tehnologia cafelei - popa nicolae

FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PRODUSELOR AGROALIMENTARE Proiect dizertatie

CAPITPLUL – 1 – STUDIU DE LITERATURĂ

1.1 – Introducere

Se cunosc mai mult de 60 de specii din genul Coffea L (Rubiaceae). Cele mai importante sunt: Coffea arabica Linnacus (cafea Arabica); Coffea canephora Pierre e Froehner (cafea Robusta); Coffea liberica Hiern (cafea Liberica) şi Coffea dwevre De Wild şi Durand (cafea Excelsa). Cafeaua Arabica şi Robusta acoperă mai bine de 99% din producţia mondială de cafea, pe când Liberica şi Excelsa contribuie cu mai puţin de 1%. Ţările cele mai mari producătoare de cafea sunt: Brazilia, Columbia, Indonezia şi Mexic. În anii 1995/1996 producţia de cafea a fost de 86,2 milioane de saci (fiecare sac având 60 de kilograme de cafea verde).

Acum se poate cumpără a mare varietate de produse din cafea. La târgul internaţional de cafea se regăsesc mai mult boabe de cafea verde. În orice caz, în zilele noastre li se oferă consumatorilor o multitudine de sortimente: boabe de cafea prăjite, cafea prăjită şi măcinată, precum şi extracte lichide şi uscate de cafea (cafea solubilă). Mai mult cafeaua poate fi amestecată cu substinuenţi ai cafelei şi vândută ca atare. Boabele de cafea pot fi stropite cu aromatizanţi lichizi pentru a reproduce gustul de cafea. Pe piaţă se regăsesc şi extracte de cafea care conţin lapte (cafea cu lapte, capucino) precum şi forma decofeinizată a acestor produse.

Existenţa mai multor calităţi este rezultatul diferitelor varietăţi de boabe de cafea şi a regiunilor în care sunt cultivate. Aceste caracteristici duc la stabilirea preţului pe piaţă şi la evidenţierea producătorilor mai puţin cinstiţi.

Industria cafelei a alocat timp considerabil şi a făcut un efort pentru a asigura atât calitatea cât şi autenticitatea produselor şi pentru a dezvolta metode analitice care să servească acestui scop.

1.2. – Scurt istoric

1


Cafeaua a fost prima dată menţionată de către un fizician arab numit Rhazes, prin anul 900. La început a fost considerat un aliment, apoi vin, un medicament, iar în cele din urmă o băutură. Utilizarea ei ca băutură caldă începe în urmă cu 700 de ani.

La început boabele de cafea erau zdrobite şi amestecate cu grăsime, pentru a forma bile de mâncare. Arborele de cafea provine din Etiopia. De aici el a fost dus în Arabia, India, Ceylon, Java, Martinique,Surinia, Brazilia, Filipine, Mexic. Cele mai recente extinderi au fost în Africa şi Indochina. Băutura a fost introdusă din Arabia în Turcia, unde cafenelele au început să funcţioneze din 1554, Veneţia 1615, Franţa 1644, Anglia 1650, America N 1668. prim cafea din Londra 1652.

1.3. – Botanică

Arborele de cafea cultivat în cea mai mare parte pentru boabe, este Coffea Arabica. Alte specii nu sunt frecvent întâlnite în producţie cum ar fi C. Liberica şi C. Robusta. C. Arabica este o plantă care creşte la o înălţime de 14 – 20 de picioare, dar de obicei este ţinută la 6 picioare. Fac fructe, frunze şi înfloreşte în aceeaşi perioadă.

2


Fig. 1.1. – Structura inflorescențelor de cafea

3


Frunzele pomului de cafea, 36 inci, sunt în formă de lanse, se formează în perechi. Pe suprafaţa superioară au culoare verde închis, iar pe partea inferioară verde deschis. Boabele de cafea sunt verde închis la început, dar se transformă pe măsură ce cresc în galben verde, iar în final roşii aprins sau culoarea căpşunilor. Învelişul boabelor este mucilaginos, ele sunt învelite într-o membrană delicată, semitransparentă, denumită pieliţă argintie. Florile mici albe, se aseamănă cu cele de portocal din punct de vedere al formei şi mirosului. Ele sunt tubulare, tubul corolei divizându-se în 5 segmente albe, chiar dacă numărul de petale nu este întotdeauna constant, indiferent dacă florile sunt de la acelaşi copac. Ele durează aproape 3 zile. În ţările producătoare de cafea aflate aproape de coastă, parfumul lor bogat poate fi simţit de călători de la 5 Km.

Fig. 1.2. – Structura bobului de cafea1 – Embrion 2 – Endosperm 3 – Epiderm 4 – Endocarp 5 – Mezocarp 6 - Exocarp

4


Cerinţele arborelui de cafea faţă de factorii de vegetaţie.Cerinţele faţă de lumină. Arborele de cafea în mediul său natural se

întâlneşte în situaţii de umbră sau semiumbră. Cu toate că a fost cultivat până nu de mult în condiţii de semiumbra (la umbra arborilor din pădurile tropicale) totuşi astăzi această cultură este pe cale de a fi abandonată, plantaţiile făcute în cultură intensivă, fără umbră, cu rezultate foarte bune. Mai multe experienţe efectuate în diferite ţări au demonstrat că arborele de cafea cultivat în plin soare a dat o producţie mai mare ca cel cultivat la umbră, cu condiţia ca să fie utilizate îngrăşămintele.

Cerinţele faţă de căldură. Temperatura în general este un factor limitativ în cultura arborelui de cafea, deoarece nu rezistă mult timp la o temperatură apropiată de 0C. Cele două specii, C. Arabica şi C. Robusta, au cerinţe diferite faţă de temperatură. C. Arabica, prin originea sa este susceptibilă de-a se dezvolta la temperaturi cuprinse de la 4 - 5C la 30 - 31C. C. Robusta se acomodează mai dificil decât C. Arabica la temperaturi mai joase. La temperaturi de 8 – 10C se constată unele tulburări în vegetaţie la C. Robusta. Temperaturile prea ridicate sunt de asemenea nefaste. Merge bine la o temperatură medie de 24 - 26C fără oscilaţii zilnice prea mari.

Cerinţe faţă de apă. Ca şi temperatura, apa constituie un factor foarte important al culturilor de cafea. Importanţă în cultura cafelei prezintă cantitatea totală de precipitaţii în timpul unui an şi repartiţia lunară a acestora. Rezultate bune se obţin în regiunile unde precipitaţiile ating 1500 – 1800 mm annual şi sunt uniform repartizate.

La o cantitate anuală de precipitaţii sub 800 – 1000mm, chiar dacă ploile sunt bine repartizate, cultura cafelei devine nesigură şi cu producţii fluctuante.

C. Robusta cere cantităţi mai mari de precipitaţii decât C. Arabica, dar suportă bine şi o perioadă secetoasă scurtă, mai puţin de 80 de zile pe an. Excesul de ploaie (3000 mm) este dăunător, favorizând dezvoltarea bolilor criptogamice. C. Robusta se acomodează bine şi la precipitaţii de peste 2000 mm annual (Sumatra, Malaezia etc). umiditatea atmosferică trebuie să fie mai scăzută pentru C. Arabica faţă de C. Robusta.

Cerinţe faţă de sol. În vederea obţinerii unor producţii bune, arborele de cafea cere un sol profund, prealabil şi bine structurat. Solurile cele mai favorabile sunt cele forestiere, cu un conţinut mare în materiale organice. Se pot înfiinţa plantaţii cu rezultate bune – şi pe solurile din savane. Cultura arborelui de cafea merge pe soluri mai acide (pH 4,2 – 5,1). Solurile lutoase, vulcanice sunt cele mai bune pentru cultura cafelei.

5


Climatul are influenţă pozitivă sau negativă asupra răspândirii cafelei. C. Arabica, de exemplu, nu suporă climatul ecuatorial, unde este ţinta diferitelor boli. În regiunile ecuatoriale nu se poate cultiva cu succes decât la altitudine de 1200 – 1500 m, altitudin ce poate să fie mai mică în funcţie de mărimea latitudinei. Cere o temperatură medie anuală de 18 - 22C şi precipitaţii 1000 – 1500 mm. Cafeaua Robusta, din contră, cere un climat mult mai cald cu o temperatură medie anuală cuprinsă între 22 - 27C. Această condiţie favorizează cultura în regiunile joase, unde altitudinea nu depăşeşte 700 – 800 m. unele culturi de C. Robusta se mai află şi la altitudinea de 1000 m, sau chiar mai mult. Aproape jumătate din cafeaua produsă în lume este cultivată în Brazilia, la altitudinea de 800 – 1000 m. În Hawai se obţine cafea în plin soare la nivelul mării (0 altitudine).

Influenţa vântului. Cele două specii de cafea, C. Arabica şi C. Robusta, sunt foarte sensibile la vânturile puternice, astfel că ele cer terenuri protejate. În cazul că vântul bate în timpul coacerii, la specia C. Arabica fructele cad în proporţie foarte mare.

1.4. – Aspecte chimice

În general producerea şi consumul de cafea sunt probleme importante din punct de vedere al calităţii acesteia. În acest sens interesează conţinutul de cafeină şi caffeol. Cafeina constituie principalul stimulent. Aceasta creşte capacitatea pentru efortul muscular şi intelectual, fără reacţii deosebite. Caffeolul dă aroma şi savoarea – un indescriptibil parfum oriental, constituind principalul element, care ademeneşte la cafea. Există şi alţi componenţi printre care şi aşa numiţii acizi cafetanici, care în combinaţie cu caffeolul dau băuturii un gust deosebit.

6


În ceea ce priveşte cafeaua verde, o parte din conţinutul original de cafeină se pierde prin vaporizare şi se formează caffeolul. Chimiştii recunosc fouă grupe de componenţi care se formează în timpul coacerii şi sunt solubili în apă – extractele grele şi elementel uşoare aromate.

Extractele grele conţin cafeină, substanţe minerale,proteine, caramel, zahăr, acid cafetanic şi numeroase elemente organice. De asemenea, vor fi găsite şi grămi care vor aparea în apa fierbinte şi vor face parte din soluţie. Extractele uşoare sunt cunoscute la modul general sub denumira de caffeol. Cafeina are un gust uşor amar. Ea furnizează stimulentul pentru care este consumată cafeaua. Conţinutul de cafeină din Cafea Arabică este de 1,5%. Conţinutul de cafeină al unei ceşti de cafea este de 1,5 picături.

Elementele mierale împreună cu produsele hidrolizate ale fibrelor şi cu acidul clorogenic, contribuie la gustul astringent şi amar al cafelei. Proteinele sunt prezente într-o cantitate atât de mică, încât valoarea lor, este neglijabilă din punct de vedere alimentar. Gustul dulce sau lipsa acestuia în cafea, depinde de conţinutul mic de zahăr.

Termenul de acid cafetanic se referă în cea mai mare parte la acizii clorogenic şi cofalic, nici unul dintre acestea nefiind un adevăra tanin. Acestea dau totuşi anumite reacţii asemănătoare acidului cafetanic. Unele cafele vor avea un conţinut de acid cafetanic ridicat, iar altele un caracter acid ridicat. Analizele chimice arată că aciditate aunor cafele din India de Est, variază de la 0,013 – 0,33%. Acest lucru arată adevărătul conţinut acid al cafelei şi deşi acesta pare foarte scăzut, nu este neglijabil.

Câteva experimente minore de neutralizare au dat rezultate în producţia unei băuturi foarte căutate, asemenea infuziei de cafea. Aciditatea anumitor cafele ar trebui atribuită aparent anumitor componente decât acidului cafetanic. Acest lucru ar putea fi ilustratprin adăugarea unei firimituri de bicarbonat de sodiu slab alcalin (NaHCO3) într-o ceaşcă de cafea şi notând diferenţele care apar în ceea ce priveşte savoarea.

Elementele aromate uşoare şi alte substanţe care pot fi distilate prin încălzire sunt factori importanţi în determinarea individualizării cafelelor.aceste componente (caffeol) prezente în diferitele cafele sunt în ce amai mare parte responsabile de abilităţile noastre. Aceste elemente dau aroma plăcută şi apetisantă cafelei.

Ca şi toate lucrurile bune din viaţă şe poate abuza şi de consumul de cafea. Un mic sumar asupra informaţiilor disponibile în ceea ce priveşte farmacologia cafelei indică faptul că ar trebui consumată cu moderaţie, în special de către copii, cantităţile permise la adulţi variind funcţie de individ, constituţia individului, modul de viaţă.

7


Utilizată cu moderaţie, cafeaua este indiscutabil un stimulent, şi ajută la activitatea mentală şi fizică. Este considerată un adjuvant alimentar, ajută la digestie, favorizează activitatea sucurilor gastrice. Prescott a descris efectele cafelei în cartea sa „Totul despre cafea”.

1.5. – Cultivarea

Pregătirea materialului săditor pentru înfiinţarea plantaţiilor.Înmulţirea plantelor se face pe două căi: prin seminţe şi prin butăşire.Înmulţirea prin seminţe. Seminţele folosite pentru producerea materialului

săditor se obţin din fructe sănătoase, care se recoltează la deplina maturitate şi recoltate de la plante care au fructificat de mai multe ori. Fructele recoltate se depulpează cu mâna, seminţele sunt puse la uscat pe prelate în locuri umbrite şi ventilate. Ele sunt triate după uscare. o sămânţă de cafea este aptă de-a germina – după ce a fost recoltată când facultatea sa germinativă este bnă. De notat este faptul că facultatea germinativă a cafelei este foarte scurtă, ca atare seminţele uscate trebuie însămânţate nu prea târziu. Facultatea germinativă se poate verifice periodic prin testare.

Un kg de seminţe conţine în jur de:

-C. Arabica ………………………. 2000 – 2200 seminţe bune-C. Robusta ………………………. 2500 – 2750 seminţe bune

8


Seminţele terbuiesc păstrate în învelişul lor pergamentos, acesta constituind un bun protector contra agenţilor exteriori şi a umidităţii ambiante.

Semănatul se face în răsadniţe (germinatoare).Pentru specia Canephora (Robusta), care este autosterilă, reproducerea

prin seminţe este mai dificilă, constituind un inconvenient major, din cauza imposibilităţii de-a obţine plante omogene şi cu caractere specifice plantelor de la care s-au recoltat seminţele.

Răsadniţa este formată din porţiuni orizontale şi netede de pământ, unde seminţele se aşază cu partea plată în jos, la o depărtare una de alta de 2 – 3 cm (în ambele sensuri) şi la o adâncime de 1 – 2 cm. La 1 m2 intră 1000 seminţe şi sunt necesari 1,7 – 2 m2 cu seminţe pentru 1 ha de plantaţie. Germinaţia are loc într-o lună la o temperatură optimă de 30 - 35C. În timpul germinării răsadniţele se umbresc. Plăntuţele crescute în răsadniţe pot fi repicate după apariţia frunzelor cotiledonale, după o triere severă şi o eliminare riguroasă a celor necorespunzătoare.

Pepiniera este împărţită în porţiuni late de 1,2 – 1,5 m cu sol bine pregătit, fără cioburi sau pietre pe o adâncime de 40 cm, care înainte de însămânţare se dezinfectează. În pepinieră se plantează plăntuţele scoase din răsadniţă, după 4 – 6 săptămâni, la o distanţă de 20 x 20 cm pentru Arabica şi 25 x 25 cm pentru Robusta, după un triaj serios şi după eliminarea rădăcinilor care sunt prea lungi. Trebuie veghiat ca odtă cu plantarea pivotului să nu se curbeze şi coletul să se afle la suprafaţa solului. Se va face o umbrire slabă şi udarea plantelor cu regularitate, fără însă a abuza de apă. De asemenea, se va face şi plivirea buruienilor. Pentru un ha de plantaţie este necesar 1,25 ari de pepinieră.

Durata răspândirii plantelor în pepinieră depinde de specia cultivată, epoca de plantare, condiţiile climatice. În mod obişnuit perioada de pepinieră este în jur de 12 – 15 luni pentru Arabica şi de 6 – 8 luni pentru Robusta. Acum se utilizează din ce în ce mai mult săculeţii de polietilenă pentru creşterea plantelor. Săculeţii polietilenă întrebuinţaţi oferă numeroase avantaje şi mai ales acela de transplantare uşoară.

Înmulţirea pe cale vegetativă.Se face pe două căi: butăşire şi altoire.

9


Butăşirea este o metode de înmulţire pusă la punct cu rezultate spectaculoase, mai ales pentru C. Robusta. Interesul pentru acest mod de înmulţire constă în faptul că se asigură rezultate în mod fidel caracterelor plantelor. Plantaţiile care se înfiinţează cumaterial înmulţit prin butăşire sunt plantaţiile clonale omogene, cu productivitatea mare. Ca infiinţare a plantaţiilor de C. Robusta, prin utilizarea butaşilor înrădăcinaţi, este necesar să se folosească două clone diferite, pentru a asigura polenizatori pentru una din plante. Se ştie că la C. Robusta este necesar a asigura polenizarea cu alte plante, pentru a obţine producţia dorită. Ca atare, obţinerea plantelor prin butaşi se va face recoltând materialul necesar butăşirii de la plante diferite, care au fost studiate în prealabil şi care s-au dovedit ca bune polenizatoare.

Înmulţirea prin butaşi asigură o înrădăcinare a acestora de 70 – 100% la C. Robusta. Înrădăcinarea butaşilor are loc în instalaţii speciale umbrite şi cu instalaţii de udare. Pământul folosit pentru înrădăcinare trebuie să aibă un substrat din rumeguş de lemn uşor descompus, curat şi cernut. Butaşii se recoltează din lăstari tineri, dar groşi, care se fasonează la o lungime de 6 – 8 cm, cu 3 – 6 perechi de frunze.

Cu ocazia fasonării se elimină frunzele, lăsându-se numai una, căreia I se înlătură jumătate din lungime. După fasonare, butaşii se plantează pentru înrădăcinarea, care după modul de îngrijire, are loc în 6 – 10 (12) săptămâni. În timpul înrădăcinării solul se umectează continuu, având grijă să nu se usuce.

Având în vedere caracterul de autosterilizare al C. Robusta este necesar ca să înrădăcinăm un număr mai mare de clone, de la mai multe plante, care să asigure în plantaţii polenizatorii necesari.

Butaşii înrădăcinaţi se transplantează în coşuleţe sau în pepinieră unde stau 3 – 4 luni, după care se folosesc pentru înfiinţarea plantaţiilor. În cazul că dorim să avem material bine format, butaşii se pot ţine în pepinieră după transplantare 8 – 9 luni, timp în care plantele formează 2 – 3 ramuri cu 6 – 8 perechi de frunze.

La înmulţirea prin butăşire trebuie să ţinem cont de trei factori: umiditate, luminozitate, temperatură.

Înmulţirea prin altoire. La înmulţirea prin altoire se impune necesitatea pe de o parte de a produce puieţi din sămânţă în locuri special amenajate şi pe de altă parte de a avea plantaţii mamă, de unde să se recolteze ramuri altoi.

Plantele care se altoiesc trebuie să fie crescute în pepinieră sau în câmp 12 – 15 luni, să fie suficient de goase (2 – 3 cm în diametru).

Altoirea se face în despicătură simplă în cap sau laterală. Ramura altoi trebuie să prezinte un nod cu muguri bine dezvoltaţi la subsuoara frunzelor. Celor două frunze opuse, situate la nod, li se înlătură limbul, lăsându-se o porţiune de peţiol.

10


Pana altoiului poate fi de 3 – 4 cm lungime.legarea porţiunii altoite se face cu rafie şi toată porţiunea se unge cu ceară de altoit sau parafină.

Înmulţirea prin altoire se pracică pe scară limitată, la ora actuală.

Înfiinţarea propriu-zisă a plantaţiilor.Înfiinţarea plantaţiilor are loc de obicei pe terenuri forestiere după

defrişarea totală sau parţială a pădurii şi arderea materialelor rezultate (după ce s-a luat materialul bun).

Distanţele de plantare, cât şi modul de aranjare a plantelor pe teren (pichetaj), diferă de la o specie la alta.

Pregătirea solului în vederea plantării. În zona forestieră unde nu se face arderea resturilor de arbori se face o defrişare în linie a pădurii, producând culoare fără arbori. Între culoare se lasă arbori care vor produce umbră culturii de cafea. În terenurile unde se face ardere resturilor de la arbori se face o lucrarea a solului printr-o arătură la 15 – 20 cm, pentru a nivela terenul şi a distruge eventualele muşuroaie de furnici.

În terenurile din savană se face o arătură adâncă la peste 40 cm în vederea mobilizării solului, dar mai ales pentru distrugerea rizomilor diferitelor plante. Distrugerea rizomilor se poate face prin cultivarea cu unu sau doi ani înaintea plantării a unor plante prăjitoare.

Combaterea eroziunii în plantaţiile arborilor de cafea. Protejarea solului împotriva eroziunii produsă de agenţii naturali este de o mare importanţă. Măsurile de protejare constau în acoperirea solului cu o plantă (leguminoasă) sau cu melci. Pe terenurile cu pantă mai mare se fac amenajări speciale: terase, plantarea de-a lungul curbelor de nivel, garduri antierezionale, drenaje.

Ca plante de acoperire se folosesc graminee ca Paspalus, Cynodon, iar ca leguminoase avem Leucaena glauco, Indigofera arrecta, Flemingia sp., Tephrosia candida, Crotalaria agathiflora, Pueraria javanica, Stylasauthes gracilis.

Umbrirea plantaţilor, are o acţiune oarecare bună asupra inducţiei florare, asupra fructificării. În condiţiile unei plantaţii intensive,cu dsitate mare, cu întreţinere corespunzătoare, umbrirea, nu-şi mai găseşte justificare. În cazul că nu e aplică complexul de măsură prezentat, rezultatele de producţie sunt necorespunzătoare.

Întreţinerea plantaţiilor

11


Mobilizarea solului în jurul arborilor se face cu scopul de a distruge plantele crescute în mod spontan sau a celor de acoperire. Această lucrare este indispensabilă, mai ales înprimii ani de la plantare. scopul este de a distruge plantele de pe porţiunea cât se întind rădăcinile. lucrarea trebuie executată cu grijă spre a nu răni trunchiul şi a nu distruge rădăcinile, şi se face după o ploaie, când terenul este umed.

