grado oscuro fue de 0.88. Los resultados experimentales muestran que el sistema de visión es capaz de lograr de manera robusta el grado de tostado deseado con excelente efectividad.