Irigarea culturilor este practicată acolo unde regimul pluviometric nu este corespunzător. Rezultatele bune s-au obţinut când irigarea s-a făcut înainte de înflorire. Irigarea se aplică curent în Kenia, Brezilia, Columbia.

Fertilizarea culturilor de cafea. Determinarea evoluţiei nevoii de elemente fertilizante se face folosind diagnoza foliară.

Se folosesc pentru fertilizare atât îngrăşămintele organice cât şi cele minerale.

Îngrăşămintele organice se folosesc în cultura cafelei acolo unde creşterea animalelor este bine dezvoltată şi se asigură necesarul de gunoi de grajd. Se administrează 20 – 30 tone la hectar o dată la 2 sau la 4 ani. se mai pot folosi şi resturile de la uzinajul cafelei – sub formă de compost.

Fertilizarea cu îngrăşăminte minerale. Azotul joacă un rol important în metabolismul de creştere al cafelei (formarea de ramuri, de frunze, activitatea fotosintetică).

Potasiul este elementul dominant din fructe. Cerinţele cafelei în potasiu sunt moderate. un rol deosebit îl au şi microelementele, ca magneziul, bor, zinc.

Cantităţile de îngrăşăminte minerale ce trebuiesc aplicate în cultura arborelui de cafea se stabilesc prin diagnoza foliară.

Cantităţile de îngăşăminte prezentate în cele două tabele sunt orientative, deoarece nu este posibil a da formule standerd de fertilizare cu îngrăşăminte minerale. fertilizarea este în funcţie de natura solului, de regimul şi intensitatea ploilor, vârsta plantaţiei, valoarea genetică a materialului.

Tăierile aplicate arborelui de cafeaÎn cultura arborelui de cafea se practică un mare număr de sisteme de

tăiere, acestea fiind în funcţie de specia cultivată (C. Arabica sau C. Canephora (Robusta)) şi de experienţa câştigată a fiecărei ţări cultibatoare. Tăierile sunt necesare prin faprul că arborele de cafea are tendinţa de a forma muguri de rod pe lemn de 1 an ce iau naştere spre periferia coronei, fructificare care trebuie stăpânită şi adusă spre baza ramurilor. Tăierile au scop nu numai asigurarea unei repartiţii optime a organelor în spaţiu ci şi de a favorizadezvoltarea şi reînoirea ramurilor de rod.

Tăierile trebuie să răspundă în egală măsură următoarelor scopuri:în perioada de tinereţe tăierile urmăresc formarea unor şarpante solide şi

bine echilibrate;

12


în perioada de rodire menţinerea arborilor de cafea la o înălţime accesibilă recoltării;

asigurarea fructificării anuale şi a unor producţii cât mai mari.Numeroasele metode de tăiere produse de cultivatori prezintă multe

avantaje, dar şi inconveniente, dintre toate remarcându.se două variante folosite în producţie:

tăierea arborilor cu singur trunchi (în cilindru);tăierea arborilor cu mai multe trunchiuri.Prima variantă, cu un singur truchi, se caracterizează adesea printr-o

alternanţă a ridurii (criză de producţie) care rezultă din epuizarea rapidă a ramurilor şi a pomilor în general. acestă epuizare se manifestă prin scăderea producţiei după recolte consecutive. Prin tăierile care se fac, în vederea înlăturării alternanţei de rodiren se urmăreşte suprimarea tutror ramurilor din coronă care atârnă sau care au o poziţie verticală şi sunt prea viguroase. De asemenea, se suprimă, ramurile secundare care sunt înserate prea aproape de baza ramurilor primare (prea aproape de trunchi), ramurile uscate, cele lacome, cât şi cele care au o poziţie spre interior. având în vedere că arborele de cafea fructifică pe ramuri de un an, se urmăreşte cu ocazia tăierilor să înlăturăm în anii cu producţie o parte din ramurile roditoare ale pomului, pentru a favoriza creşterea unui număr cât mai mare de lăstari, care vor asigura rodul în anii următori.

Această tăiere este de fapt o normare a producţiei, un echilibru ce trebuie făsut între creştere şi fructificare. Metoda de tăiere cu un singur trunchi se foloseşte la C. Arabica, care formează multe ramuri de ordinul II şi care poate să fructifice mai mulţi ani.

Această metodă este treptat abandonată, locul ei fiind luat de tăierea cu mia multe trunchiuri.

Tăierea cu mai multe trunchiuri. Această tăiere este atât pentru plantaţiile cu o desime mare a plantelor la unitatea de suprafaţă (5000 plante la hectar, cu spaţiu de nutriţie 2 x 1 m), cât şi pentru plantaţiile la care spaţiul de nutriţie este mai mare (de 3 x 3 m, sau 3 x 2,5 m).

Tăierea poate începe după anul al doilea de recoltă. Sistemul constă din tăierea arborilor la 30 – 45 cm deasupra solului, cu ajutorul unui ferestrău de mână sau mecanic.

Tăierile se fac eşalonat, pe o durată de patru ani, organizate în două cicluri, duă sistemul 1 – 3 – 2 – 4, cifre ce reprezintă rândurile.

Mai jos avem o schemă a celor două cicluri de tăiere.

Rândul numărul 1: tăiat în 1976Răndul numărul 3: tăiat în 1977 Ciclul IRăndul numărul 2: tăiat în 1978

13


Răndul numărul 4: tăiat în 1979Răndul numărul 1: tăiat în 1980Răndul numărul 3: tăiat în 1981 Ciclul IIRăndul numărul 2: tăiat în 1982Răndul numărul 4: tăiat în 1983

Din noile ramuri care apar pe porţiunea rămasă în urma tîierii se aleg trei, mai bine crescute, care vor asigura recolta anului următor, iar celelalte se înlătură. Tăierea trebuie făcută în fiecare an după recoltare, de obicei la sfârşitul sezonului secetos.

Toate rândurile din plantaţie sunt numerotate de la 1 la 4 şi în primul an se taie toate rândurile cu numărul 1. Arborii tăiaţi nu vor produce fructe de abia după un an. Într-o plantaţie, în urma tăierii după această metodă numai 75% din plante asigură producţia anului respectiv, ceilalţi arbori sunt pregătiţi pentru recolta anilor următori. în anul următor (II) se taie sub aceiaşi formă toţi arborii din rândul III. Această tăiere alternantă a rândurilor are ca obiect umbrirea arborilor care au fost tăiaţi de către cei netăiaţi. Prin această tăiere, cei trei lăstari pe care îi lăsăm pe porţiunea de 30 – 40 cm vor forma 3 tulpini, care vor forma mai uşor lăstari anuali productivi. Folosind această metodă se înlătură alternaţa de rodire manifestată la arborele de cafea. Producţia ce se obţine anual compensează şi depăşeşte foarte mult pe cea a celor 25% arbori, care nu produc anual şi care au fost supuşi tăierii.

Această recepare anuală a unui număr mare de arbori, trebuie susţinută prin fertilizări, conform planului stabilit în acest sens.

Recoltarea cafelei – recoltarea se face în perioade diferite şi are loc în funcţie de mai mulţi factori şi anume:

-condiţiile climatice;-modul de cultură;-orientarea şi expoziţia plantaţiei.

Înflorirea la arborele de cafea nu are loc deodată ci în mai multe săptămâni, ca atare şi maturarea fructelor va fi la rândul său eşalonată în funcţie de înflorire. Acest lucru este important, mai ales pentru asigurarea forţei de muncă. Recoltarea se face la maturitate deplină, când fructele au o culoare roşie purpuie. Recoltarea necesită mai multe treceri prin plantaţie, în funcţie de coacerea fructelor. Recoltarea se face cu mâna. Un om poate recolta într-o zi 30 – 100 kg fructe.

La o cultură cu arborele de cafe se pot obţine, în condiţii bune, o producţie de 5 – 6 tone la hectar în Brazilia, sau 2 – 3 tone în Coasta de Fildeş.

14


Perioada de exploatare economică a plantaţiilor, în condiţii bune de cultură, este de 15 la 20 sau chiar 25 ani.

Bolile şi dăunătorii culturilor arborilor de cafeaBoli:Rugina, provocată de Hemillia vastatrix (Berk şi Br.) produce multe

pagube culturilor, rpin atacarea frunzelor. Se prezintă sub formă de pete ruginii. Clorofila fiind distrusă frunzele se usucă şi cad. Se combate prin stropirea plantelor cu zeamă bordeleză 1 – 2% făcându-se 2 – 3 tratamente pe an.

Putrezirea rădăcinilor provocată de Rosellinia bunodes (Berk şi Br.). Boala este cuprinsă de mai multe ciuperci. Pe rădăcini ciuperca produce fisuri longitudinale, care duc la putrezirea acestora. Boala e gravă şi greu de combătut. Plantele bolnave se ard. se poate preveni infestarea plantaţiei prin localizarea focarului, prin şanţuri profunde.

Antracnoza frunzelor provocată de Colletotrichum Coffeanum. Pagubele cauzate de această boală fructelor de C. Arabica sunt foarte mari. Fructele atacate se brunifică, se înegresc şi cad.

Combaterea se face prin stropiri repetate cu substanţe cuprice.Dăunătorii:Cochenilles, atacă rădăcinile şi toate organele aeriene ale arborilor de

cafea.Omizile – distrug prin roaderea frunzelor sau tinerele fructe.Acarienii, distrug frunzele prin înţeparea feţei inferioare a frunzelor.Nematozii provoacă deformarea rădăcinilor.Greerii – distrug seminţele puse în germinatoare.Importanţa culturii. Cafeaua este cultivată pentru fructele sale, ce dau

boabele de cafea, din care după ce sunt prăjite şi măcinate se prepară o băutură cunoscută aproape în toată lumea. Din boabele de cafea se poate face o pudră solubilă, care pusă în apă formează imediat o băutură.

Cafeaua se foloseşte, de asemenea, în cofetărie pentru prepararea diferitelor prăjituri şi a diferitelor sortimente de îngheţată.

Pulpa fructelor, uscată sau proaspătă, serveşte ca îngrăşământ organic sau în alimetaţia animalelor.datorită conţinutului în hidraţi de carbon, pulpa poate servi la prepararea unor uleiuri esenţiale pentru parfumuri.

Boabele de cafea conţin 7,20 – 13,50% apă, 6,15 – 15,80% materiale azotoase, 3,98 – 11,60% materiale grase, 8,64 – 16,25% materiale celulozice, 0,70 – 2,05% cafeină (cea mai bogată specie în cafeină este C. Conephora (Robusta) urmată de C. Arabica şi Humboldtiana.

15


Cea mai potrivită climă pentru cafea este cea dintre tropice. Robusta şi Liberica se dezvoltă cel mai bine în regiunile care se află la 3000 ft deasupra mării. Arabica se dezvoltă la 6000 ft. Deobicei pomiisunt crescuţi în pepiniere speciale şi când au aproape un an sunt transferaţi în plantaţiile speciale, unde cresc la o înălţime de 8 – 12 ft. fructele sunt consumabile în 6 ani.

Fructele de cafea apar la 6 – 7 luni după ce pomul a înflorit şi au o culoare roşu aprins. Atunci sunt gata de cules. Sezonul de coacere variază funcţie de climă şi altitudine în Sao Paulo şi Brazilia sezonul cel mai bun e din mai până în septembrie, pe când în Java întreaga perioadă a anului e favorabilă. În Columbia sezonul favorabil e din martie până în iunie şi octombrie – ianuaria, în Gutemala octombrie – decembrie, în Venezuela noiembrie – martie, în Mexic cafeaua se poate recolta în noiembrie – ianuarie, în Haiti noiembrie – martie, în Arabia septembrie – martie, în Etiopiaseptembrie – noiembrie, în Uganda, Africa sunt două perioade de coacere martie – septembrie, iar culesul se poate face în orice lună în afară de decembrie – ianuarie. În India fructele pot fi culese din octombriepână în ianuarie.

Întrebuinţarea cafelei în alimentaţie se pare, ar fi fost pentru prima dată în Etiopia de azi (Abisinia). De aici s-a răspândit la toţi arabii. La mijlocul secolului XVI – lea folosirea cafelei a fost răspândită în Turcia. A fost introdusă în Anglia la începutul secolului al XVII-lea şi nu mai târziu s-a răspândit în toată Europa occidentală.

Cultura cafelei ca plantă începe în secoulu al XVII – lea. În anul 1901, cafeaua Robusta, originară din Africa centrală, a fost introdusă în Iawa (ea a luat foarte repede locul cafelei Arabica, decimată de către Hemileia vastatrix). În Africa, cultura cafelei Robusta pare a fi fost practicată de mult timp în Angola şi Zaire.

Cafeaua arabica se cultivă de foarte mult timp şi este cea mai răspândită. Producţia din America Centrală şi America de Sud, care reprezintă 60% din producţia mondială, estedin cafeaua arabica.

Cafeaua Robusta, aparţinând speciei Coffea Conephora, este foarte cultivată în Africa tropicală şi în Indonezia.

16


1.6. – Definirea produsului şi a procesului de fabricaţie

Există două metode de prelucrare a fructelor de cafea: metoda umedă şi metoda uscată.

Prin metoda umedă se produce cafeaua "spălată". Fructele, după ce sunt curăţate şi spălate, sunt introduse cu apă în instalaţii (tancuri din beton prevăzute cu canale şi posibilităţi de sifonare) unde are loc înlăturarea pulpei care înconjoară boabele.

Fructele îşi măresc volumul, datorită pătrunderii apei în pulpă. În timpul nopţii pulpa fructelor se desprinde de boabe şi este eliminată apoi mecanic. Boabele de cafea sunt introduse apoi în tancuri speciale, unde în urma unor procese de fermentare, învelişul pergamentos şi pelicula argintie a boabelor de cafea, precum şi resturile de pulpă aderente, se desprind cu uşurinţă. Acest proces de fermentare care durează 24 - 48 ore acţionează simultan şi asupra boabelor de cafea, cărora le influenţează considerabil gustul. După fermentare, boabele de cafea sunt bine spălate, uscate şi introduse în instalaţii de decorticare, unde învelişul pergamentos şi pelicula argintie care înconjoară bobul sunt complet îndepartate, în final boabele capată un aspect lucios.

Prin metoda uscată se produce cafeaua "naturală". Aceasta metodă, constă în expunerea la soare a boabele proaspet culese de cafea pe platforme din beton, unde sunt lăsate timp de două sau trei săptămâni şi mişcate în mod constant, cu ajutorul unei greble speciale. După ce pulpa s-a uscat, boabele cu pulpă sunt trecute în concasoare speciale, unde boabele sunt separate de pulpă şi curăţate de membrana pergamentoasă, precum şi de pelicula argintie care le înconjoară.

Cafeaua se comercializează de obicei sub formă de boabe de cafea verde şi prăjirea alături de celalte procese de pregătire se realizează în ţara care o va cumpăra.

Procesul de prăjire implică încălzirea boabelor la 200°C. În unele cazuri se poate face prăjirea în prezenţa zahărului (cafea “torrefacto”) şi se obţine o băutură mai amară şi mai închisă la culoare.

În ţările cultivatoare de cafea se produce şi cafeaua solubilă sau cafea instant. Concentrat de cafea din care se extrage cafeaua solubilă este, de fapt, lichidul compus din apă potabilă (adusă la temperatura de fierbere) în amestec cu cafea prăjită şi măcinată fin. Concentratul de cafea este filtrat cu ajutorul unor filtre speciale foarte fine, obţinându-se prin îndepărtarea reziduurilor (a „zaţului"), extractul de cafea, care constituie materia primă pentru fabricarea cafelei solubile.Extractul de cafea se comercializează ca atare sau este supus mai departe deshidratării pentru a obţine cafea solubilă solidă.

La obţinerea cafelei solubile se utilizează în general amestecuri de cafea de Brazilia, din America Centrală, Columbia şi Africa.

17


1.7. – Legislaţie UE

Directiva 77/436/EEC defineşte cafeaua şi extractul de cicoare. Extractul de cafea este definit ca „produsul, de orice concentraţie, obţinut prin extracţie din boabe prăjite şi folosind doar apa ca mediu de extracţie excluzând orice proces de hidroliză care implică adaos de acid sau bază...”

Cele mai recente informaţii despre etichetare sunt prezentate în directiva consiliului 85/573/EEC, care completează directiva dată mai sus, în particular stipulând că produsul „nu poate conţine nici o altă substanţă decât cele rezultate din extracţia sa”.

Directiva 77/436/EEC şi amendamentele sale controlează compoziţia a trei tipuri de extracte de cafea: cafea solubilă, extract de cafea pastă şi extract de cafea lichid.

Produse pe bază de extract de cafeaCafeaua solubilă este de asemenea cunoscută ca şi extract de cafea uscat

sau cafea instant şi legal trebuie să conţină cel puţin 95% SU (raportat la proba de cafea).

Extractul de cafea pastă legal trebuie să conţină între 70 şi 85% SU (raportat la proba de cafea).

Extractul de cafea lichid trebuie să conţină între 15 şi 55% SU (raportat la proba de cafea)

Produse pe bază de extract de cicoareCicoarea solubilă cunoscută ca şi extract de cicoare uscat sau cicoare

instant legal trebuie să conţină cel puţin 95% SU (raportat la proba de cicoare).Extract de cicoare pastă legal trebuie să conţină între 70 şi 85% SU

(raportat la proba de cicoare).Extractul de cicoare lichid trebuie să conţină între 25 şi 55% SU (raportat la

proba de cicoare).Pentru alte cerinţe în ceea ce priveşte etichetarea se poate consulta directiva

79/112/EEC.Această directivă stabileşte, de asemenea, faptul că termenul „de-

cofeinizată” poate fi folosit doar pentru extractele de cafea care au un conţinut de cafeină anhidră mai mic de 0,3%.

1.8. – Aspecte ale legislaţiei care vizează producţia şi calitatea

Nu s-a ridicat problema unor standarde internaţionale pentru calitatea şi autenticitatea boabelor de cafea verde, boabelor de cafea prăjite, boabelor de cafea prăjite şi măcinate.

18


Portugalia şi Spania au legi care permit adaosul de zahăr în timpul prăjirii boabelor de cafea verde şi denumesc produsul „Cafe torrefacto”. Adaosul zahărului este permis doar până la maxim 15% (w/w) în raport cu boabele de cafea verde.

În ceea ce priveşte cafeaua instant ISO 11292: 1995 (BSI 5752: partea 15: 1997) descrie o metodă pentru a detecta adaosul fraudulos al unor substituenţi mai ieftini. Carbohidraţii din cafeaua solubilă sunt determinaţi prin cromatografie.

1.8. – Probleme de autenticitate. Identificarea problemelor uzuale de autenticitate

Aşa cum s-a mai menţionat există două speci de cafea cu importanţă economică majoră: Arabica şi Robusta. Ţările producătoare şi comercializanţii de cafea sunt foarte interesaţi în a putea recunoaşte ţara de origine a cafelei şi a verifica compoziţia declarată pentru a putea identifica dacă au fost adăugaţi substituenţi sau alte ingrediente cum sunt: cicoarea, malţul, caramelul, amidonul, maltodextrinele sau siropul de glucoză sau chiar coaja neprăjită a boabelor. Acest ultim aspect este foarte important pentru extractele de cafea solubilă deorece detectarea falsurilor nu se poate realiza prin analiza vizuală, cu microscopul sau cu alte mijloace fizice tradiţionale folosite pentru a controla produsul de impurităţi.

În ţările mari producătoare de cafea sau mari comercializatoare de cafea există degustători care pot recunoaşte ţara de origine a cafelei cu care lucrează ei, dar oricum nici unul dintre ei nu poate recunoaşte cu siguranţă un număr mare de sortimente. Dat fiind că gustul omului este subiectiv se impune dezvoltarea unor metode analitice de autentificare a originii cafelei.

1.9. – Identificarea potenţialelor probleme

19


Cele mai importante aspecte ale autenticităţii sunt:- Originea geograficăAroma şi gustul cafelei sunt influenţate de ţara de origine şi chiar în

cadrul aceleiaşi regiuni geografice pot apărea unele diferenţe datorate condiţiilor climatice.

- Amestecurile interspecificeCafeaua Arabica este superioară celei Robusta şi în aceste circumstanţe

adaosul de cafea Robusta la cafea Arabica oferă posibilitatea unor câştiguri comerciale mai mari prin o metodă care este considarată fraudă. În mod normal boabele de cafea Arabica şi Robusta verzi şi prăjite se pot recunoşte printr-o analiză vizuală şi mai ales prin proprietăţile organoleptice, dar unele boabe de Robusta care au fost spălate se aseamănă foarte mult cu boabele Arabica.

- Falsificarea prin adăugare de coji ale boabelor de cafea, pergament sau alte materiale diferite de cafea

Se pot adăuga substituenţi ai cafelei prăjite şi măcinate doar dacă sunt menţionaţi pe etichetă. În orice caz, dacă aceşti compuşi nu sunt menţionaţi corect sau în totalitate atunci consumatorul este înşelat. Dacă se face analiza microscopică a cafelei prăjite şi măcinate se pot observa materialele diferite de cafea. Falsificarea cafelei cu înlocuitori este de o importanţă majoră deoarece aceştia nu se pot detecta prin analiza uzuală a produsului.

20


CAPITOLUL – 2 – FABRICAREA CAFELEI

2.1. – Schema tehnologică de obţinere a cafelei

21


Fig. 2.2. – Schema tehnologică de obţinere a cafelei

2.2. – Descrierea operaţiilor tehnologice de fabricare a cafelei

2.2.1. – Cultivarea arborelui de cafea

Cele mai favorabile condiţii pentru cultivarea cafelei există în solurile de origine vulcanică şi bogate în azot. Condiţiile optime de climat sunt cele care există la tropice, unde temperatura rămâne între 15-25°C. Vântul, gheaţa, gerul, chiar şi căldura excesivă distrug planta. Ploile abundente, alternând cu perioade de vreme secetoasă, contribuie la dezvoltarea arborelui de cafea în cele mai bune condiţii.

Seminţele se pun să germineze în răsadniţe corespunzătoare, după 6-8 săptămâni încep să răsară din pământ tulpini, care curând încep să producă frunze. După un an, atunci când plantele au înălţimea de 30-50 centimetri, ele se transplantează pe plantaţii permanente. După ce înfloresc prima dată (al doilea an pentru specia Robusta şi al treilea an pentru specia Arabica), plantele încep să dea roade, primele recolte obţinându-se după al patrulea sau chiar al cincilea an de la plantare. Anual se obţine o producţie de aproximativ 700-800 g de cafea pentru fiecare arbore, timp de 15 până la 20 de ani.

2.2.2. – Recoltarea cafelei

Cultivarea arborilor de cafea începe cu plantarea seminţelor în ghivece, care sunt ţinute în pepiniere între 9 şi 19 luni, până când ajung la înălţimea de 40-60 cm, moment în care sunt transplantate pe sol permanent, în exterior. Cireşele arborelui Arabica ajung la maturitate după 8 sau 9 luni, iar cele ale speciei Robusta după 10-11 luni. Fructele mai întâi verzi, trec la culoarea galbenă, apoi la roşu şi în sfârşit ajung la roşu închis, atunci când se atinge maturitatea.

Odată plantaţi puieţii, boabele, care sunt învelite în endocarp, dezvoltă rădăcini în pământ şi o tulpină fragilă, boabele rămânând în vârful acestei

22


tulpini. Când boabele cad, apar două frunze rotunde cotiledonate, formând o rămurică. După 3-4 ani, când ajung la maturitate, plantele de cafea dau rod, fructele fiind dispuse în rânduri sau ciorchini. În funcţie de tipul plantei de cafea, fructele au nevoie de 6 până la 11 luni pentru a se coace. Când sunt gata de recoltat, fructele arborelui de cafea capătă o culoare roşu închis; acest lucru se întâmplă de obicei cam la 8-9 luni de la înflorire.

Momentul recoltării depinde de poziţionarea geografică, însă de obicei există o singură recoltă pe an. La nord de Ecuator, recoltarea are loc între lunile septembrie şi martie. La sud de Ecuator, recoltarea se face între aprilie şi mai. Totuşi, uneori, aceasta durează până în august. În unele ţări, în care împărţirea între anotimpurile uscate şi cele umede nu este foarte clară (cum ar fi Kenya şi Columbia), arborii de cafea pot înflori de două ori pe an, caz în care sunt două recolte, una primară şi una secundară. Ţările de la Ecuator pot să culeagă fructele pe toată durata anului.

În general se folosesc două sisteme de recoltare: culesul manual şi culesul mecanic.

Culesul manual asigură un recoltat uniform şi de înaltă calitate, întrucât culegătorii sunt instruiţi să selecteze numai fructele mature. Culegătorii revin la aceeaşi plantă din când în când, pentru a culege restul fructelor, pe măsură ce acestea se coc.

Culesul mecanic se foloseşte în ţările unde sunt plantaţii vaste şi costul muncii este ridicat, el constând în recoltarea fructelor cu maşina, imediat după ce boabele ajung în medie la maturitate. Deşi această metodă este mult mai rapidă, ea produce o recoltă de o calitate mai slabă, întrucât „cireşele” neajunse la maturitate se culeg odată cu cele perfect maturate şi cele supra-maturate.

2.2.3. – Prelucrarea boabelor de cafea

Prelucrarea industrială a cafelei trebuie să înceapă imediat după recoltarea fructelor pentru a împiedica fermentarea şi deteriorarea pulpei. Boabele de cafea pot fi pregătite pentru prăjire în două moduri.

Metoda cea mai veche, simplă şi ieftină este metoda uscată. Prin această metodă se obţin cafelele aşa numite „naturale”. Metoda este utilizată cel mai frecvent în Brazilia şi partea de vest a Africii. În primul rând, boabele culese sunt sortate şi curăţate în vederea separării boabelor necoapte, coapte prea mult şi deteriorate şi a eliminării impurităţilor, solului, resturilor de lemn şi frunzelor. Acest lucru poate fi realizat prin vânturare, operaţiune care este de obicei efectuată manual, cu ajutorul unei site mari. Toate boabele nedorite sau materialele nevânturate pot fi luate cu mâna de pe sită. Boabele coapte pot fi, de asemenea, separate prin flotare în canale de spălare aflate în apropierea zonelor

23


de uscare. Boabele culese sunt apoi împrăştiate la soare, pe platforme mari de beton sau cărămidă sau pe plase ridicate pe eşafoade din lemn unde sunt lăsate timp de două sau trei săptămâni şi mişcate în mod constant, cu ajutorul unei greble speciale pentru a se evita fermentarea şi pentru a le expune la razele soarelui în mod uniform.

În cazul în care plouă sau temperaturile scad considerabil, boabele trebuie să fie protejate prin acoperirea cu prelate. În mod alternativ, după două sau trei zile, cafeaua poate fi pusă la uscat în camere de uscare, unde sunt uscate termic cu ajutorul unui arzător la 45-60oC. Este nevoie de până la patru săptămâni pentru ca nivelul de umiditate din fiecare bob să scadă până la nivelul optim de 12% din cantitatea iniţială. Coaja exterioară capătă o culoare maro închis şi devine sfărâmicioasă. După ce pulpa s-a uscat, cireşele sunt trecute în concasoare speciale, unde boabele sunt separate de pulpă şi curăţate de membrana pergamentoasă, precum şi de pelicula argintie care le înconjoară. Boabele de cafea sunt apoi sortate pe dimensiuni în separatoare speciale, după care sunt depozitate în silozuri mari unde procesul de deshidratare continuă. Operaţiunea de uscare este etapa cea mai importantă din tot procesul, deoarece are o influenţă directă asupra calităţii finale a cafelei verzi.

Pentru a se obţine o calitate superioară a boabelor de cafea, selecţionarea se face manual sau electronic, în instalaţii moderne.

Cealaltă metodă de pregătire este metoda umedă. Prin metoda umedă se produce cafeaua „spălată”.

Principala diferenţă dintre metoda uscată şi cea umedă este că prin metoda umedă se înlătură pulpa din bob în termen de 12-24 ore de la recoltare, în loc să se permită uscarea boabelor în aer liber. Boabele sunt separate de pieliţă şi pulpă cu ajutorul unei maşini speciale de înlăturare a pulpei care presează boabele între suprafeţe fixe şi mobile. Boabele de cafea sunt introduse apoi în tancuri speciale, unde în urma unor procese de fermentare, învelişul pergamentos şi pelicula argintie a boabelor de cafea, precum şi resturile de pulpă aderente, se desprind cu uşurinţă. Acest proces de fermentare care durează 24-48 ore acţionează simultan şi asupra boabelor de cafea, cărora le influenţează considerabil gustul. Pulpa şi pieliţa fructului rămân într-o parte, iar boabele învelite în coajă rămân pe cealaltă parte. Distanţa dintre suprafeţe este ajustată astfel încât să se evite deteriorarea boabelor. Curăţarea boabelor este un proces opţional.

Procesul de curăţare este utilizat pentru înlăturarea filamentului exterior şi a resturilor de coji care rămân pe boabe după decorticare. Boabele sunt apoi împărţite pe dimensiuni şi pe diferite grade prin trecerea lor prin site cu găuri de

24


dimensiuni specifice. Ele sunt sortate cu ajutorul unui jet de aer care separă boabele mai grele de cele mai uşoare. În această etapă se înlătură boabele suprafermentate sau nedecorticate. Acest lucru se realizează, de obicei, manual în timpul în care boabele sunt transportate cu ajutorul unei benzi transportoare – operaţiunea este efectuată cu o viteză şi îndemânare uimitoare. Totuşi, se poate face şi o sortare electronică – avantajul acestei metode constă în faptul că maşinile electronice pot înlătura boabele considerate defectuoase, care nu pot fi văzute cu ochiul liber. Orice boabe cu defect sau decolorate sunt eliminate înainte de ambalarea în saci pe care se marchează categoria, plantaţia şi ţara de origine a boabelor respective. Boabele sunt acum pregătite pentru export.

Metoda umedă constă deci în următoarele etape:- curăţirea cireşelor;- înlăturarea pulpei;- fermentarea;- spălarea boabelor;- uscarea boabelor.Calitatea produsului final este determinată de grija cu care se efectuează

aceste operaţiuni.După această prelucrare, boabele de cafea sunt sortate şi apoi clasificate,

după care sunt ambalate în saci noi de iută cu capacitatea de 45-90 kg. În comerţul cu cafea se consideră pentru statistică o greutate medie de 60 kg pe sac.

Denumirea comercială a cafelei spălate este milds.O parte importantă din cafeaua de calitate superioară este prelucrată prin

metoda umedă. O astfel de cafea provine din America Centrală, mai precis din Guatemala, Costa Rica, Columbia şi Mexic, şi din Africa (Kenia şi Tanganica).

2.2.4. – Prăjirea şi amestecarea

După obţinerea boabelor de cafea de calitate, începe cea mai importantă etapă din producţia cafelei rafinate, prăjirea şi amestecarea.

După cum se cunoaşte, cafeaua dobândeşte calităţile ei specifice numai în momentul prăjirii, operaţiune de mare importanţă sub aspect tehnologic, în lungul şi anevoiosul drum parcurs de boabele de cafea pe calea transformării acestora într-o cafea a cărei calitate va trebui să corespundă exigenţei consumatorilor.

O cafea este perfectă atunci când şi prăjirea ei este perfectă. Pe parcursul prăjirii, sunt eliberate uleiurile aromate ale boabelor de cafea şi se reduce umiditatea conţinutului. Natura misterioasă şi complexă a prăjirii boabelor de cafea dă naştere unei savori unice şi unei arome pe care o identificăm cu cafeaua. Adesea, experţii în cafea se referă la momentul prăjirii numindu-l

25


„momentul adevărului”. Ca şi în cazul unui vin bun, prăjirea creează multe varietăţi de arome care satisfac diversele gusturi ale băutorilor de cafea.

În timpul prăjirii, boabele pierd din cafeină. Prin acest proces sunt eliberate savoarea şi aroma boabelor de cafea. Boabele de cafea pierd aproximativ 75% din umiditate şi 16-22% din greutate, se amplifică şi devin maro. Zahărul din boabele de cafea se caramelizează formând un ulei la suprafaţa şi în interiorul acestora. Acest fenomen se observă mai cu seamă în cazul cafelei bine prăjite.

Prăjirea poate dura între 10-16 minute, variind în funcţie de tipul de prăjire preferat, de duritatea boabelor de cafea, de mărimea acestora, de umiditatea conţinutului, etc. În mod obişnuit, o prăjire de 14-16 minute va începe la temperatura camerei şi va ajunge la 400oC, până ce va atinge temperatura ideală.

Prăjirea insuficientă sau prăjirea la temperatură prea scăzută produce o cafea cu aromă asemănătoare pâinii sau nucilor. Prăjirea prea îndelungată sau la o temperatură prea înaltă produce o cafea cu gust amar sau ars.

Practic, prin acest proces de prăjire denumit de francezi “torrefaction” sunt eliberate uleiurile eterice din boabele de cafea, substanţe care atribuie în final cafelei culoarea, aroma, parfumul, gustul şi savoarea ei specifice.

În mod obişnuit, prăjirea cafelei se realizează pe cale industrială în instalaţii speciale, clasice, de diferite construcţii (cilindrice sau sferice), conectate la sursa de căldură necesară. Acestea însă se bazează, în principal, pe pregătirea şi experienţa specialiştilor, care trebuie să vegheze permanent ca boabele de cafea să atingă exact gradul de prăjire dorit şi ca procesul în sine să se realizeze în mod uniform pe toată suprafaţa bobului. De regulă, prăjirea boabelor de cafea în astfel de instalaţii se realizează în circa 15-20 de minute.

Întreprinderile industriale moderne care prelucrează astăzi cafea verde utilizează instalaţii speciale automatizate, unde durata şi gradul de prăjire sunt reglate electronic. Cu astfel de instalaţii, procesul de prăjire a boabelor de cafea se reduce de regulă numai la 6 minute. Cafeaua verde este vărsată într-un buncăr cu plan înclinat şi cade în curăţitor, unde este debarasată de praf şi de impurităţi. Apoi ea urcă în amestecătorul de cafea verde, de unde este dirijată către prăjitor, care o înapoiază apoi către răcitor. De acolo, cafeaua prăjită trece la răscolitor, unde un impuls de aer agită cafeaua pentru a pierde eventualele impurităţi la nivelul inferior. Colectorul curăţă aerul care a servit la răcire, în timp ce distribuitorul transportă cafeaua în răscolitorul compus din trei rezervoare. Boabele trec, în sfârşit, în rezervoarele maşinii de ambalat care formează, cântăreşte şi închide pachetele într-un ritm de un pachet pe secundă. Dacă se doreşte să se obţină cafea măcinată, măcinarea boabelor se face înainte de ambalare.

26


În timpul prăjirii, boabele de cafea îşi modifică culoarea în funcţie de temperaturile la care sunt supuse. Astfel, la o temperatură de 100oC, boabele de cafea devin colorate în galben pal. Când temperatura de prăjire atinge 150oC, culoarea boabelor de cafea devine brună şi acestea încep să-şi mărească volumul, răspândind deja mirosul de cafea prăjită. Temperatura optimă de prăjire este atinsă însă la 200-250oC, când boabele prezintă o tentă de brun închis, asemănătoare lemnului de mahon.

În acest moment, cilindrul prăjitor este automat întors şi boabele de cafea sunt trecute pe site speciale, unde sunt rapid răcite până la o temperatură de 40-60oC, pentru ca procesul de prăjire a boabelor să nu se continue sub efectul propriei lor călduri.

În timpul prăjirii, boabele de cafea înregistrează pierderi în greutate, datorită evaporării apei şi descompunerii unor substanţe pe care acestea le conţin, pierderi care ajung până la 16-18%. Astfel se explică faptul că în timpul prăjirii componentele cafelei sunt modificate şi se obţine concomitent şi o creştere în volum a boabelor de cafea, până la 25%. Circa 50% din pierderea în greutate a boabelor de cafea (în timpul procesului de prăjire) se datorează evaporării apei, iar diferenţa o reprezintă descompunerea substanţelor organice, în special a zahărului, a celulozei şi a acidului cafetanic. In tabelul de mai jos este prezentată schimbarea compoziţiei cafelei verde în timpul procesului de prăjire (în procente).

Componente Cafea verde [%] Cafea prăjită [%]Apă 11,3 2,7Substanţe azotoase 12,6 13,9Cofeină 1,9 1,3Grăsimi 11,7 14,4Zahăr 6,3 2,8Dextrină 0,4 1,3Acid cafetanic 8,4 4,7Celuloză 23,9 23,9Substanţe minerale 3,8 3,9Substanţe solubile 29,3 28,8

Tabelul 2.1. – Compoziția chimică a cafelei

Din datele prezentate se desprind următoarele concluzii:

- conţinutul în cofeină la cafeaua prăjită scade foarte puţin datorită sublimării acestei substanţe în timpul procesului de prăjire a cafelei verzi;

27


- întrucât cafeaua verde pierde o importantă cantitate de apă, conţinutul procentual în cofeina boabelor de cafea prăjite este apropiat de conţinutul în această substanţă al boabelor de cafea verde, uneori chiar mai mare;

- în timpul procesului de prăjire, zahărul se caramelizează formând caramelul, substanţă care colorează în brun concentratul de cafea. Conţinutul în zahăr înregistrează o scădere între 0,5 şi 3%;

- cantitatea de dextrină creşte în detrimentul altor hidraţi de carbon;- conţinutul în pentozani scade de la 5 la 2,8%, formându-se furfurol,

componentul unui alcaloid denumit cafeol;- prin prăjirea boabelor de cafea, conţinutul în grăsimi scade în valoare

absolută, însă conţinutul procentual în grăsimi nu se modifică aproape deloc, întrucât scăderea cantităţii de grăsimi are loc concomitent cu deshidratarea boabelor de cafea verde, deci cu scăderea greutăţii totale;

- prin descompunerea grăsimilor se formează acizi graşi liberi, acroleină şi acid formic;

- în timpul procesului de prăjire, în boabele de cafea se formează substanţe care dau acestora aromă caracteristică şi care poartă denumirea comună de cafeol sau cafeon;

- prăjirea cafelei verzi este un proces pirogenetic în timpul căruia se formează furfurol din pentozani, acroleină din grăsimi, amoniac, amine şi pirol de proteine.

Limitele, în procente, între care variază acidul clorogenic în diferite soiuri de cafea (raportate la substanţă uscată) sunt: Santos – 7,70%; Columbia – 7,20%; Guatemala – 7,00%; Rio – 6,90%; Liberica – 7,50% şi Menado – 6,30%.

Acidul cafetanic este un alt component al cafelei, cu formula chimică generală C32H38O19 şi se găseşte în amestec cu acidul clorogenic şi alte substanţe. Acesta variază între limitele de 4 şi 8%, ajungând uneori până la 11%. Boabele de cafea conţin şi substanţe proteice în proporţie de 2,5% sub formă de albumină, precum şi zaharuri care variază între 5 şi 10% (sub formă de zaharoză).

Aceste substanţe care reacţionează între ele pot forma diferite substanţe de structură complexă care determină aroma cafelei. În tabelele de mai jos sunt prezentate comparativ compoziţia chimică a diferitelor sorturi de cafea verde, de origine şi varietate diferite (după cele mai recente analize chimice):

28


Originea cafelei Varietatea sortului

Greutatea pe 1000 boabe (g)

Conţinutul în extract (%)

pH Aciditatea liberă

(ml/NaOH 710 la 100 g)

America CentralăBrazilia Arabica 160,70 33,80 5,31 32,20Columbia Arabica 169,10 32,90 5,28 37,50Mexic Arabica 157,30 32,10 5,81 30,80Ecuador Arabica 148,50 34,60 5,27 39,40

AfricaEtiopia Arabica 124,20 35,60 5,78 31,80Kenya Arabica 159,10 30,30 5,60 31,50Tanganica Arabica 169,40 29,00 5,59 30,20Coasta de Fildeş Robusta 141,80 33,70 5,76 41,90

Camerun Robusta 119,20 35,50 6,13 41,70Angola Robusta 138,60 33,90 5,55 38,20

AsiaIndia Arabica 156,8 30,8 5,49 37,5Indonezia Robusta 110,8 31,6 5,72 43,4

Originea cafelei

Varietatea sortului

Conţinutul în apă (%)

Grăsime Cafeină Substanţe minerale

Acid clorogenic

America CentralăBrazilia Arabica 9,67 15,12 1,11 4,16 5,44Columbia Arabica 10,60 15,10 1,21 4,39 6,12Mexic Arabica 7,40 15,00 1,25 3,71 5,13Ecuador Arabica 11,60 14,60 0,96 4,22 5,69

AfricaEtiopia Arabica 9,27 15,70 0,90 3,83 5,47Kenya Arabica 10,50 15,20 1,30 3,66 5,07Tanganica Arabica 9,85 16,50 1,32 3,70 5,04Coasta de Fildeş

Robusta 8,00 11,00 1,95 4,21 6,41

Camerun Robusta 10,30 9,80 1,79 4,10 6,00Angola Robusta 9,61 7,20 2,16 3,95 6,19

AsiaIndia Arabica 11,15 14,30 1,17 3,93 5,77

29


Indonezia Robusta 8,40 10,10 1,68 4,49 6,30

Tabelul 2.2. – Componente fizico – chimice ale diferitelor tipuri de cafea

Din datele prezentate mai sus rezultă că boabele de cafea verde conţin: apă, cafeină, grăsimi, acid clorogenic, zahăr, celuloză, pentozani, substanţe minerale, substanţe tanante, uleiuri esenţiale şi vitamine.

Conţinutul de apă al boabelor de cafea verde variază între 9 şi 12%, uneori însă cantitatea de apă creşte, chiar până la 18%.

Componenţa principală a cafelei este cafeina, un alcaloid cu formula chimică generală C8H10N4O2, prezent în florile, frunzele şi ramurile arborelui de cafea. În boabele de cafea verde, cafeina variază între 0,90 şi 2,0% şi se găseşte numai parţial în stare liberă. Cea mai mare parte a cafeinei se găseşte combinată cu acidul clorogenic, un alt component de bază al boabelor de cafea care variază între 5 şi 6%, în funcţie de varietatea sortului de cafea.

Acidul clorogenic, cu formula chimică generală C16H18O9, se topeşte la o temperatură de 206oC şi se dizolvă în apă. El are un gust astringent. Gustul pătrunzător al unor calităţi de cafea provine deci de la acest component. După proprietăţile şi compoziţia sa, acidul clorogenic nu face parte din substanţele tanante conţinute şi de boabele de cafea.

Grăsimile (uleiurile esenţiale), denumite în ansamblu cafeol sau cafeon, se găsesc în proporţie de 10 până la 16%. Aceste substanţe de culoare închisă (compuse din oleină şi, în cantităţi mai reduse, din stearină şi palmitină), atribuie cafelei aromă specifică. Boabele de cafea verde conţin de asemenea substanţe tanante care dau cafelei un gust astringent, precum şi diferiţi acizi organici, printre care acidul citric (0,3%) şi acidul oxalic (0,05%) sub formă de oxalat de potasiu.

Boabele de cafea conţin şi diferite substanţe minerale care variază între 3 şi 4%, precum şi hemiceluloză (sub formă de pentozani şi galactani de la 6 la 7%), care împreună cu celuloza formează cele două membrane cu care sunt acoperite boabele de cafea.

Un specialist competent în prăjirea cafelei trebuie să fie artist şi om de ştiinţă în acelaşi timp, pentru a menţine în mod consecvent calitatea produsului. În timpul procesului de prăjire se produce caramelizarea zaharurilor şi a altor carbohidraţi din boabele de cafea, creând o substanţă cunoscută sub numele de ulei de cafea. Din punct de vedere tehnic, această substanţă chimică delicată nu este propriu-zis un ulei (deoarece este hidrosolubilă), dar reprezintă ceea ce conferă gustul şi aroma cafelei.

Cele două metode de prăjire utilizate mai frecvent sunt: prăjirea în maşini cu tambur rotativ şi prăjirea cu aer cald.

30


Prăjirea în maşini cu tambur rotativ este efectuată prin rostogolirea boabelor de cafea într-un tambur încălzit cu gaz sau cu lemn. Când este atins gradul de prăjire dorit, boabele sunt turnate într-un recipient de răcire pentru a evita prăjirea excesivă a acestora.

Prăjirea cu aer cald, cunoscută şi sub numele de prăjire în suspensie fluidă, este efectuată prin rostogolirea boabelor de cafea într-un curent de aer cald.

Majoritatea tipurilor de cafea verde sunt prăjite la temperatura de 400oC. Procesul de prăjire determină umflarea boabelor de cafea, acestea crescând în volum cu peste 50% şi, simultan, reducerea considerabilă a masei acestora. Culoarea unui bob de cafea supus prăjirii delicate poate varia de la nuanţa scorţişoarei la ciocolatiu deschis.

2.2.5. – Măcinarea şi prepararea cafelei

Pentru a obţine o cafea extraordinară este important să se ţină seama de patru paşi: măcinare, dozare, apă şi prospeţime.

Măcinarea este ultima operaţie prin care cafeaua trebuie să treacă înainte de a fi efectiv pregătită. În trecut, cafeaua era măcinată în pive de lemn sau marmură cu ajutorul unui instrument de pisat. Mai târziu au apărut diferitele râşniţe de cafea cu manivelă sau sertare, iar în cele din urmă s-au inventat râşniţele electrice din zilele noastre. Gradul de măcinare necesar trebuie determinat de tipul de preparare a cafelei (fierbere, infuzare, percolare sau filtrare) întrucât gustul final al cafelei este influenţat de timpul în care apa şi cafeaua sunt în contact direct. De exemplu în cazul în care se pregăteşte cafeaua cu o cafetieră, aceasta trebuie măcinată mai mare, deoarece timpul de contact dintre apă şi cafea este de aproximativ patru minute, în timp ce cafeaua pregătită cu un expresor trebuie să fie mai fin măcinată, întrucât prepararea ei durează în jur de 20 secunde. Cu cât timpul de pregătire al cafelei este mai mic cu atât cafeaua trebuie să fie mai fin măcinată.

Dozarea cafelei. Unul dintre paşii cei mai importanţi în prepararea unei cafele bune este folosirea proporţiei potrivite de cafea şi apă. Această proporţie diferă în funcţie de reţeta folosită. Cele mai bune dozări se produc prin combinarea mai multor tipuri de cafea din diferite părţi ale lumii. Proprietăţile şi caracteristicile lor variate se combină pentru a asigura un echilibru de buchet şi aromă.

Amestecurile de varietăţi Arabica pură tind spre o cafea mai moderată şi mai aromată, în timp ce amestecurile de Arabica şi Robusta au o pulpă mai bogată şi o aromă mai puternică.

Apa. O ceaşcă cu cafea conţine 98% apă, din această cauză apa folosită la prepararea cafelei trebuie să fie curată. Pentru a obţine gustul şi aroma cafelei apa trebuie încălzită până aproape de punctul de fierbere, 96°C.

31


Prospeţimea cafelei. Ca în cazul oricărui produs alimentar, şi în cazul cafelei este de preferat să se consume proaspătă. Oxigenul, căldura, lumina şi umezeala sunt principalii factori care duc la pierderea calităţii cafelei.

Pentru a păstra prospeţimea cafelei, aceasta trebuie ţinută într-un recipient, opac, închis ermetic şi la temperatura camerei.

Nu este indicat, în cazul cafelei folosite zilnic, păstrarea acesteia în frigider sau congelator, întrucât aerul cald pătruns în recipient la fiecare utilizare condensează.Cafeaua boabe se păstrează proaspătă mai mult timp decât cea măcinată, deoarece suprafaţa de contact cu oxigenul este mult mai mică. De aceea pentru rezultate cât mai bune cafeaua trebuie măcinată înainte de utilizare.

2.2.6. – Exportul cafelei

Datorită exportului cafelei din ţările cultivatoare, boabele de cafea ajung în ceştile de cafea pe care le consumăm în fiecare dimineaţă. În ultimul secol cultivarea şi exportul cafelei din zonele de producţie au luat o mare amploare. Cafeaua este consumată în aproape fiecare ţară din lume, ceea ce înseamnă că este importantă atât pentru producător cât şi pentru consumator. Totuşi, înainte de expediere, boabele de cafea trebuie inevitabil depozitate undeva. Pentru a împiedica alterarea sau pierderea calităţii se iau anumite măsuri de precauţie, printre care acordarea unei atenţii deosebite umidităţii, locaţiei unităţii de depozitare şi duratei depozitării.

2.2.7. – Degustarea cafelei

Degustarea cafelei este un proces riguros care necesită foarte multă atenţie. Cafeaua este analizată de un expert care evaluează calitatea cafelei şi îi determină caracteristicile. În primul rând, degustătorul evaluează boabele verzi şi le examinează aspectul. Apoi, o cantitate mică de boabe este prăjită în prăjitorul laboratorului, după care se testează aroma şi savoarea. Se prepară o infuzie de cafea în apă care este „mirosită”. După aproximativ trei minute, cafeaua pregătită cu apă este amestecată uşor şi mirosită din nou. Spuma care rezultă este dată la o parte şi începe procesul de degustare. Degustătorul ia o linguriţă de cafea şi este „mestecată” uşor înainte de a fi scuipată. Procedura se repetă cu toate mostrele şi se stabilesc anumite note din fiecare eşantion. Degustătorul analizează criterii cum ar fi aciditatea, corpolenţa, aroma şi savoarea.

2.2.8. – Aroma cafelei

32


În urma unor teste senzoriale pe 19 tipuri de cafea măcinată şi prăjită, sigilată de producători, experţii Centrului de Cercetări şi Expertize Mărfuri Alimentare, din cadrul Catedrei de Merceologie şi Managementul Calităţii (Academia de Studii Economice Bucureşti), au putut stabili un top al celor mai aromate tipuri de cafea existente pe piaţa românească. După testarea şi analizarea probelor, Nova Brasilia Select, Tchibo Mocca, Elita Selected şi Tchibo Exclusive au fost desemnate ca având cele mai pronunţate arome şi gusturi, acestea reprezentând cea mai bună alegere pentru un consumator. Totuşi, din toate probele analizate, nici una nu s-a ridicat la calificarea maximă de cinci stele.

Studiul de piaţă a fost comandat de Asociaţia pentru Protecţia Consumatorilor (APC) România. Băuturile de cafea obţinute au fost degustate de zece degustători experţi care au analizat gustul, aroma şi mirosul. Ei au verificat intensitatea acestor parametri şi au efectuat o ierarhizare calitativă a probelor, exprimată şi prin raportul calitate/preţ. În funcţie de acest raport per 100 grame de produs, probele au fost ordonate şi în funcţie de preţul de la data respectivă. Fiind cea mai ieftină dintre cele patru clasate pe locul întâi, Nova Brasilia Select a ocupat poziţia cea mai înaltă a calităţii de ansamblu la preţul cel mai mic, fiind catalogată drept "cea mai bună cumpărătură".

Arabica, cea mai bună. Cafeaua se obţine prin prelucrarea seminţelor arborelui Coffea, care creşte în ţările tropicale. Există multe specii de arbori de cafea, dar dintre ele Coffea Arabica, Coffea Robusta şi Coffea Liberica au valoare economică şi sunt cultivate în plantaţii. Cafeaua Arabica este considerată de calitate superioară faţă de alte tipuri. Varietăţile cele mai valoroase de cafea Arabica sunt Mocca, cu boabele sale mici, dure şi rotunde şi cu o aromă foarte pronunţată şi varietatea Bourbon, cu boabele ascuţite, care provine din Insulele Reunion. Prin denumirea Cafea de Brasilia se înţelege cafeaua Arabica cultivată în Brazilia, iar prin denumirea Cafea Milds – cafeaua Arabica provenită din alte ţări.

Aroma, obţinută din peste 40 de substanţe. Aroma cafelei este una din cele mai importante însuşiri. Conform experţilor de la Centrul de Cercetări şi Expertize Mărfuri Alimentare, la formarea aromei cafelei contribuie peste 40 de substanţe existente în cafeaua crudă sau formate prin prăjire. Aroma poate varia de la un lot la altul şi este dată, în primul rând, de varietatea din care fac parte arborii de cafea, de modul în care au fost îngrijiţi, de condiţiile de cultură, de calitatea boabelor, a solului şi de caracteristicile zonelor geografice. Aroma se păstrează greu, fiecare firmă producătoare având propriile secrete de fabricaţie, care se referă la selectarea anumitor varietăţi crescute în condiţii climatice speciale şi păstrarea unui raport între acestea. Firmele producătoare de cafea depun eforturi intense atât în a selecta soiurile, cât şi în a menţine complexul

33


aromatic compus din cafeol şi alte substanţe volatile, pentru a obţine o calitate constantă şi controlată a izului, aromei şi gustului.

2.3. – Fabricarea cafelei solubile

Ca şi prepararea cafelei prăjite, fabricarea unei cafele solubile de calitate superioară depinde în mod esenţial de amestecul de boabe de cafea pregătit pentru obţinerea acestui produs. Se utilizează în general amestecuri de cafea Braziliană, din America Centrală şi Africa de Sud.

Un rol important în fabricarea cafelei solubile joacă şi modul în care a fost condus procesul de prăjire a boabelor de cafea verde. Ideea obţinerii acestui nou produs s-a născut cu ani în urmă, datorită progresului tehnic la care a ajuns astăzi omenirea, precum şi datorită vieţii noastre trepidate, factori care au impus găsirea unor soluţii de a se extrage din boabele de cafea prăjită „esenţa” acestora, evidenţiată prin: aromă, gust, parfum şi savoarea cafelei solubile.

Este deci evident faptul că preţul cafelei solubile îl depăşeşte cu mult pe cel al cafelei livrate sub formă de boabe de cafea prăjite măcinate, datorită pierderii de substanţă înregistrate prin îndepărtarea „zaţului” în urma procesării cafelei măcinate. În al doilea rând, trebuie avute în vedere şi costurile suplimentare suportate de fabricanţii de cafea solubilă la deshidratarea concentratului de cafea, utilizat ca materie primă în obţinerea acestui produs.

Există mai multe metode de solubilizare a concentratului de cafea, care de fapt este cel obţinut menajer. Acest concentrat de cafea din care se extrage cafeaua solubilă este, de fapt, lichidul compus din apa potabilă în amestec cu cafeaua prăjita şi măcinată fin. Concentratul de cafea este filtrat cu ajutorul unor filtre foarte fine, obţinute prin îndepărtarea reziduurilor, extractul de cafea, care constituie materia primă pentru fabricarea cafelei solubile. Conţinutul în extract a concentratului de cafea variază între 30,3 şi 35,6%, în funcţie de varietatea şi originea sortului de cafea folosit. Extractul de cafea este supus mai departe deshidratării, prin diferite procedee tehnologice:

- Deshidratarea sub vid sau prin cilindri: extractul de cafea lichid este trecut printr-o cameră de evaporare sub vid şi expus direct sub formă de peliculă pe suprafaţa „lissa” a doi cilindri, încălziţi în interior şi care se rotesc concomitent de la exterior către interior. Datorită căldurii radiate de aceşti cilindri, apa din extractul de cafea se evaporă instantaneu, iar cele două cutiuţe plasate le exteriorul fiecărui cilindru desprind şi adună pudra de cafea solubilă formată astfel. Mai departe, cafeaua solubilă este aspirată şi trecută prin site foarte fine, după care este ambalată ermetic sub vid, în flacoane de sticlă, cutii de tablă de aluminiu sau în pungi de mase plastice metalizate în interior şi închise prin sudare la cald. Capacitatea acestor ambalaje variază de la 100-250 grame, în funcţie de cererea pieţei şi de fabrica producătoare.

34


- Deshidratarea prin pulverizare sau atomizare: prin acest sistem de deshidratare extractul lichid de cafea este pulverizat foarte fin sub formă de ceaţă prin conducte cu duze foarte fine amplasate la partea laterală a unei coloane din oţel inoxidabil, de formă conică. Prin partea superioară a acestei coloane se introduce aer cald uscat, care întâlnind în calea sa extractul de cafea îl deshidratează instantaneu, iar concomitent, aerul umed este evacuat prin cealaltă parte laterală a acestei coloane conice, în urma deshidratării instantanee a extractului de cafea, se obţine prin cădere liberă cafeaua solubilă sub formă de pudră. Aceasta este aspirată mai departe pe la partea inferioară a acestui rezervor şi este apoi ambalată sub vid după sistemul şi în tipul de ambalaje amintite.

- Deshidratarea prin liofilizare sau sublimare: este unul dintre cele mai moderne şi mai costisitoare sisteme de deshidratare a extractului de cafea utilizate la fabricarea cafelei solubile. Se va descrie succint modul de obţinere a cafelei solubile prin acest sistem de sublimare a apei sau deshidratare la rece. Extractul de cafea este mai întâi congelat rapid, la temperaturi foarte scăzute de la –10 la –40oC, în instalaţii speciale de liofilizare. Extractul de cafea congelat este apoi încălzit rapid până la o temperatură normală şi apoi răcit sub vid la o presiune absolută de 2-0,1 mm Hg, când practic se produce procesul de sublimare. Concomitent se produce şi evaporarea apei, fără ca gheaţa să se topească. Vaporii de apă sunt evacuaţi forţat, iar cafeaua solubilă obţinută sub formă de pudră cristalizată este aspirată şi ambalată sub vid în ambalaj.

În S.U.A. cafeaua solubilă liofilizată este consumată în proporţie de numai 22%, în timp ce în ţările europene acest procent atinge chiar 88%. Prin deshidratarea extractului de cafea la rece sau prin liofilizare, cafeaua solubilă îşi păstrează mult mai bine calităţile gustative, prospeţimea, aroma, gustul şi savoarea, comparativ cu celelalte două sisteme prezentate înainte.

Cafeaua solubilă fără cofeină. În constituţia boabelor de cafea intră şi cofeina, care este o bază purică (trimetil-xantina), omologul superior al theobrominei (dimetil-xantina), alcaloid, care se găseşte în boabele de cacao.

Cantitatea de cofeină ce se găseşte în boabele de cafea crudă variază în general între 1,5 şi 2,5%, în funcţie de originea şi sortul de cafea care este examinat. Astfel, la cafeaua din sortul Arabica, cofeina variază de la 1 la 1,5%, iar sortul de cafea Robusta, aceasta reprezintă un procent ridicat, respectiv între 2 şi 2,5%. Cantitatea de cofeină conţinută într-o ceaşcă normală de cafea este aproximativ de 0,1 g şi are proprietatea de a stimula apetitul şi de a favoriza în acelaşi timp şi digestia, eliminându-se complet din organism după 24 de ore. Este cunoscut faptul că acest alcaloid, odată ingerat, provoacă organismului uman anumite reacţii, al căror efect poate fi benefic şi stimulator pentru persoanele tinere, în schimb, pentru cele în vârstă sau bolnave de inimă, absorbţia unei doze puternice de cofeină poate genera chiar efecte nocive. Pentru a se evita ajungerea la asemenea rezultate negative, boabele de cafea se

35


decofeinizează pe cale industrială. Acestea sunt umectate într-o baie de vapori în interiorul unui recipient inoxidabil, timp în care canalele intercelulare sunt lărgite şi penetraţia este astfel ameliorată. Se adaugă apoi un dizolvant care are proprietatea de a dizolva cofeina din boabele de cafea. După extragerea cofeinei, aceasta se reţine şi boabele de cafea sunt aspirate, spălate în vapori, uscate şi apoi ambalate în saci de iută. De regulă, conţinutul în cofeină al boabelor de cafea decofeinizate variază între 0,02 şi 0,05%. Eliminarea cofeinei din boabele de cafea verde antrenează unele pierderi care ajung până la 5%, materializate prin dispariţia unor ceruri care duc la obţinerea unei cafele mai digerabile. Pierderile care se produc prin eliminarea cofeinei sunt însă mult mai reduse în raport cu cele ce se obţin la prăjirea cafelei. Cofeina astfel extrasă este utilizată în industria farmaceutică, iar cafeaua fără cofeină poate fi consumată astfel şi de persoanele în vârstă.

2.4. – Surogatele sau înlocuitorii de cafea

Surogatele de cafea sunt produse vegetale prăjite şi măcinate care servesc la înlocuirea cafelei naturale. Aceste produse nu conţin cofeină şi cafeol, însă conţin alte substanţe gustative şi aromate, care se formează în timpul prăjirii. Aceste substanţe activează secreţia gastrică şi sunt inofensive asupra organismului uman la orice vârstă. Din punct de vedere al compoziţiei chimice, surogatele de cafea se împart în cinci mari grupe:

- surogate obţinute din produse care conţin inulină: cicoare, napi, scorţişoară;

- surogate obţinute din produse bogate în zahăr, smochine, morcov, sfeclă, coajă de pepene şi roşcove dulci;

- surogate obţinute din produse bogate în amidon: ghindă, castane, orz, ovăz, secară, porumb, grâu şi malţ de orz;

- surogate obţinute din produse bogate în grăsimi: sâmburi de struguri, de coarne şi de prune sălbatice, nuci de cedru, jir, migdale, arahide, sâmburi de curmale şi alune;

- surogate obţinute din produse bogate în proteine: soia, năut, fasole, mazăre comestibilă.

Materiile prime utilizate la prepararea surogatelor de cafea trebuie să fie curate, nealterate, neinfestate, lipsite de substanţe toxice şi mirosuri străine şi să aibă un conţinut de hidraţi de carbon destul de ridicat, pentru a permite dezvoltarea aromei specifice produsului. Surogatele obţinute din aceste produse nu sunt identice din punct de vedere al calităţii lor. Producătorii de surogate întrebuinţează însă numai acele produse din care se pot obţine surogate de cafea de calitate superioară.

36


Surogatele de cafea cele mai apreciate sunt cele fabricate din ovăz prăjit în proporţie de 70% şi cicoare 30%. De asemenea, boabele de soia (soja hispida) reprezintă un surogat foarte important în industria de cafea. Soia se caracterizează printr-un conţinut bogat în substanţe proteice (până la 40%) şi în grăsimi, până la 18%. Prin prăjire, gustul neplăcut al boabelor de soia se reduce foarte mult, astfel că în amestec cu alte surogate de cafea se obţine o băutură cu un gust plăcut şi catifelat. Surogatele obţinute din boabe de soia dezodorizate au un gust şi mai plăcut. Surogatele de cafea trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de calitate: să conţină o cantitate de apă de cel mult 8%; conţinutul în cenuşă totală (raportat la substanţa uscată) trebuie să fie cel mult 5,5%, iar pentru cicoarea prăjită, până la 8%.

Conţinutul în substanţe solubile în apă (la fierbere timp de 5 minute) trebuie să prezinte următoarele valori (raportat la substanţa uscată): pentru surogatele de cafea de calitatea I, cel puţin 60%, pentru calitatea a II-a, minimum 40%, iar pentru calitatea a III-a cel puţin 20%.

Gradul de măcinare: surogatele de cafea trebuie să atingă următorii parametri: trecerea completă a cafelei măcinate prin sita nr. 5 şi numai o mică parte trebuie să treacă prin sita nr. 8. Aceasta nu trebuie să depăşească 10% din cantitatea totală. Se admite un conţinut în impurităţi de fier de cel mult 10 mg pentru 1 kg de produs.

Ambalarea surogatelor de cafea se face în cutii din carton sau pungi din hârtie sau mase plastice, metalizate în interior şi sudate la cald, de diferite capacităţi: 100, 150, 200, 250 şi 300 g şi reambalate în cartoane închise cu bandă adezivă. Ambalajele trebuie să fie inscripţionate cu indicaţii precise asupra conţinutului, proporţia în amestec, data fabricaţiei, firma producătoare şi termenul de valabilitate.

Depozitarea surogatelor de cafea se va face în încăperi curate, uscate, fără paraziţi de carantină sau depozit, la o temperatură de circa 18°C şi o umiditate relativă a aerului de 75%. Lăzile care conţin surogate de cafea se vor aranja pe grătare în stive cu spaţii de trecere de circa 70 cm, în vederea asigurării unei bune ventilaţii, pe toată durata depozitării. Este interzisă depozitarea surogatelor de cafea în vecinătatea altor mărfuri cu mirosuri specifice.

37


CAPITOLUL – 3 – PARTEA EXPERIMENTALĂ DETERMINAREA PROPRIETATILOR FIZICE ALE CAFELEI

Pentru pregătirea probelor de cafea s-au luat în lucru 200g din fiecare sortiment și 200 ml de apă. Apa s-a încălzit la 1000C dupa care s-a adaugat cafeaua și fiecare sortiment de cafea s-a fiert în parte timp de 5, 10 și respectiv 15 minute.

După fierbere probele au fost răcite și supuse determinărilor .

3.1 – DETERMINAREA pH-ULUI SOLUŢIILOR

Consideraţii teoretice Apa are un caracter amfiprotic, echilibrul reacţiei protolitice H2O + H2O

= H3O+ + HO- exprimându-se prin următoarea constantă de ionizare :

Deci apa suferă o reacţie de autoprotoliză, care în formă simplificată se prezintă ca o reacţie de ionizare.

și

Gradul de ionizare al apei este foarte mic α = 2*10-9, echilibrul reacţiei este mult deplasat spre stânga, astfel că în aceste condiţii concentraţia apei la echilibru rămâne constantă şi poate fi inclusă în Ki.

Ki [H2O] = [H3O+] [HO-] = Kw (KH2O) numit produs ionic al apei

38


Mărind concentraţia în ioni de hidrogen, concentraţia în ioni [OH -] scade, astfel încât produsul ionic KH2O rămâne constant.

Definiţie: pH – ul reprezintă logaritmul zecimal cu semnul schimbat al concentraţiei ionilor de hidrogen într-o soluţie :

pH = - log [H3O+] = colog [H3O+].

În mod similar poate fi definit pOH – ul:

pOH = - log [OH-] = colog [OH-].

Între pOH şi pH există relaţia următoare :

pH + pOH = 14.

Pentru apa pură pH-ul şi pOH-ul sunt egale valoarea lor fiind egală cu - log 10-7 = 7.

Valorile pH-ului şi pOH-ului corespunzătoare diferitelor concentraţii ale ionilor hidroniu sau hidroxid alcătuiesc scara acidităţii şi bazicităţii.

Mediu Acid Neutru Bazic pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

[H3O+] 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14

[HO-] 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1

pOH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Tabelul 3.1. – Valori ale pH-ului

pH-ul se poate determina cu ajutorul indicatorilor, cu metoda potenţiometrică sau cu ajutorul pH-metrului.

Determinarea pH-ului cu ajutorul indicatorilor

Indicatorii de pH (acido – bazici) sunt substanţe organice a căror formă acidă sau bazică (moleculară) are o altă culoare decât baza sau acidul conjugat. Dacă aciditatea soluţiei se modifică (de exemplu prin neutralizare cu o bază) indicatorul îşi schimbă culoarea. Schimbarea culorii indicatorului este legată de o modificare de structură şi are loc într-un interval numit interval de viraj, specific fiecărui indicator.

39


Echilibrul de ionizare al unui indicator este:

de unde se poate deduce:

sau

Deoarece culoarea indicatorului este sensibilă la variaţiile de pH se admite că forma acidă [H ln] dă culoarea atunci când concentraţia sa este de 10 ori mai mare decât

[ln-], deci [H ln] = 10 [ln-].

Forma bazică conjugată dă culoarea atunci când [ln-] = 10 [H ln]. Indicatorul trece de la forma acidă la forma bazică atunci când pH-ul variază de la pK -1 la pK +1. Intervalul de viraj este în general de 2 unităţi de pH şi este o măsură a sensibilităţii indicatorului.

Aparatură necesară • Set soluţii indicatori în sticle picurătoare; • Soluţii de analizat: acide (HCl, H2C2O4), bazice (NaOh, NH4OH) şi

de diferite pH-uri; • Cilindru gradat de 10 cm3; • Stativ de eprubete; • Hârtie indicatoare de pH.

Determinarea mediului acid sau bazic

Mod de lucru: În 6 eprubete se introduc câte 2-3 cm3 apă distilată. În 3 dintre aceste eprubete se introduce apoi câte o picătură de metiloranj, iar în celelalte 3 câte o picătură de fenolftaleină, notându-se culoarea acestora. În 2 eprubete ce conţin indicatorul metiloranj şi fenolftaleină se introduc 2-3 picături de soluţie HCl notându-se de asemeni culoarea indicatorilor. În acelaşi mod în alte 2 eprubete pereche se introduc 2-3 picături de soluţie NaOH notându-se culoarea indicatorului. Se repetă opera-iile pentru 2 soluţii necunoscute indicând în tabel mediul acid sau bazic.

40


Soluţie de analizat Indicator Reacţie soluţie Metiloranj Fenolftaleină Acidă Neutră Bazică

Apă distilată Galben Incolor - - - Soluţie cu HCl Roşu Incolor Da - -

Soluţie cu NaOH Galben Roz - - Da Soluţie X1

Soluţie X2

Soluţie X3

Tabelul 3.2. – Virajul culorii indicatorilor de pH.

În acest scop se foloseşte un set de indicatori al căror domeniu de viraj cuprinde scara de pH 0 - 14 conform tabelului:

2. Determinarea pH-ului cu set de indicatori

Nr. ind. Indicator Culoare Interval de pH la viraj Culoare I Albastru de timol Roşu 1,2 - 2,8 Galben II Metiloranj Roşu 3,1 - 4,4 Galben II Roşu de metil Roşu 4,4 - 6,2 Galben

IV* Albastru de bromtimol Galben 6,2 - 7,8 Albastru V Roşu crezol Galben 7,2 - 8,8 Roşu - violaceu VI Fenolftaleină Inclolor 8,2 - 10 Roşu VII Timolftaleină Incolor 9,3 - 10,5 Albastru VIII Trepeolin 0 Galben 11,0 - 13,0 Brun-portocaliu

* Turnesol Roşu 5,0 - 8,0 Albastru IX Verde de bromcrezol Galben 3,6 - 5,2 Albastru

Tabelul 3.3. – Tipuri de indicatori și virajul culorii acestora

Mod de lucru: Într-o eprubetă se introduc 2-3 cm3 soluţie de analizat şi 1-2 picături indicator IV urmărindu-se culoarea obţinută. Culoarea galbenă indică un pH<7 iar culoarea albastră un pH>7. Dacă soluţia este cu pH<7 se introduc 2-3 cm3 soluţie de analizat şi se adaugă 1-2 picături indicator I. Dacă se obţine culoarea roşie pH-ul este < 1,2 iar dacă se obţine culoarea galbenă pH-ul este > 2,8. Se repetă în continuare acest procedeu notându-se în caiet observaţiile până

41


când se stabileşte că pH-ul este cuprins într-un interval cât mai restrâns. De exemplu: între 4,4 - 6,2 culoarea roşie a indicatorului III şi galbenă a indicatorului IV. Se compară apoi rezultatul cu valoarea pH-ului măsurat cu hârtia universală de pH.

Determinarea pH-ului cu ajutorul pH-metrului

Caracteristici tehnice ale aparatului • Moduri de funcţionare: pentru măsurarea pH-ului şi potenţialului

redox • Precizie de măsură pH: 0,00 - 14,00/ ± 0,01pH;

MV: ± 1250 mV/ ± 1 mV oC: 0,0 - 100 oC / ± 0,2 K

• Timp de funcţionare cu acumulator: 70 ore cu baterie: 500 ore

• Temperatura de lucru: (-5 ÷ 50) oC; • Dimensiuni 303*117*413 mm • Greutate: 0,3 kg.

Descrierea trusei de măsură

Descrierea pH-metrul portabil

pH-metrul conţine un ecran de afişare cu cristale lichide şi 3 taste:

42


• Moduri de funcţionare: măsurarea pH şi potenţial redox • Precizie de măsură pH: 0,00 - 14,00/ ± 0,01pH; MV: ± 1250 mV/ ± 1

mV oC: 0,0 - 100 oC / ± 0,2 K • Timp de funcţionare cu acumulator: 70 ore cu baterie: 500 ore • Temperatura de lucru: (-5 ÷ 50) oC;

Mod de lucru: Înaintea efectuării măsurătorilor se face calibrarea aparatului. Acesta constă în: selectăm modul de calibrare iar apariţia mesajului se introduce senzorul în soluţiei de calibrat C 1(STP 7). Se apasă tasta MODE RUN, moment în care instrumentul determină o valoare stabilă. Senzorul se clăteşte în apă distilată iar mai apoi la apariţia celui de-al doilea mesaj, acesta se introduce în cea de-a doua soluţie de calibrare. Această soluţie C 2 ( STP 4 sau STP 10) va fi aleasă funcţie de domeniul de măsurare dorit (acid STP 4, sau alcalin STP 10). Se determină din nou o valoare stabilă. Se apasă scurt tasta MODE RUN şi mai apoi se trece la măsurarea propriu-zisă.

Măsurarea potenţialului redox: Se apasă tasta MODE RUN până la selectarea modului "mV". Se imersează senzorul în soluţie şi se citeşte potenţialul redox. Se recomandă ca membrana electrodului să se păstreze în permanenţă umedă, iar în timpul pauzelor de măsurare să se acopere cu capacul.

Măsurarea directă a pH-ului: La determinarea pH-ului unei soluţii se foloseşte electrodul de hidrogen şi de sticlă deoarece potenţialul care apare la interferenţa membrană de sticlă - soluţie este determinat exclusiv de concentraţia ionilor de H2 prezenţi în soluţia în care a fost introdus. Prin apăsarea tastei MODE RUN se selectează modul "pH". Se imersează senzorul în soluţie, se scoate se clăteşte cu apă distilată, după care se imersează încă o dată citind valoarea pH-ului afişată pe ecran.

43


Măsurarea temperaturii: Se apasă tasta MODE RUN până la selectarea modului " oC ". Se imersează în soluţie şi se citeşte temperatura.

Compensarea temperaturii: Acesta se face doar pentru determinarea în mod direct a pH-ului şi ea se poate manual sau automat. Pentru compensarea manuală temperatura de referinţă se alege astfel: se apasă tasta MODE RUN până obţinem domeniul " oC ", se afişează temperatura ajustată anterior, după care din tasta ▲▼ ajustăm această temperatură.

Determinarea pH-ului la sortimentul de cafea ( A ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .

Proba Cafea (A) 5` 5.78



DETERMINAREA pH-ului

5.10

5.20

5.30

5.40

5.50

5.60

5.70

5.80

5.90

Proba Cafea (A) 5` Proba Cafea (A) 10` Proba Cafea (A) 15`

Timp de fierbere

pH Series1

44


Determinare apH-ului la sortimentul de cafea ( B ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .


5.55

5.60

5.65

5.70

5.75

5.80

5.85

Proba Cafea (B) 5` Proba Cafea (B) 10` Proba Cafea (B) 15`

Timp de fierbere

pH Series1

Determinarea pH-ului la sortimentul de cafea ( C ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .

Proba Cafea (C) 5` 5.79Proba Cafea (C) 10` 5.93Proba Cafea (C) 15` 5.69

Proba Cafea (B) 5` 5.82Proba Cafea (B) 10` 5.71Proba Cafea (B) 15` 5.67

45



5.55

5.60

5.65

5.70

5.75

5.80

5.85

5.90

5.95

Proba Cafea (C) 5` Proba Cafea (C) 10` Proba Cafea (C) 15`

Timp de fierbere

pH Series1

Determinarea pH-ului la sortimentul de cafea ( D ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .

Proba Cafea (D) 5` 5.28Proba Cafea (D) 10` 5.58Proba Cafea (D) 15` 5.62


5.10

5.20

5.30

5.40

5.50

5.60

5.70

Proba Cafea (D) 5` Proba Cafea (D) 10` Proba Cafea (D) 15`

Timp de fierbere

pH Series1

3.2. – DETERMINAREA TURBIDITĂȚII SOLUŢIILOR

Turbiditatea cafelei se datorează prezenţei în cafea a particulelor foarte fine (organice şi anorganice) ce se află în suspensie şi care nu sedimentează în timp.

46


Turbiditatea sau tulbureala reprezintă efectul optic de împrăştiere a unui flux luminos la trecerea printr-un mediu fluid care conţine particule în suspensie sau în stare coloidală.

Turbiditate are ca unitate de măsură:

Grade de turbiditate sau grade de siliciu ce reprezintă dispersia razei incidente la trecerea ei printr-o suspensie ce conţine un miligram de dioxid de siliciu într-un decimetru cub de apă – 1 grad de turbiditate corespunde la 1 mg SiO2/litru apă.

Unităţi nefelometrice de turbiditate – UNT sau NTU. 1 NTU = 0,13 grade de siliciu

Unităţi de turbiditate de formazină – UTF sau FTU care reprezintă dispersia razei incidente la trecerea ei printr-o suspensie ce conţine 0,5 mg formazină într-un litru de apă.

1 FTU = 0,13 grade de siliciu

Determinarea cantitativă a turbidităţii se realizează în laborator cu turbidimetrul sau spectrofotometrul.

Determinarea turbidităţii cu turbidimetrul are la bază efectul Tyndall conform căruia apa tulbure devine strălucitoare dacă este traversată de un fascicul luminos, datorită faptului că particulele în suspensie difuzează lateral o parte din razele luminoase.

Determinarea spectrofotometrică se bazează pe măsurarea absorbţiei luminii de către particulele aflate în suspensie.

Mod de lucruSe calibrează aparatul folosind soluţiile standard FTU=0 şi FTU=10 ,

folosindu-se aceeaşi cuvă;Se introduce proba de analizat într-o cuvă curată până la 0,5 cm de la

partea superioară a cuvei; Înainte de închiderea capacului se agită pentru eliminarea bulelor de aer;Se şterge exteriorul cuvei pentru a elimina urmele de grăsime sau mizerie

(în special la baza cuvei);

47


Se plasează cuva în turbidimetru (colorimetru) cu semnul de pe capacul cuvei îndreptat spre ecran;

Se apasă butonul READ şi după aproximativ 25 de secunde se citeşte valoarea turbidităţii pe scala turbidimetrului, în FTU.

Determinarea turbidității la sortimentul de cafea ( A ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .

Proba Cafea (A) 5` 397.9Proba Cafea (A) 10` 573.8Proba Cafea (A) 15` 373.1

DETERMINAREA TURBIDITATII

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0


Timp de fierbere

Tu

rbid

itat

e

Series1

Determinarea turbidității la sortimentul de cafea ( B ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .


48



420.0

440.0

460.0

480.0

500.0

520.0

540.0

560.0


Timp de fierbere

Tu

rbid

itat

e

Series1

Determinarea turbidității la sortimentul de cafea ( C ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .



0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0


Timp de fierbere

Tu

rbid

itat

e

Series1

Determinarea turbidității la sortimentul de cafea ( D ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute .


49



0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0


Timp de fierbere

Tu

rbid

itat

e

Series1

3.3 – DETERMINAREA INDICELUI DE REFRACŢIE AL UNUI LICHID CU REFRACTOMETRUL

Modificarea direcţiei de propagare a unei raze de lumină care trece dintr-un mediu în altul, la suprafaţa de separaţie dintre ele, se numeşte refracţie. Schimbarea direcţiei are loc conform legii refracţiei:

(1)

în care i este unghiul de incidenţă (format de raza incidentă cu normala la suprafaţa de separaţie)(fig. 3.1.), r este unghiul de refracţie (format de raza refractată cu normala la suprafaţa de separaţie), n1 este indicele de refracţie al mediului 1(din care vine raza), iar n2 este indicele de refracţie al mediului al doilea (în care trece raza). Din (1) se observă că dacă indicele de refracţie al mediului din care vine raza de lumină este mai mare decât cel al mediului al doilea, atunci unghiul de refracţie este mai mare decât cel de incidenţă şi se spune că raza refractată se îndepărtează de normală. În astfel de condiţii, mărind unghiul de incidenţă, unghiul de refracţie creşte, iar pentru un anumit unghi de incidenţă, denumit unghi limită l, când unghiul de refracţie atinge valoarea de 90º , raza refractată se propagă paralel cu suprafaţa de separaţie (fig. 3.2.). Din (1) se obţine uşor valoarea unghiului limită pentru două medii date:

(2)

50


Fig. - 3.1. Fig. - 3.2.

Dacă unghiul de incidenţă devine mai mare decât unghiul limită, raza de lumină nu mai trece în mediul al doilea şi se spune că are loc reflexia totală (internă) a luminii. Fenomenul reflexiei totale are numeroase aplicaţii, între care una marcantă este fibra optică, dar în cele ce urmează se descrie utilizarea sa pentru măsurarea indicelui de refracţie al unui lichid cu refractometrul Abbé.

In cazul lichidelor transparente, indicele de refracţie se poate determina cu ajutorul refractometrului. Principala piesă a acestuia este o prismă (A) de sticlă al cărei indice de refracţie N este cunoscut. Lichidul, al cărui indice de refracţie n urmează a fi măsurat, se pipetează pe suprafaţa prismei (B), opacă şi zgrunţuroasă, care nu permite scurgerea lichidului.

O rază de lumină (de obicei radiaţia galbenă emisă de sodiu, Na) trimisă tangent la suprafaţa de separaţie lichid-prismă, se va refracta sub unghiul limită (l) (deoarece n < N) şi va părăsi prisma sub unghiul i. Această rază emergentă poate fi reperată cu ajutorul unei lunete (O) (vezi Fig. 3.4.).

51

i

r

n1

n2

l

n1

n2<n1 90º


Fig. 3.3. – Mersul razei de luminăîntr-un refractometru

La intrarea în prisma A, legea refracţiei se scrie : , iar la ieşire:

(pentru aer, indicele de refracţie este egal cu 1). Din cele două relaţii

se deduce legătura dintre indicele de refracţie al lichidului analizat n, indicele prismei N şi unghiul i sub care se vizează raza emergentă:

n = (N2 - sin2i)1/2 (3)Cunoscând unghiul i se poate calcula valoarea lui n. În practică, la

refractometrul, indicele n se citeşte direct pe o scară gradată S.La refractometrul luneta (O) de observaţie este fixă. Se poate, în schimb,

roti blocul de prisme până ce în lunetă se poate vedea o linie de separaţie netă lumină-întuneric.

Obţinerea unei limite nete de demarcaţie se realizează cu ajutorul unui compensator de dispersie T, aflat la partea inferioară a lunetei. Acesta are rolul de a reuni fascicolul de raze colorate, dispersate de prismă, într-o rază albă, a cărei direcţie coincide cu direcţia razei limită galbenă. De aceea, indicele de refracţie al lichidului, care se citeşte printr-o lupă L, direct pe o scară în formă de sector circular S, corespunde indicelui de refracţie pentru lumina galbenă a unei lămpi de sodiu. Aşa deci, o particularitate importantă a refractometrului este faptul că permite folosirea luminii albe, reflectată de o oglindă aflată sub blocul prismelor.

l

π/2 -l

iLichid (n)

A (N )

O

B

52


Modul de lucru1. Se identifică componentele refractometrului.2. Se desfac cele două prisme (A şi B) prin rotirea ghearei care le uneşte.

Se curăţă prisma cu vată şi alcool, apoi se pipetează 1-2 picături din lichidul analizat, după care se reunesc cele două prisme.

3. Se roteşte butonul compensatorului de dispersie până ce apare în lunetă o delimitare netă lumină-întuneric.

4. Prin rotirea butonului alidadei, se aduce linia de separare lumină-întuneric la intersecţia reperelor din lunetă. În această situaţie se citeşte prin lupa existentă , direct, indicele de refracţie al lichidului pentru temperatura ambiantă.

Pentru fiecare lichid analizat se fac mai multe măsurători calculându-se eroarea de determinare. Rezultatele se întabelează.

Nr. crt.

Lichidul t (oC) n·100 %

1…Z

Valoarea medie : , Z – numărul de măsurători

Eroarea absolută:

Eroarea relativă medie, exprimată în procente: %

Intervalul în care se află valoarea adevărată: .

Determinarea indicelui de refracție la sortimentul de cafea ( A ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.


53


DETERMINAREA INDICELUI DE REFRACTIE

1.3335

1.3340

1.3345

1.3350

1.3355

1.3360

1.3365

1.3370

1.3375


Timp fierbere

Ind

ice d

e r

efr

acti

e

Series1

Determinarea indicelui de refracție la sortimentul de cafea ( B ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.

Proba Cafea (B) 5` 1.3355




1.3350

1.3352

1.3354

1.3356

1.3358

1.3360

1.3362

1.3364


Timp de fierbere

Ind

ice

de

refr

acti

e

Series1

Determinarea indicelui de refracție la sortimentul de cafea ( C ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.


54



1.3320

1.3330

1.3340

1.3350

1.3360

1.3370

1.3380

1.3390

1.3400

1.3410


Timp de fierbere

Ind

ice d

e r

efr

acti

e

Series1

Determinarea indicelui de refracție la sortimentul de cafea ( D ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.


DETERMINARE INDICELUI DE REFRACTIE

1.3340

1.3345

1.3350

1.3355

1.3360

1.3365

1.3370

1.3375

1.3380


Timp de fierbere

Ind

ice d

e r

efr

acti

e

Series1

3.4. – DETERMINAREA CONDUCTIVITĂȚII SOLUŢIILOR

Conductivitatea electrică (numită și conductibilitatea electrică specifică) este mărimea fizică prin care se caracterizează capacitatea unui material de a permite transportul sarcinilor electrice atunci cînd este plasat într-un cîmp electric. Simbolul folosit pentru această mărime este de obicei σ (litera grecească sigma), iar unitatea de măsură este siemens pe metru (S·m−1).

55


Mărimea inversă conductivității este rezistivitatea electrică, cu simbolul ρ (litera grecească ro) și unitatea de măsură ohm metru (Ω·m).

Următorii termeni sînt înrudiți cu conductivitatea electrică dar au semnificații diferite:

Conductibilitatea electrică este proprietatea materialelor de a permite trecerea curentului electric.

Conductanța electrică este mărimea care exprimă capacitatea a unui conductor sau circuit dat de a conduce curentul electric. Conductanța se măsoară în siemens (S) și este mărimea inversă rezistenței electrice măsurate în ohmi (Ω).

De exemplu, în conductoare, datorită agitației interne, multitudinea de electroni ce se deplasează de la un atom la altul, poate fi asimilată cu un gaz electronic în care interacțiunile dintre electroni sunt neglijabile. Se ține cont că electronii se ciocnesc cu ionii pozitivi metalici după parcurgerea drumului liber mijlociu, cu o viteză calculabilă. Datorită agitației interne naturale, electronii au viteze diferite, precum și direcții, sensuri, putându-se calcula o viteză medie de grup:

unde: k = 1,38.10 − 23[JK − 1], iar T este temperatura absolută [K]

Dacă se aplică din exterior un câmp electric conductorului, electronii smulși de câmp au o anumită direcție, sens și viteză calculabilă. Dacă se ține cont de interacțiunile dintre electroni, aceștia având o anumitâ masâ, curbeazâ spațiul în jurul lor, modificând traiectoriile date de ciocnirile cu structura cristalină a conductoarelor, o parte din energie transformându-se într-un element gravitațional, generând o oglindă deformatoare a timpului în raport cu masa.

Determinarea conductibilității la sortimentul de cafea ( A ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.


56


DETERMINAREA CONDUCTIBILITATII

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00


Timp de fierbere

Co

nd

ucti

bil

itate

Series1

Determinarea conductibilității la sortimentul de cafea ( B ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.



3.40

3.60

3.80

4.00

4.20

4.40

4.60

4.80


Timp de fierbere

Co

nd

uct

ibil

itat

e

Series1

Determinarea conductibilității la sortimentul de cafea ( C ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.


57



0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00


Timp de fierbere

Co

nd

ucti

bil

itate

Series1

Determinarea conductibilității la sortimentul de cafea ( D ) fiert la 5, 10 si respectiv 15 minute.



0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00


Timp de fierbere

Co

nd

ucti

bil

itate

Series1

CAPITOLUL – 4 – DRTERMINARI ȘI ANALIZE FIZICO CHIMICE

4.1. – Extracția cafeinei din boabele de cafea4.1.1. – Introducere Cafeina (1,3,7 – trimetilxantina) se găseşte în boabele de cafea (circa 1%),

în frunzele de ceai (până la 5%), în nucile de cola (3%) şi în alte plante tropicale.

58


Are proprietăţi diuretice mai slabe decât ale dimetilxantinelor (teobromina, teofilina), în schimb este un excitant al sistemului nervos central şi un stimulent al inimii, întrebuinţat în medicină. Cafeina, necesară pentru acest scop, se extrage din ceai şi din cafea. Se prepară şi industrial din acid uric.

Ca stimulent, cafeina se foloseşte sub forma unui amestec cu benzoat de sodiu – Cafeină natriu benzoică – în stările de şoc, colaps de origine centrală, intoxicaţii cu sedative, opiacee şi alcool.

4.1.2. – Materiale şi metodeExtracţia cafeinei din diverse soiuri de cafeaSe va determina experimental conţinutul de cafeină din cafea prăjită

proaspăt măcinată şi din cafea fiartă.Principiul general al metodei constă în extracţia cafeinei din probă cu

cloroform, la reflux, în prezenţa alcaliilor, urmată de trecerea extractului cloroformic pe o coloană de alumină activă pentru îndepărtarea componentelor nedorite, solubile în cloroform. În final, conţinutul de cafeină al probei se determină prin analiza spectrofotometrică a extractului cloroformic diluat şi determinarea absorbţiei specifice a probei la 277nm.

Antrenarea cu vapori de apă la presiune scăzutăMaterialul vegetal (100 g boabe de cafea măcinte) şi s-a introdus într-un

balon cu fund rotund de 1000 ml, cu trei gâturi, apoi s-au adaugat 500 ml apă. Balonului i s-a ataşat la gâtul central un cap de distilare şi un refrigerent

59


descendent răcit cu apă care a fost conectat la un sistem de vidare (trompă de apă), iar la unul din gâturile laterale o pâlnie de picurare pentru completarea apei din balon. Sistemul s-a încâlzit pe o baie de apă şi s-a lucrat la o presiune de aproximativ 150-200 mm Hg (temperatură sub 80°C). S-a colectat distilatul până când nu s-a mai observat separare de ulei într-o probă de distilat (aproximativ 6 ore). Distilatul s-a colectat într-un vas florentin (figura 2.1), iar faza apoasă separată a fost utilizată pentru completarea apei din balonul de antrenare. Uleiul volatil brut s-a uscat pe CaCl2 şi s-a decantat. S-au obţinut 0.45 g ulei volatil (0.53 g). Randamentul total (raportat la pericarp) a fost de 0.9%.

Figura 4.1. – Vas florentin

4.1.3. – Analiza spectrofotometrica1. – Trasarea curbei de etalonare a cafeinei în cloroform.Se cântăreşte, cu precizie analitică, o probă de cafeină pură de

aproximativ 0,01 g care se dizolvă în cloroform şi se aduce la un volum final de 25 ml într-un balon cotat cu cloroform, obţinând soluţia standard. Din această soluţie se pipetează următoarele volume:

Nr. probă Sol. Cafeină (ml) CHCl3 (ml) Conc. Probă (g 105/ml)

0 0,0 25,0 0

1 0,2 24,8 8

2 0,4 24,6 16

3 0,6 24,4 24

4 0,8 24,2 32

60


5 1,0 24,0 40

6 1,2 23,8 48

7 1,4 23,6 56Tabelul 4.1. – Conținutul de cafeină CHCl3 și concentrația probelor de analizat

Aceste probe se citesc la 277 nm şi, prin reprezentarea grafică a extracţiei funcţie de concentraţia probei, se obţine curba de etalonare a cafeinei în cloroform.

2. – Trasarea curbei de etalonare a cafeinei în apă distilată.Se cântăreşte, cu precizie analitică, aproximativ 0,01 g cafeină pură care

se dizolvă în puţină apă şi apoi se aduce la semn într-un balon cotat de 25 ml, cu apă distilată obţinându-se soluţia standard. Din aceasta se pipetează următoarele volume:

Nr. probă Sol. Cafeină (ml) H2O (ml) Conc. Probă (g 105/ml)

0 0,0 25,0 0

1 0,2 24,8 8

2 0,4 24,6 16

3 0,6 24,4 24

4 0,8 24,2 32

5 1,0 24,0 40Tabelul 4.2. – Cantitatea de cafeină din probele de analizat

Probele se citesc la 277 nm şi, prin reprezentarea grafică a extincţiei funcţie de concentraţie, se obţine curba de etalonare a cafeinei în apă.

4.1.4 – Determinarea conţinutului de cafeină dintr-o probă de cafea prăjită proaspăt măcinată.

Se cântăresc, cu precizie analitică, circa 0,35 g cafea măcinată care se introduc într-un balon de extracţie împreună cu 40 ml cloroform şi 1,5 ml soluţie NH3 10%. Pentru realizarea extracţiei se refluxează amestecul timp de 30 de minute prin încălzire pe baia de apă. Se răceşte apoi balonul, iar extractul obţinut se trece printr-o coloană umplută cu alumină activată timp de 6 ore la 800C. Eluarea pe coloană se realizează cu cloroform (nu mai mult de 25 ml). Eluatul se colectează într-un balon cotat de 100 ml şi se aduce la semn cu cloroform. Din soluţia astfel obţinută se pipetează 4 – 4,5 ml, care se aduc la un volum final de 25 ml cu cloroform. Proba astfel obţinută se analizează la

61


spectrofotometru şi se notează valoarea extincţiei la 277 nm. Din această valoare rezultă, utilizând curba de etalonare, concentraţia probei, putându-se apoi determina conţinutul de cafeină al probei de cafea luată în lucru:

% cafeina =

unde: c – concentraţia de cafeină rezultată din curba de etalonare (g 105/ml probă);

m – masa de cafea măcinată cântărită (g);V – volumul pipetat din 100 ml extract eluat (ml).

4.1.5. – Determinarea conţinutului de cafeină dintr-o probă de cafea fiartă

Se cântăresc, cu precizie analitică, circa 5,5 g cafea, care se fierbe apoi cu volumul corespunzător de apă pentru a obţine o ceaşcă de cafea (135 ml). Se obţine în final un volum de aproximativ 120 ml cafea, din care se iau pentru analiză 10 ml şi se introduc n balonul de extracţie împreună cu 40 ml cloroform şi 1,5 ml soluţieNH3 10%. Extracţia are loc în acelaşi mod ca la punctul (3). După ce eluatul de pe coloană a fost adus la semn cu cloroform în balonul de 100 ml, din acesta se pipetează un volum de 2,5 ml şi se aduce la un volum final de 25 ml cu cloroform, după care se supune analizei spectrofotometrice, notându-se extincţia la 277 nm. Cu ajutorul curbei de etalonare se obţine conţinutul de cafeină al probei şi, în final, al cafelei fierte:

% cafeina = V

c 31025

(la 100 ml cafea)

unde: c – concentraţia de cafeină rezultată din curba de etalonare (g 105/ml probă)

V – volumul pipetat din 100 ml extract (ml).

4.1.6. - Determinarea conţinutului de cafeină din probele analizate, folosind curba de etalonare a cafeinei în apă distilată.

Se pipetează din fiecare extract analizat la punctele (3) şi (4) aceleaşi volume ca cele utilizate pentru analiza probei supusă citirii:

-4 – 4,5 ml extract de cafea măcinată;-2,5 m extract de cafea fiartă.Aceste volume de extract se aduc la sec pe o baie de apă, iar reziduul

rezultat se reia cu apă pentru solubilizare, se introduce într-un balon cotat de 25 ml şi se aduce la semn cu apă distilată. Probele astfel obţinute se supun

62


determinărilor spectrofotometrice şi se notează extincţia la 277 nm, după care se determină conţinutul de cafeină utilizând curba de etalonare a cafeinei în apă distilată. În final se compară rezultatele obţinute cu cele de la punctele (3) şi (4).

4.1.7. - Determinarea conţinutului de cafeină din ceai

Se cântăresc, cu precizie analitică, circa 5 g ceai şi se introduc într-un extractor împreună cu 25 ml etanol. Extracţia are loc la reflux pe baia de apă timp de 4 ore. Extractul alcoolic, de culoare verde-neagră, se adaugă la o suspensie de 2 g MgO în 15 ml apă. Pasta uleioasă, de culoare verde deschis, se evaporă pe baia de apă la sec, agitând în permanenţă. Masa solidă, galben-verzuie, se reia cu 25 ml apă, se încălzeşte la fierbere şi se centrifughează fierbinte. Lichidul limpede se decantează, iar precipitatul verzui se reia cu 15 ml apă, repetându-se operaţia de extracţie şi separare. Soluţia apoasă de cafeină se tratează cu 2,5 ml acid sulfuric 10 %, se concentrează la 1/3 din volum, iar după răcire se extrage de cinci ori cu câte 3 ml cloroform într-o pâlnie de separare. Soluţia cloroformică, după spălare cu 1 ml soluţie NaOH 10% şi 1 ml H2O, se concentrează, obţinându-se cafeina brută de culoare albă. Prin cântărire se poate determina conţinutul de cafeină al probei de ceai.

4.1.8. – Analiza GC-MS

Pentru analiza uleiului volatil de cafea s-a folosit un sistem de analiză gaz cromatografică cuplată cu un sistem de detecţie de spectrometrie de masă. S-a utilizat un GC Hewlett Packard HP 6890 Series cuplat cu un spectrometru de masă Hewlett Packard 5973 Mass Selective Detector. Pentru determinările cantitative s-a folosit un factor de calibrare de 1.0

Condiţiile de analiză GC au fost:• coloana: HP-5 MS, lungime 30 m, diametru interior 0.25 mm,

grosimea filmului de 0.25 μm;• program de temperatură: 50°C la 250°C cu o viteză de 4°C/min;• temperatura injectorului: 280°C;• temperatura detectorului: 280°C;• volum de injecţie: 2 μl;• gaz purtător: He.

Pentru detectorul MS s-a lucrat cu o energie EI de 70eV, la o temperatură a sursei de 150°C, domeniu de scanare 50-300 amu, viteză de scanare de 1 s-1 pentru spectrometria de masă, iar spectrele obţinute au fost comparate cu o bază de date NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library 2.0 (2002). Achiziţia de date s-a

63


realizat cu ajutorul pachetului de programe Hewlett Packard Enhanced ChemStation G1701BA ver. B.01.00/1998, iar prelucrarea datelor de gaz cromatografie şi de spectrometrie de masă s-a realizat cu ajutorul programului Hewlett Packard Enhanced Data Analysis din pachetul de programe de mai sus.

3.3. Rezultate şi discuţiiÎn urma analizelor efectuate pentru determinarea cafeinei din cafea prăjită

proaspăt măcinată, cafea fiartă şi din ceai s-a putut constata că conţinutul în această bază purinică a fost în jur de 1,2% pentru cafeaua prăjită şi măcinată (C. Arabica) de 0,07% cafeină în cafeaua fiartă şi de 1,8% în ceaiul negru chinezesc.

Rezultatele acestor analize sunt prezentate în tabelul 2.1, atât pentru determinările efectuate cu ajutorul curbei de etalonare a cafelei în cloroform, cât şi pentru cea în apă distilată.

Nr probă

Tip probă Concentraţia cafeinei (%, în CHCl3)

Concentraţia cafeinei în apă 3%

1. Cafea prăjită 1,21 1,162. Cafea fiartă 0,9 0,63. Ceai 1,85 1,78

Tabelul 4.3. – Rezultatele determinării spectrofotomerice a cafeinei

Curbele de etalonare necesare determinării spectrofotometrice a cafeinei au fost trasate utilizând datele din tabelul 2.2, atât pentru soluţii cloroformice cât şi apoase.

Soluţii cloroformice Soluţii apoaseNr.crt.

Concentraţia Absorbţia A% Nr. crt. Concentraţia

Absorbţia A%

0 0 0 0 0 01 8 11 1 8 82 16 26 2 16 293 24 41 3 24 464 32 53 4 32 645 40 68 5 40 836 48 807 56 94

Tabelul 4.4. – Valorile absorbţiilor soluţiilor de cafeină în cloroform şi apă

64


Reprezentarea grafică a acestor curbe de etalonare este dată în figurile 2.1 şi 2.2, din care au rezultat valorile concentraţiilor de cafeină în diferitele poduse studiate. prin intrapolare.

Determinările spectrofotometrice au fost obţinute pe un aparat Carl Zeiss Jena SPECORD UV - VIS la 277 nm.

0 10 20 30 40 50 600

20

40

60

80

100

A%

Conc. sol. cloroform

Figura 4.2. – Reprezentarea grafică a curbei de etalonare conc. =f(A%)pentru soluţia cloroformică

0 10 20 30 400

20

40

60

80

A%

Conc. sol. apoase

Figura 4.3. – Reprezentarea grafică a curbei de etalonare conc. =f(A%)pentru soluţia apoasă

Analiza GC-MS a uleiului volatil din boabe de cafea măcinate (obţinut cu un randament de 0.9%, raportat la 100g cafe) a indicat un număr de aproape 67

65


de componenţi (figura 2.3), dintre care cel mai concentrat a fost guaiacol (29 %), urmat de piperonal şi vanilină (28% pentru piperonal şi 24% pentru vanilina).

5 .0 0 1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 .0 0 3 5 .0 0 4 0 .0 0 4 5 .0 00

2 0 0 0 0

4 0 0 0 0

6 0 0 0 0

8 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0

1 2 0 0 0 0

1 4 0 0 0 0

1 6 0 0 0 0

1 8 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0

2 2 0 0 0 0

2 4 0 0 0 0

2 6 0 0 0 0

2 8 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0

3 2 0 0 0 0

3 4 0 0 0 0

3 6 0 0 0 0

3 8 0 0 0 0

4 0 0 0 0 0

4 2 0 0 0 0

Tim e -->

Ab u n d a n ce

TIC : 0 9 A R -C AF.D

Figura 4.4. - Gaz romatograma din analiza GC-MS pentru uleiul volatil de cafea

Ret Time Area A% Compus1 5.313 5896 0.27 Anisole2 5.7 8789 0.40 alpha-Pinene3 6.507 37549 1.69 Furfural, 5-methyl-4 7.606 21728 0.98 Pyrazine, 2-ethyl-3-methyl-5 8.331 31863 1.44 D-Limonene6 10.101 6511 0.29 Pyrazine, 3-ethyl-2,5-dimethyl-7 10.285 653879 29.45 Guaiacol8 10.63 31543 1.42 beta-Linalool9 10.997 79523 3.58 4H-Pyran-4-one, 3-hydroxy-2-methyl-

10 12.055 7000 0.32 (-)-Camphor11 13.167 9717 0.44 1-Terpinen-4-ol

12 14.191 14484 0.652-Thiazoline-4-carboxylic acid, 2-amino-

13 14.747 40524 1.832-Amino-2-thiazoline-4-carboxylic acid

14 17.148 10144 0.46 Quinoxaline, 2-methyl-15 18.294 630111 28.38 Piperonal16 20.431 545785 24.58 Vanillin17 23.896 17339 0.78 p-Cresol, 2,6-di-tert-butyl-18 28.223 55434 2.50 Ethyl citrate19 35.012 5349 0.24 2-Furanmethanethiol

Tabel 4.5. – Concentraţiile componenţilor şi identificarile MS pentru uleiul volatil de cafea

66


45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 1300

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

m/z-->

Abundance

Scan 914 (10.285 min): 09AR-CAF.D109

124

81

53

6577 9561 69 9173 105

(re p lib ) Ph e n o l, 2-m e th o xy-50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

0

50

100

5363 77

81

95

109124

O

HO

Guaiacol

Figura 4.5. – Spectrele de masă experimental şi din baza de date NIST pentru guaiacol

4.1.9. – Concluzii

Rezultatele obţinute pentru analiza spectrofotometrică a cafeinei din diferite sorturi de cafea şi ceai au condus la următoarele concluzii:

concentraţia cafeinei în cafeaua prăjită este mai mare cu o treime decât concentraţia cafeinei din cafeaua fiartă (1,2% faţă de 0,9%);

conţinutul de cafeină a ceaiului negru este mai mare decât cel al cafelei arabică cu 50%;

metodele spectrofotometrice sunt potrivite şi rapide pentru aceste tipuri de determinări.

s-a obţinut ulei volatil din boabe de cafea măcinate cu un randament de 0.9%, a indicat un număr de aproape 67 de componenţi, dintre care cel mai

67


concentrat a fost guaiacol (29 %), urmat de piperonal şi vanilină (28% pentru piperonal şi 24% pentru vanilina).

4.2. – Metode Fizico-Chimice - HPLC - Determinarea Ochratoxinei A din Probele de Cafea

Materiale necesare

Probele (diferite sortimente cafea vrac); sistem HPLC cu coloană cromatografică Pecosphere C18; sistem HPLC cu coloană cromatografică Supelcosil; spectrofotometru cu detector diode array;

68


Figura 4.6. – Schema de principiu a unui cromatograf de lichide de înalta performanta

Principalele componente ale cromatografului de lichide sunt:- sistemul de alimentare cu faza mobila- dispozitivul pentru introducerea probei- una sau doua pompe- coloana- detectorul- sistemul de prelucrare a datelor

Sistemul de alimentare cu faza mobilaCuprinde urmatoarele dispozitive, care pot fi asamblate în diferite

configuratii:- rezervoarele de solventi (Figura 4.13);- dispozitivul pentru degazarea solventilor;- dispozitivul pentru realizarea gradientului de solventi.

Dispozitivul pentru degazare este necesar pentru îndepartarea din solventi a gazelor dizolvate, mai ales a oxigenului, care în timpul trecerii prin coloana ar

69


putea reactiona cu faza stationara, sau ar putea forma bule de gaz cu influenta nefavorabila atât asupra separarii cât mai ales a detectiei, tinând cont de volumul foarte mic al celulelor detectoarelor moderne.

Figura 4.7. – Rezervor de solvent utilizat în cromatografia HPLC

Dispozitivul pentru alimentarea cu solventi poate fi foarte diferit ca si complexitate, de la un simplu rezervor de solventi în cazul elutiei izocratice pâna la un programator de eluent pentru doi sau trei solventi.

Prin elutia cu gradient de solvent se poate realiza separarea componentelor care nu se separa prin elutie izocratica. Este foarte eficienta mai ales daca polaritatea componentelor analizate difera foarte mult.

Multe cromatografe de lichide moderne poseda sisteme pentru vehicularea Avantajul acestui sistem de gradient este ca se foloseste o singura pompa, desi pâna la urma sistemul de programare cu ventile de proportionare este aproape tot asa de complicat si de scump ca si utilizarea unei a doua pompe.

Dispozitive pentru introducerea probei

Introducerea probelor poate fi realizata în doua moduri: prin injectie cu ajutorul unei seringi sau prin folosirea unei valve (robinet) de injectie cu mai multe canale (Figura 4.16). Injectia cu seringi se aplica mult mai putin decât în cromatografia de gaze pentru ca ea necesita seringi rezistente la presiune ridicata

70


si un septum construit dintr-un material care sa nu permita extragerea unor compusi de catre faza mobila, care sa dea nastere unor picuri-fantoma.

Valvele de injectie permit introducerea reproductibila a probelor în coloanele cromatografice aflate sub presiune, fara întreruperea curgerii fazei mobile. Proba este incarcata la presiune atmosferica într-o bucla exterioara a valvei de injectie si este apoi introdusa în faza mobila printr-o simpla rotire a valvei. Volumul de proba introdusa variaza între 2μl si mai mult de 100 μl si poate fi modificat prin schimbarea buclei de injectie sau folosind valve speciale cu volum variabil de proba. Pentru analize în serie se recomanda folosirea unor dispozitive de introducere automata a probelor.

Figura 4.8. – Dispozitiv pentru introducerea probei cu bucla de proba cu volum determinat

Coloana cromatografica

În mod obisnuit, coloanele cromatografice utilizate în analizele HPLC sunt confectionate din otel inoxidabil, au lungimea cuprinsa între 10-30 cm si diametrul interior de 4 sau 5 mm. Pentru retinerea fazei stationare în coloana, la capetele acesteia se gasesc doua frite din otel inoxidabil cu ochiuri de 2 μm sau mai putin.

Procedura aleasa pentru umplerea coloanei depinde în mare masura de caracteristicile mecanice ale umpluturii. În cazul umpluturilor cu particule de diametre mai mari de 20 μm se poate folosi tehnica de umplere uscata, în timp ce în cazul celor cu diametre mai mici de 20 μm se face umplere umeda, adica

71


particulele se suspenda într-un solvent si suspensia rezultata se introduce în coloana, sub presiune.

Pompe utilizate în cromatografia de lichide

La ora actuala exista un mare numar de pompe care pot fi utilizate în cromatografia de lichide, dintre care unele sunt destinate numai unor aplicatii specifice.

Aceste pompe sunt de doua tipuri:- pompe pneumatice, care sunt pompe cu presiune constanta;- pompe mecanice, care sunt pompe cu debit constant.

Pompele pneumatice sunt actionate sub influenta presiunii aerului. Avantajele lor sunt constructia simpla, costul redus si posibilitatea realizarii unor presiuni foarte mari.

Pompele mecanice sunt utilizate în majoritatea aplicatiilor. Ele sunt pompe cu piston, care elibereaza solventul în mod constant, fara a necesita oprire pentru reîncarcare ca pompele pneumatice. Debitul lor ramâne constant chiar în conditiile modificarii unor caracteristici ale eluentului ca vâscozitatea sau temperatura si de aceea pot fi folosite în combinatie cu detectoarele de mare sensibilitate, întrucât nu duc la modificari ale zgomotului de fond al acestora. Dezavantajul lor principal este ca orice defectiune care afecteaza curgerea eluentului duce la cresterea brusca a presiunii în sistem. Pentru evitarea accidentelor, aceste pompe sunt prevazute cu limitatoare de presiune, care opresc pompa daca se atinge o presiune maxima stabilita.

72


Figura 4.9. – Pompa de înalta presiune cu un singur piston

Figura 4.10. – Pompe cu dublu efect si doua capete1- piston; 2- rotor excentric; 3- arc; 4- corpul (cilindrul) pompei.

Detectoare utilizate în cromatografia de lichide

Functia detectorului este de a monitoriza faza mobila pe masura ce ea iese din coloana. Detectia prezinta mai multe probleme în cromatografia de lichide

73


decât în cea de gaze, neexistând detectoare universale de tipul detectorului cu ionizare în flacara.

Principalele cerinte pe care trebuie sa le îndeplineasca un detector sunt în buna masura identice cu cerintele pentru detectoarele folosite în cromatografia de gaze:- Sensibilitate ridicata- Domeniu de raspuns liniar cât mai extins- Raspunsul detectorului sa depinda cât mai putin de conditiile de lucru: temperatura si debitul fazei mobile.

Denumirea detectorului Limita de detectie(μg/ml)

Elutie cu gradient

Caracteristici

Spectrofotometric UV VIS

10-4 DA Selectiv, versatil

Fluorescenta 10-5 DA Selectiv, aplicabil la un numar limitat de compusi

Chemiluminiscenta 2 x 10-7 DA Selectiv, aplicabil la un numar redus de compusi

Flourescenta indusa prin laser

Scazuta DA Selectiv, aplicabil la un numar limitat de compusi

FT-IR 1 DA Selectiv, versatilConductivitate 10-2 DA/NU Aplicabil pentru ioni si specii

ionizabileAmperometric 10-5 NU Selectiv, aplicabil pentru compusi

cu caracter oxidant sau reducatorIndice de refractie 10-2 NU Detector universalSpectrometru de masa 10-5 DA Detector universalActivitate optica 10-4 NU Aplicabil pentru compusi chiraliICP-MS(ICP = inductive coupled plasma)

2,5 x 10-3 DA Aplicabil pentru metale

Tabelul 4.6. – Principalele detectoare folosite în cromatografia de lichide

74


Exista trei tipuri de detectoare în UV-VIS:- Detectorul cu lungime de unda fixa- Detectorul cu lungime de unda variabila- Detectorul cu sir de diode.

Detectorul cu sir de diode utilizeaza o lampa de deuteriu sau de xenon care emite pe tot domeniul spectrului de UV. Lumina acestei lampi este focalizata cu ajutorul unui sistem de lentile prin celula de masura si apoi ajunge pe o retea de difractie (Figura 4.21). Lumina dispersata de aceasta retea cade pe un sir de diode. Fiecare dioda masoara câte o banda îngusta a spectrului (aproximativ 2 nm), iar masuratoarea are loc într-un timp extrem de scurt (mai putin de 10 milisecunde). Astfel, practic la interval de milisecunde se obtine câte un spectru UV.

Utilizarea acestui detector are urmatoarele avantaje importante:- Se obtin spectrele tuturor componentelor separate, care pot fi utilizate pentru identificarea calitativa a acestora.- Prin alegerea unei anumite lungimi de unda se obtine cromatograma în care apar doar compusii care absorb la lungimea de unda respectiva.

Rezultatele unei asemenea analize pot fi prezentate sub forma unor grafice tridimensionale absorbanta-timp-lungime de unda (Figura 4.22). Sensibilitatea detectoarelor cu sir de diode ajunge la 1,5·10-7 g/ml.

75


Figura 4.11. Schema detectorului UV-VIS cu sir de diode

Figura 4.12. Cromatograma tridimensionala care prezinta absorbanta în functie de timp si lungimea de unda, realizata cu un detector UV-VIS cu sir de diode

Probele de cafea, achiziţioante din reţeaua comercială, au fost supuse extracţiei cu un amestec CH3OH: NaHCO3 (în raport de 80:20). Extractele au fost purificate prin extracţie în fază solidă (C18) pentru reţinerea ochratoxinei A. Micotoxina a fost eluată cu cloroform; faza organică a fost evaporată la sec şi apoi, reziduul reluat cu 0,6 ml fază mobilă. Un volum de 20 μl a fost supus analizei HPLC. Analiza s-a realizat pe un cromatograf de lichide tip HP 1090 Series II, echipat cu o coloană cromatografică tip Stable Bond SB - C18 (150 x 4,6 mm; 5 μm), folosind ca fază mobilă un amestec de acetonitril : apă : acid

76


acetic (în raport de 99 : 99 : 2). Detecţia ochratoxinei A s-a realizat în fluorescenţă (λex=228 nm şi λem=423 nm).

HPLC a fost validată. Într-un număr de 5 probe (12,5% din numărul total de probe), ochratoxina A a fost prezentă sub limita maximă admisă de legislaţia în vigoare (5 μg/kg cafea boabe prăjită), într-o singură probă concentraţia ochratoxinei A a fost peste limita maximă admisă A iar în 34 de probe (85% din numărul total probe) ochratoxina A nu a fost identificată prin metoda aplicată. Discuţii. Această lucrare contribuie la evaluarea prezenţei ochratoxinei A în produsele alimentare (cafea boabe) comercializate în România şi atrage atenţia asupra riscului consumului de alimente contaminate cu micotoxine.

Material şi metodă- balanţă;- baie de ultrasunete;- micro-seringă Hamilton;- HP 1090 Series II lichid cromatograf echipat cu detector cu multidiode UV-VIS şi detector de fluorescenţă;- coloană cromatografică tip Stable Bond SB - C18 (150 x 4,6 mm; 5 μm);- standard ochratoxină A (Sigma-Aldrich);- coloane SPE C18 (Lida, manufacturing corp.);- hârtie de filtru cantitativă (Schleicher & Schuell MicroScience);- acetonitril (puritate HPLC, gradient grade, Riedel de Haën);- cloroform (puritate HPLC, Sigma Aldrich);- metanol ChromasolvR (puritate HPLC, Riedel de Haën)- acid acetic glacial 99,99% (Sigma Aldrich);- sulfat de sodiu (A.C.S. reagent, Sigma Aldrich);- apă (puritate HPLC, Merck);- fază mobilă: amestec acetonitril : apă : acetic acid (în rapotul 99: 99: 2).

Procedeu de lucruExtracţia ochrotoxinei A şi purificarea extractuluiProbele de analizat (cafea boabe prăjită - vrac) au fost supuse extracţiei în

vederea separării Ochratoxinei A.Astfel o cantitate de 20 grame probă mărunţită se agită 20 minute cu un

volum de 20 ml amestec CH3OH : NaHCO3 3% (80:20) după care se filtrează prin hârtie de filtru cantitativă (4, 5). Filtratul se trece prin coloana SPE precondiţionată prin spălare succesivă cu 4 ml metanol, respectiv 4 ml apă purificată. Ochratoxina A este eluată de pe coloană cu un volum de 3 ml cloroform, cu o viteză de 2 ml/min. Faza organică se evaporă la sec; reziduul

77


obţinut se reia cu un volum de 0,6 ml fază mobilă şi se supune analizei HPLC prin injectarea unui volum de 20 µl în condiţiile menţionate.

În paralel, s-au lucrat probe îmbogăţite cu cantităţi cunoscute de Ochratoxină A pentru stabilirea randamentului de extracţie.

Analiza HPLC s-a realizat astfel: un volum de 20 µl probă (obţinut prin dizolvarea reziduului obţinut în urma prelucrării probei într-un volum de 0,6 ml fază mobilă) a fost supus analizei pe un cromatograf de lichide tip Hp 1090 Series II, echipat cu o coloană cromatografică tip Stable Bond SB – C18 (150 x 4,6 mm; 5µm), folosind ca fază mobilă un amestec de acetonitril : apă : acid acetic (în raport 99 : 99 : 2). Detecţia Ochratoxinei A s-a realizat în fluorescenţă (λex=228 nm şi λem=423 nm).

Rezultate şi discuţiiSpecificitatea Pentru determinarea specificităţii metodei au fost analizate probe

conţinând Ochratoxina A şi o prabă conţinând faza mobilă utilizată ca solvent al probelor injectate. La timpul de retenţie al Ochratoxinei A nu s-a obţinut nici un semnal în cromatograma corespunzătoare fazei mobile, rezultă deci faptul că nu există interferenţi.

Indentificarea picurilorIdentificarea picului corespunzător Ochratoxinei A se realizează în funcţie

de timpul de retenţie. În condiţiile menţionate, timpul de retenţie pentru Ochratoxina A este de 9,5 min.

Fig. 4.13. – Cromatograma pentru soluţia standard de Ochratoxina A

Validarea metodei de determinare a Ochratoxinei A prin cromatografie de lichide de înaltă performanţă (HPLC)

Pentru determinarea cantitativă a Ochratoxinei A, metoda de analiză prin HPLC prezentată a fost validată urmărindu-se următorii parametri: stabilitatea în timp a soluţiei, linearitatea, limita de detecţie şi limita de cuantificare, precizia sistemului, precizia metodei, exactitatea metodei.

Stabilitatea soluţiei

78


Pentru a determina stabilitatea soluţiei de Ochratoxină A a fost analizată o probă cu o concentraţie de 19,5 ng/ml Ochratoxină A după ce a fost menţinută la temperatura camerei 2,3 şi 10 zile. Rezultatele experimentale sunt prezentate în următorul tabel.

Nr. Ziua Arie pic Date statistice1 0 33,8

Arie medie = 32,45SD = 1,3379

RSD (%) = 4,1230

2 2 30,93 3 33,34 10 31,8

Tabel 4.7. – Rezultatele experimentale obținute

În concluzie, probele în fază mobilă conţinând Ochratoxină A pot fi stocate la temperatura camerei cel puţin 10 zile, fără a apărea degradarea acestui compus, având în vedere faptul că aria picului corespunzător Ochratoxinei A este aproximativ constantă (în acest caz, deviaţia standard relativă având valoarea de 4,1230%).

Liniaritate, limita de detecţie şi limita de cuantificarePentru studiul linearităţii au fost analizate şase serii de soluţii, pentru

fiecare cromatogramă a fost calculată aria picului corespunzător Ochratoxinei A, iar valoarea ariei medie a fost reprezntată grafic î funcţie de concentraţie. Prin analiză statistică au fost calculate ecuaţia dreptei de regresie, coeficientul de corelaţie (r) şi eroarea standard de regresie. Folosind panta dreptei de regresie şi eroarea standard a acestei drepte s-au calculat valorile limitei de detecţie şi limitei de cuantificare.

După prelucrarea statistică a determinărilor a rezultat o valoare de 16,9629% a deviaţiei standard relative ceea ce demonstrează precizia metodei; regăsirea medie fiind de 99,2% (pe intervalul 61,6 – 126,1%), ceea ce demonstrează exactitatea metodei.

Valoarea medie (18 valori şi o precizie de 95%) intervalul de regăsire este de 83,29 – 115,00%.

Metoda de analiză validă a Ochratoxinei A prin HPLC a fost aplicată la determinarea Ochratoxinei A din probe de cafea boabe.

79


Tabel 4.7. – Conţinutul în Ochratoxină A

Probele au fost procurate din reţeaua comercială din unităţi ce comercializează produse vrac. S-au analizat 40 de probe de cafea boabe prăjită, de diferite sorturi (Columbia – 10 probe, Jacobs – 10 probe, Indonezia – 9 probe, Brazilia – 4 probe, Robusta – 4 probe, India – 1 probă, cafea decofeinizată – 5 probe.

În urma analizei prin HPLC, cromatogramele obţinute au fost prelucrate, stabilindu-se aria picurilor corespunzătoare Ochratoxinei A şi, folosind ecuaţia dreptei de regresie, s-a calculat conţinutul în Ochratoxină A pentru probele de cafea.

Din analiza datelor obţinute în urma determinării Ochratoxinei A din cele 40 probe de cafea boabe prăjită, s-a constatat că într-o singură probă (2,5% din numărul total de probe) Ochratoxina A este prezentă într-o cantitate mai mare decât limita maximă admisă de legislaţia în vigoare (5 µg/kg cafea boabe prăjită); în 5 probe (12,5% din numărul total de probe) Ochratoxina A se găseşte în concentraţii sub limita maximă admisă, iar într-un număr de 34 probe (85% din numărul total de probe) Ochratoxina A nu a fost identificată prin metoda aplicată.

Concluzie

Având în vedere consumul crescut de cafea în rândul populaţiei adulte este necesară adoptarea unor măsuri în vederea protejării sănătăţii consumatorului, o măsură importantă fiind evitarea comercializării produselor cu un nivel ridicat de contaminare cu Ochratoxină A.

Nr. crt. Nr. probă Denumire probăOchratoxină A

(µg/kg probă cafea boabe)1 3 Cafea Indonezia 0,772 4 Cafea Indonezia 0,873 5 Cafea Indonezia 1,064 6 Cafea Indonezia 0.555 10 Cafea Columbia 9,476 40 Cafea India 3,35

80


CAPITOLUL – 5 – CONSUMATORII DE CAFEA

5.1. – Introducere

Consumatorii se aflã în centrul tuturor preocupãrilor. Ca purtãtor al cererii de mãrfuri, consumatorul joacã un rol important în cadrul mecanismului pieţei, constituind în acelaşi timp, elementul de referinţã al tuturor acţiunilor întreprinse atât de producãtor, cât şi de comerciant. Mai mult, pe mãsurã ce o ţarã sau alta se dezvoltã, cunoscând o anumitã stare de prosperitate, rolul consumatorului devine mai complex. Lucrarea de faţã a fost elaboratã în scopul evidenţierii modului în care aşteptǎrile consumatorilor moderni sunt tot mai complexe şi, mai cu seama, a modului în care le sunt asigurate nevoile. 5.2. – Conceptul de consumator modern

În general, calitatea de consumator o deţine orice subiect economic al cărui comportament este îndreptat spre satisfacerea necesităţilor individuale sau ale grupului de apartenenţă. Conceptul modern de marketing porneşte de la premisa cǎ orice activitate economicǎ trebuie îndreptatǎ în direcţia satisfacerii cerinţelor efective şi potenţiale ale consumatorilor, cu maxim de eficienţǎ. Orice unitate economicǎ este necesar sǎ punǎ în centru preocupǎrilor cunoaşterea si anticiparea cerinţelor pieţei, pentru adaptarea activitǎţilor sale în scopul satisfacerii nevoiilor actuale si de perspectivǎ ale consumatorilor, prin producerea, promovarea şi distribuirea raţionalǎ şi eficientǎ cǎtre aceştia a bunurilor şi servicilor solicitate.

Satisfacţia consumatorului reprezintǎ sentimentul unei persoane, rezultat din comparaţia performanţelor (rezultatelor) percepute ale unui produs, cu aşteptǎrile respectivei persoane. Nivelul satisfacţiei este o funcţie determinatǎ de diferenţa dintre aşteptǎri şi performanţele percepute.

Consumatorul modern este mai pretenţios, mai solicitant şi se diferenţiazǎ în mai multe tipuri: pretenţioşi, influenţabili, pragmatici, loiali, conservatori, stoici, economi. Deasemeni, el îşi pierde din loialitatea faţǎ de un anumit magazin. Clientul modern are o educaţie superioarǎ şi asteptǎrile sale sunt din ce în ce mai mari. Cerinţele sale în privinţa calitǎţii au crescut prin contactul cu producǎtori de renume sau distribuitori de cea mai bunǎ calitate.

5.3. – Consumul de cafea în lume

Cafeaua este, fãrã nici o urmã de îndoialã, cea mai rãspânditã şi mai cunoscutã bãuturã din lume. Nu trece o zi, fãrã ca majoritatea locuitorilor acestei

81


planete sã ducã la buze o ceaşcã aburindã de cafea (se beau 400 de miliarde de ceşti de cafea anual în întreaga lume). La rubrica de divertisment, J. John şi Mark Stibble scriau într-un articol plin de umor: “Ştiţi, sunteţi dependenţi de cafea atunci când: eşti angajatul lunii la cafeneaua din apropiere şi tu nici măcar nu lucrezi acolo, ochii iţi stau deschişi şi când ar trebui să dormi, nu transpiri, ci ai uzat mânerul de la cana preferată de cafea, mergi 30 de km pentru o cafea bună, ai uzat furnirul de pe măsuţa de cafea, ziua ta de naştere este sărbătoare naţională în Brazilia, ai fi dispus să fii închis într-o închisoare turcească, te culci doar ca să te trezeşti şi să simţi mirosul de cafea, pisicilor tale le pui numele „Espresso” şi „Cappuccino”, buzele ţi s-au inţepenit în poziţia de sorbire, pe cana de cafea, ai o poză cu boabe de cafea, ţi-ai numit toţi copiii Julius Meinl, nu te bronzezi ci te prăjeşti, nu înnebuneşti ci fierbi, cana ta preferată are un loc fruntaş între ceştile din bucătărie, îţi prezinţi persoana iubită ca fiind partenerul tău de cafea, crezi că COR vine de la „Cafeaua îţi Oferă Resuscitarea”.

Cafeaua este consumatã sub cele mai diferite pretexte: pentru efectul sãu de prevenire a somnului- consumatã din necesitate; pentru plãcerea gustului- prilej de a ieşi în oraş, de relaxare sau la recomandarea medicilor în cazuri de hipotensiune. Cafeaua din fiecare dimineaţã face sã miroase a sâmbãtã o zi de luni, la serviciu. "Cafeaua este chiar bunã când o bei, îţi dã timp sã gândeşti. Este ceva mai mult decât o bãuturã, este ceva ce se întâmplã; ca un eveniment, ca un loc în care eşti, dar nu ca locaţie, ci undeva în tine însuţi. Îţi dã timp, nu ore şi minute; îţi dã o şansã sã fii, sã fii tu însuţi şi sã vrei sã bei o a doua ceaşcã de cafea".

Cel mai mare consumator de cafea din lume sunt Statele Unite ale Americii, reprezentând 16% din volumul din întreaga lume. În Europa, consumul de cafea este estimat a se ridica la o treime din consumul de apă. În ultimele trei secole, 90% dintre oamenii care trãiesc în Occident au înlocuit ceaiul cu cafea. Arabii sunt pasionaţi de cafeaua mocha, italienii iubesc ceşcuţa lor de espresso şi desigur cappuccino, cu splendidul guler de spumã albã.

Acasã sau la locul de muncã se pune mare preţ pe servirea unei ceşti de cafea, mai ales împreunã cu colegii de muncã, acesta fiind un obicei de fiecare dimineaţã.

5.4. – Consumatorul modern de cafea

Consumatorii moderni de cafea sunt influenţaţi în alegerea produselor de preferinţele locale, fiind motivaţi de atmosfera plãcutã dintr-o cafenea şi de

82


calitatea produselor şi serviciilor oferite. Imaginile de marcã vorbesc despre ei înşişi lumii exterioare privind statutul lor social. Astfel, se inregistreazã o creştere a consumului de cafea în afara casei. În Italia, fiecare bloc are cafeneaua lui. Cafeneaua Crem Caffe din Trieste (oraş din nord-estul Italiei) a crescut consumul de cafea în rândul italienilor. Tot în acest oraş, în incinta fabricii „illycaffe” din Trieste, existã o camerã multi-media cu computere situate alãturi de echipamente, tejghele de bar şi mostre de cafea verde. Numeroşi barista profesionişti au transformat producerea acestei bãuturi într-o adevaratã artã.

Consumatorul modern de cafea se orienteazã spre produse sofisticate, punând preţ şi pe aspect. Pentru a rǎspunde acestei nevoi s-a dezvoltat pictura în cafea. Paradoxal, în afara gustului şi aromei, cafeaua s-a dovedit şi un mediu artistic ideal, chiar dacã e inedit şi mai dificil de utilizat, care pãstreazã la propriu şi la figurat o anumitã aromã.

Cafeaua nu mai este consideratǎ un produs funcţional, ci este transformatǎ într-o experienţã emoţionalã sau în ceea ce cosumatorii numesc "oaza creatã de cafea". Piaţa atribuie cafenelei conceptul de "loc de consum al cafelei” ce oferǎ nu numai o cafea bunã, ci şi un loc plãcut pentru întâlnire, relaxare şi conversaţie. Lanţul de cafenele Starbucks a transformat cafeaua într-o experienţã emoţionalã şi oameni obişnuiţi în cunoscãtori "într-ale cafelei". Majoritatea studenţilor din Iordania preferã sã petreacã câteva ore de studii sau socializare în cafenele. Lanţul de cafenele Starbucks este prezent şi în Iordania, şi mulţi studenţi merg acolo şi pentru cafea, atmosferã, dar şi pentru cã Starbucks Coffee în Orientul Mijlociu este o stare de modã.

5.5. – Orientări ale consumatorilor de cafea din România

Deşi România poate fi consideratã un consumator de cafea cu tradiţii, prima cafea atestatã documentar în Bucureşti datând din anul 1667, consumul de cafea din România este aproape de cinci ori mai mic decât media europeanã- aratã un studiu realizat de Institutul de Cercetare a Pieţei, GFK. Noile cafenele deschise în Romania în fiecare an sunt însǎ un indicator important al creşterii consumului de cafea pe piaţã. În urma unui studiul realizat de compania ISRA Center Marketing Research pe un eşantion de 850 persoane cu vârsta cuprinsã între 18 şi 65 ani, reprezentativ pentru mediul urban, pentru categoria de vârstã luatã în calcul, rezultã cã doar 9% din orãşeni nu consumã cafea.

Consumatorii din Romania au posibilitatea sã aleagã dintr-o gamã largã de produse de cafea, ce acoperã cele trei segmente ale pieţei: cafea prãjitã şi mãcinatã, cafea solubilã şi specialitãţi de cafea. Deşi segmentul de cafea prãjitã

83


şi mãcinatã deţine cea mai mare pondere din categoriile de cafea, dintre cele trei segmente ale pieţei cel de specialitãţi a înregistrat o creştere considerabilã în ultimii ani - vezi figura 1. Cappuccino este consumat într-o proporţie mai mare de tineri (sub 30 de ani) şi, în comparaţie cu celelalte categorii, este consumat într-o proporţie mai mare de femei. Segmentul de cafea "3 in 1" a prins foarte bine la consumatorii români care şi-au dorit un produs care sã le ofere toate ingredientele necesare pentru a prepara o cafea: cafea, zahar si lapte.

Orientarea consumului de cafea cãtre produsele premium şi super-premium şi cãtre specialitãţi nu a fost strãinã de stadiul de dezvoltare al operatorilor, care au contribuit la imprimarea unui standard de calitate superior. Furnizorii sunt preocupaţi sã orienteze consumul cãtre produse inovatoare, dovada fiind avalanşa de sortimente pe care aceştia le lanseazã în fiecare an. Se poate vorbi deja de o categorie de consumatori pretenţioşi, cu obiceiuri şi cerinţe bine definite, dispuşi sã experimenteze reţete noi astfel încât, cel puţin în cafenele, specialitãţile sunt în topul vânzãrilor. Dintre cele peste 20 de sortimente de cafea caldã şi rece din meniul unei locaţii, cappuccino-ul vienez, espresso-ul şi frappe-ul special sunt produsele cel mai bine vândute. Printre celelalte preparate apreciate de consumatori se numãrã ice coffee, cappuccino, painted cappuccino, coconut coffee, vanilla frappe şi chocolate frappe.

Vânzările de specialitãţi pe bazã de cafea diferã de la un moment al zilei la altul. Frappe-urile, de pildã, se consumã cel mai bine dupã-amiazã şi seara. Espresso este un produs care nu se mai bea doar dimineaţa, aşa cum se obişnuia în anii trecuţi, ci în diferite momente ale zilei şi, de regulã, este asociat cu alte bãuturi cum ar fi apa mineralã, bãuturile rãcoritoare sau alcoolice. Chiar dacã nu este un produs puternic sezonier, cafeaua se vinde totuşi mai bine în anotimpurile reci. Astfel, datoritã cafenelelor care au apãrut şi care se înmulţesc continu, se inregistreazã o creştere a consumului de cafea în afara casei.

În funcţie de preferinţe şi gust, cafeaua este servitã cu produse adiţionale. Cei mai mulţi dintre consumatori (65%) o preferã neagrã şi cu zahãr şi doar 1% folosesc îndulcitor şi lapte. Tinerii consumã cafeaua în combinaţie cu lapte, frişcã, îngheţatã. Deasemenea, tinerii, spre deosebire de celelate segmente, nu sunt fideli unei mãrci de cafea, fiind tentaţi sã consume mai multe produse pe bazã de cofeinã.

Începând cu anul 2005, în Bucureşti se organizeazã periodic “Festivalul Cafelei şi Ciocolatei” unde au participat atât producãtori şi distribuitori de cafea şi ciocolatã, cât şi importatori şi producãtori de biscuiţi şi napolitane de ciocolatã, lichioruri cu arome de ciocolatã, espressoare, cafetiere şi automate de cafea. Specialiştii au explicat aspecte din lumea cafelei şi a ciocolatei: originile, procesarea, distribuirea, cultura produselor, reglemementãrile alimentare şi aromele. Evenimentul a fost un prilej de sãrbãtoare prin muzicã, dansuri şi

84


concursuri, dar şi o oportunitate de a-i pune pe expozanţi faţã în faţã cu potentiali clienţi, dovedindu-se o oportunitate pentru a aduce aceste produse mai aproape de oameni şi a creşte astfel consumul acestora în rândul populaţiei.

Eforturile de a-i convinge pe români să bea mai multă cafea s-au intensificat. Nu există serie de reclame televizate în care să nu apară cel puţin un spot pentru o marcă de cafea. În unele dintre ele vedem un personaj somnoros care pluteşte prin casă până în momentul în care o gură de cafea îl face să revină pe pământ. Producătorii de reclame ştiu foarte bine ce fac când realizează astfel de asocieri. Astfel, consumatorii de cafea ajung sã asocieze optimismul şi capacitatea de a se bucura de viaţã cu cafeaua.

5.6. – Cea mai scumpă cafea din lume

Cea mai scumpă cafea din lume este fãcutã în mare parte din excrementele unui animal numit „palm civet”, un mamifer asiatic asemănător ca aspect şi dimensiuni cu o pisică întâlnit în sud-estul Asiei, în Indonezia. Boabele crude de cafea fac parte în mod obişnuit din dieta mamiferului, alături de insecte, mici reptile, ouă de pasăre sau diferite fructe. Boaba de cafea nu este digerată în întregime, dar enzimele din stomacul lui distrug proteinele care dau gustul amar al cafelei. După ce procesul digestiv se termină, boabele sunt spălate şi sunt prăjite doar pentru o perioadă scurtă de timp pentru a nu le distruge aromele complexe, dupa care sunt amestecate cu cafea jamaicanã"Blue Mountain". Aceastã cafea rarã a fost râşnitã manual aproximativ 12 minute pentru a asigura maximizarea potenţialului fiecãrei ceşti.

Cafeaua poartã denumirea de Kopi Luwak , iar o ceaşcã costa 100 de dolari. Anual se produc doar 200 de kilograme din preţioasa cafea, ea fiind cumpărată în principal de cafenelele din Japonia şi Statele Unite. Una din ipotezele care justifică reputaţia acestei cafele este aceea că boabele ingerate sunt de o calitate superioară. Se pare că aceste animale mănâncă doar cele mai coapte boabe de cafea, de unde rezultă şi gustul deosebit.

5.7. – Concluzii

Ritual, viciu, plãcere sau pur şi simplu remediu împotriva oboselii, bãutul cafelei este extrem de popular, iar preferinţele şi obiceiurile de consum sunt într-o continuǎ expansiune. Bãutul cafelei este mai mult decât un mod revigorant de

85


a-ţi începe ziua, un mod de a socializa, iar consumatorii (mai ales tinerii) aleg sã serveascã cafeaua într-o atmosferã placutã, în cafenele unde cele mai bine vândute sunt specialitãţile.

Cafeaua ocupã un loc de top în preferinţele oamenilor atunci când aleg sã discute anumite lucruri: de la ieşirea cu cea mai bunã prietenã cãreia îi împãrtãşeşti problemele tale la o cafea, pânã la întâlnirile de afaceri îndulcite şi temperate de mirosul şi aroma plãcutã a cafelei. Tot mai mult, consumatorii moderni se orienteazã spre produse de cafea sofisticate şi cafenele de marcã, aceasta fiind o stare de modǎ. Astfel, locul şi modul consumului devin la fel de importante ca şi nevoia pentru cofeina însãşi. Servitul cafelei într-o cafenea de marcã este asociatǎ cu imaginea personalã, iar influenţa grupului social din care oamenii fac parte este destul de puternic simţitã atunci când vine vorba de alegerea mãrcii de cafea.

Consumatorii au început sa fie tot mai educaţi în cultura cafelei şi tendinţa este spre o varietate tot mai mare de alegeri. Goana dupã consum formeazǎ consumatori moderni cu gusturi şi aşteptǎri în continuǎ dezvoltare.

CAPITOLUL – 6 – STUDIU DE CAZ PIAȚA ROMÂNEASCĂ A CAFELEI

Consumul de cafea din Romania este aproape de cinci ori mai mic decat media europeana. Un roman consuma anual circa 1,97 kg de cafea, in timp ce europenii beau nu mai putin de 5,3 kg de cafea.

86


Produse existente pe piata cafelei :

Cafeaua americana – boabele se prajesc mediu, gust echilibrat Cafeaua frantuzeasca – boabele foarte bine prajite; rezulta o cafea tare Cafeaua italiana – boabe lucioase, maroniu-negre; folosite pentru espresso Cafeaua europeana – doua treimi boabe bine prajite amestecate cu o

treime boabe prajite normal Cafeaua instant – pudra din cafea proaspat facuta, deshidratata la caldura

Fig. 6.1. – Consumul de cafea/locuitor în anul 2010

87

Consum cafea/locuitor (kg) pe anul 2010

11.94

7.4 7.6

3.32 3.2 3.51.97

02468

101214

Finlanda Germania Austria Ungaria Cehia Slovacia Romania

Tara

Distributia achizitiei de cafea

68.54%

20.36%

11.10%

hypermarketuri magazine specializate tarabe din piata


Fig. 6.2. - Piaţa românească a cafelei

Oferta este concentata pe piata romaneasca: Elite Romania, Kraft Foods Romania, Supreme Imex, Nestlé, Alca Co Panfoods Detin impreuna aproximativ 90% din piata locala oficiala a cafelei de

marca.

Cererea de cafea pe piata romaneasca

88


Fig. 6.3. – Evoluția consumului de cafea în perioada 2009- 2010 (în kg)

Fig. 6.4. – Consumul de cafea în anul 2010 (în T)

Diferentiat pe sexe, femeile sunt mari amatoare de cafea 82,54% dintre femeile peste 18 ani sunt consumatoare de cafea

1.78

1.97

1.65

1.7

1.75

1.8

1.85

1.9

1.95

2

1 2

2009

2010

89

Consum cafea 2010

10.61

2.5351.131 1.29

02468

1012

macinata specialitati solubila boabe

Tipuri de cafea

Can

tita

te (

t)


71,72% dintre barbati.

Pe grupe de varsta cererea este structurata asftfel: persoanele intre 30-36 ani consuma cafea in procent de 86,68% intre 18-24 ani- 75,78 % intre 36-42 ani 72,23%.

Frecventa cea mai mare de consum a cafelei naturale o intalnim la femei, la persoanele cu varsta medie (31-45 ani) si persoanele cu venituri medii si mari.

90

Frecventa de consum

29.39%

23.07% 33.98%

5.19%

4.12%

4.16%

de mai multe ori pe zi o data pe zi

de 3-4 ori pe saptamana o data pe saptamana

mai rar niciodata


Factori de influenta ai consumului de cafea

În ceea ce priveste alegerea cafelei în funcție de preț, o mare influenta o au accizele, cu urmatoarele valori:

• 680 euro per tona cafea verde, • 1.000 euro per tona cafea prăjită • 4.000 euro per tona cafea solubilă

• Consumul anual va depăsi, în 2011, 2 kg pe persoană.• Se estimeaza o crestere a vânzărilor cu aproximativ 30% în 2011 față de

2010.• Valoarea importurilor va depăsi 25000 tone în 2011.• Peste 33% din importurile din 2011 vor consta în cafea neprăjită.• Valoric, importurile vor depăși 37 milioane €.

91

Factori de influenta in decizia de cumparare

8.44%

30.61%

60.95%

pret marca aroma


CAPITOLUL – 7 – LEGISLATIE ȘI REGLEMENTĂRI

7.1. – Legi, ordine, reglementări

Cap.I. LEGISLAŢIA ÎN VIGOARE PENTRU EXTRACTE DE CAFEA SI CICOAREORD nr. 126 publicat în M.Of. nr. 582 din data: 09/17/2001

OMAAP126/2001

Ordin nr. 126 din 23 aprilie 2001 pentru aprobarea Normelor cu privire la natura, conţinutul şi etichetarea extractelor de cafea şi cicoareMinisterul

Agriculturii, Alimentaţiei şi PădurilorOrdin nr. 126 din 23 aprilie 2001 pentru aprobarea Normelor cu privire la natura, conţinutul şi etichetarea extractelor de

cafea şi cicoare

Publicat în Monitorul Oficial, Partea I nr. 582 din 17 septembrie 2001Nr. 126/302

Ministerul Agriculturii, Alimentaţiei şi PădurilorMinisterul Sănătăţii şi Familiei

Ministrul agriculturii, alimentaţiei şi pădurilor şi ministrul sănătăţii şi familiei, văzând Referatul de aprobare nr. 118.531/2001, întocmit de Direcţia generală strategii şi politici în agricultură şi industria alimentară din cadrul Ministerului Agriculturii, Alimentaţiei şi Pădurilor, şi Referatul de aprobare nr. DB.4.195/2001, întocmit de Direcţia generală de promovare a sănătăţii şi sănătate publică din cadrul Ministerului Sănătăţii şi Familiei, având în vedere prevederile art. 39 din Ordonanţa Guvernului nr. 113/1999 privind reglementarea producţiei, circulaţiei şi comercializării alimentelor, în temeiul Hotărârii Guvernului nr. 12/2001 privind organizarea şi funcţionarea Ministerului Agriculturii, Alimentaţiei şi Pădurilor, cu modificările ulterioare, şi al Hotărârii Guvernului nr. 2/2001 privind organizarea şi funcţionarea Ministerului Sănătăţii şi Familiei, cu modificările ulterioare, emit următorul ordin:

Art. 1. - Se aprobă Normele cu privire la natura, conţinutul şi etichetarea extractelor de cafea şi cicoare, prevăzute în anexa care face parte integrantă din prezentul ordin.

Art. 2. - Ministerul Agriculturii, Alimentaţiei şi Pădurilor, prin Direcţia generală strategii şi politici în agricultură şi industria alimentară şi prin direcţiile generale pentru agricultură şi industrie alimentară judeţene şi a municipiului

92


Bucureşti, precum şi Ministerul Sănătăţii şi Familiei, prin Direcţia generală de promovare a sănătăţii şi sănătate publică şi prin direcţiile de sănătate publică judeţene şi a municipiului Bucureşti, vor aduce la îndeplinire prevederile prezentului ordin.

Art. 3. - Prezentul ordin va fi publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I, şi va intra în vigoare în termen de 12 luni de la data publicării.

Ministrul agriculturii, alimentaţiei şi pădurilor, Ilie SârbuMinistrul sănătăţii şi familiei, Daniela Bartoş

ANEXĂMinisterul Agriculturii, Alimentaţiei şi PădurilorNormădin 23 aprilie 2001cu privire la natura, conţinutul şi etichetarea extractelor de cafea şi cicoarePublicat în Monitorul Oficial, Partea I nr. 582 din 17 septembrie 2001

Dispoziţii generale

Art. 1. - Prezentele norme se referă la condiţiile privind natura, conţinutul şi etichetarea extractelor de cafea şi cicoare.

Art. 2. - Produsele menţionate la art. 1 se comercializează numai dacă respectă definiţiile şi regulile stabilite în aceste norme.

Definiţii, conţinut şi caracteristici

Art. 3. - În sensul prezentelor norme, extractele de cafea şi cicoare trebuie să corespundă denumirilor, definiţiilor şi caracteristicilor prezentate la art. 5 şi 6.

Art. 4. - Denumirile produselor enumerate la art. 5 şi 6 se aplică numai produselor menţionate şi definite în acestea.

Art. 5. - (1) Extract de cafea, extract de cafea solubilă, cafea solubilă sau cafea instant reprezintă produsul concentrat obţinut prin extracţie din boabe de cafea prăjită, utilizându-se ca mediu de extracţie numai apa.

(2) Nu este permisă adăugarea unui acid sau a unei baze în procesul de hidroliză.

93


(3) Extractul de cafea conţine numai constituenţii aromatici şi solubili ai cafelei, cu excepţia substanţelor insolubile şi a uleiurilor insolubile derivând din cafea, care din punct de vedere tehnic nu pot fi îndepărtate.

(4) Conţinutul de cafea pe bază de substanţă uscată se încadrează în următoarele limite şi caracteristici:

a) extract de cafea uscată minimum 95% din greutate;b) extract de cafea pastă 70%-85% din greutate;c) extract lichid de cafea 15%-55% din greutate;d) extractul de cafea sub formă lichidă poate conţine zaharuri comestibile,

caramelizate sau necaramelizate în procent de maximum 12% din greutate;e) extractul de cafea sub formă solidă sau sub formă de pastă nu trebuie să

conţină alte substanţe în afara celor derivate din extractul de cafea.

Art. 6. - (1) Extractul de ciocare, cicoarea solubilă sau cicoarea instant reprezintă produsul concentrat obţinut prin extracţia de cicoare prăjită, utilizându-se ca mediu de extracţie numai apa.

(2) Nu este permisă adăugarea unui acid sau a unei baze în procesul de hidroliză.

(3) Prin cicoare se înţelege rădăcinile de Cichorium Intybus L., curăţate corespunzător pentru a fi uscate şi prăjite; nu este permisă utilizarea acestor rădăcini la producerea de cicoare "Witloof" destinată preparării băuturilor.

(4) Conţinutul de cicoare pe bază de substanţă uscată se încadrează în următoarele limite:

a) extract de cicoare uscată minimum 95% din greutate;b) extract de cicoare sub formă de pastă 70%-85% din greutate;c) extract de cicoare sub formă lichidă 25%-55% din greutate;d) extractul de cicoare sub formă lichidă poate conţine zaharuri

comestibile, caramelizate sau necaramelizate, în procent de maximum 35% din greutate;

e) extractul de cicoare sub formă solidă sau de pastă poate conţine maximum 1% din greutate substanţe ce nu derivă din cicoare.

Art. 7. - Denumirile la care se face referire la art. 5 şi 6 sunt suplimentate, după caz, cu următorii termeni:

1. "pastă" sau "sub formă de pastă";2. "lichid" sau "sub formă lichidă";3. "concentrat" în următoarele situaţii:a) pentru produsele definite la art. 5 alin. (4) lit. c), dacă conţinutul de

cafea pe bază de substanţă uscată reprezintă mai mult de 25% din greutate;

94


b) pentru produsele definite la art. 6 alin. (4) lit. c), dacă conţinutul de cicoare pe bază de substanţă uscată reprezintă mai mult de 45% din greutate.

Etichetare

Art. 8. - Pentru produsele definite la art. 5 alin. (1), dacă conţinutul de cofeină anhidră nu depăşeşte 0,3% din greutatea conţinutului de cafea pe bază de substanţă uscată, pe etichetă se va înscrie termenul "decofeinizată" în acelaşi câmp vizual cu descrierea comercială.

Art. 9. - Pentru produsele definite la art. 5 alin. (4) lit. c) şi la art. 6 alin. (4) lit. c), pe etichetă se va înscrie termenul "cu...", "conservat cu..." sau "cu adaos de..." ori "prăjită cu...", urmat de denumirea tipului de zahăr utilizat; această informaţie trebuie să fie în acelaşi câmp vizual cu descrierea comercială.

Art. 10. - Pentru produsele definite al art. 5 alin. (4) lit. b) şi c) eticheta trebuie să indice conţinutul minim de cafea pe bază de substanţă uscată, exprimat în procente în raport cu greutatea produsului finit.

Art. 11. - Pentru produsele definite la art. 6 alin. (4) lit. b) şi c) eticheta trebuie să indice conţinutul minim de cicoare pe bază de substanţă uscată, exprimat în procente în raport cu greutatea produsului finit.

Dispoziţii finale

Art. 12. - Prezentele norme nu se aplică produsului "cafea prăjită solubilă".

Art. 13. - Prezentele norme sunt compatibile cu reglementările comunitare în domeniu şi sunt armonizate cu prevederile Directivei Consiliului 1999/4/1999.

95


7.2. – Norme de igenaMăsurile de igienizare pentru industria alimentară, pot fi definite pe larg,

ca un control sistematic al condiţiilor din timpul prelucrării, depozitării şi transportului produselor, cu scopul de a preveni contaminarea acestora de către microorganisme, inspecte sau rozătoare.

Pentru a asigura fabricarea cafelei corespunzătoare sub aspect igienico-sanitar, legislaţia în vigoare stabileşte o serie de obligaţii pentru toţi factorii ce contribuie sau intră în acţiune în procesul de fabricaţie, cum sunt: materiile prime şi auxiliare, semifabricatele, procedeele tehnologice, depozitarea şi transportul, utilajele şi instalaţiile, precum şi personalul ce participă la realizarea produselor.

Nerespectarea cu stricteţe a normelor igienico-sanitare în procesul de realizare a produselor, creează riscuri de toxiinfecţii sau intoxicaţii la consumatori.

Preocuparea pentru asigurarea condiţiilor de igienă industrială începe odată cu amplasarea, proiectarea şi construirea acesteia, prin asigurarea necesarului de apă, a unor săli de lucru spaţioase şi luminoase care să permită întreţinerea cu uşurinţă a curăţeniei, asigurarea posibilităţilor corespunzătoare pentru evacuarea reziduurilor solide şi lichide. Trebuie prevăzute, de asemenea măsuri pentru asigurarea unei ventilaţii corespunzătoare, precum şi măsuri de protecţie contra pătrunderii şi dezvoltării insectelor şi rozătoarelor.

Întreţinerea igienică a sălilor de producţie, a utilajelor şi instalaţiilor Pentru executarea curăţeniei încăperilor de producţie, a suprafeţelor de

lucru şi a utilajelor, sunt necesare următoarele ustensile: furtune, perii, raşchete, găleţi, etc. Nu este permisă, sub nici o formă utilizarea cârpelor în operaţiile de curăţenie, deoarece acestea constituie factori puternici de contaminare. După folosire, ustensilele trebuie obligatoriu spălate, dezinfectate şi păstrate în locuri special amenajate.

Executarea curăţeniei încăperilor se face cu personal special angajat, care nu are voie să lucreze în procesul tehnologic sau să vină în contact cu produsele. Pentru a putea fi uşor identificat, acest personal va purta echipament de lucru de altă culoare decât a salariaţilor din producţie.

Personalul din producţie care supraveghează sau deserveşte instalaţiile sau utilajele, după terminarea programului îşi va spăla şi curăţa instalaţia sau utilajul respectiv.

Operaţia de curăţenie a utilajelor constă în următoarele faze:

96


demontarea utilajelor, astfel ca părţile care vin în contact cu produsele să devină accesibile curăţirii;

prespălarea constă în înmuierea particolelor de murdărie aderente pe suprafeţe.

Aceasta se face fie prin cufundarea pieselor într-un vas, fie cu ajutorul unui curent de apă cu presiune şi temperatură moderată;

spălarea constă în îndepărtarea particulelor de murdărie aderente la suprafeţe cu ajutorul periilor sau raşchetelor sub curent puternic de apă sau soluţii de spălare fierbinţi;

clătirea se realizează în scopul îndepărtării ultimelor particule de murdărie sau a reziduurilor provenite din soluţiile de spălare. Clătirea se face cu un jet puternic şi cu multă apă fierbinte;

dezinfecţia se realizează cu mijloace chimice sau fizice şi are drept scop distrugerea microorganismelor rămase după spălare;

clătirea finală se realizează sub un jet de apă, de preferinţă fierbinte deoarece are avantajul de a lăsa suprafeţele uscate. Clătirea se face cu scopul îndepărtării tuturor reziduurilor lăsate de soluţiile dezinfectante utilizate;

remontarea utilajelor.

Trebuie de asemenea spălate şi menţinute în stare perfectă de curăţenie mesele de lucru, uneltele şi alte mijloace de lucru, tăvile şi capsele de depozitare şi transport precum şi grătarele pe care se depozitează produsul. Pardoseala şi pereţii trebuie de asemenea ţinuţi într-o stare perfectă de curăţenie.

Spălarea. Apa utilizată pentru spălare, trebuie să întrunească toate caracterele apei potabile. Cea mai importantă caracteristică a apei folosite în operaţiile de curăţare este duritatea. În cazul utilizării unei ape dure, unii agenţi de spălare ca săpunul, NaOH (soda caustică, leşia) şi Na2CO3 (soda calcinată) precipită sărurile de calciu şi de magneziu din apă care apoi se depun sub formă de pelicule pe obiectele spălate, împiedicând astfel acţiunea substanţelor dezinfectate asupra microorganismelor. În acest caz se pot folosi fosfatul trisodic care are şi acţiune de dedurizare a apei, sau metasilicatul de sodiu care are şi acţiune de protecţie împotriva coroziunii.

Pentru îndertarea unor depozite foarte aderente şi cu conţinut ridicat de grăsimi, se vor folosi soluţii de spălare de sodă caustică 1-2 %, evitându-se însă contactul între soluţie şi pielea operatorului.

97


Pentru spălarea suprafeţelor de aluminiu nu se recomandă folosirea soluţiilor cu sodă caustică sau calcinată deoarece acestea au acţiune corozivă puternică asupra acestui metal. Se vor putea utiliza soluţii de metasilicat de sodiu (0,75 g/l).

Agenţii chimici de spălare pentru a corespunde necesităţiilor industriei alimentare, trebuie să îndeplinească următoarele calităţi:

- să fie inofensivi pentru cel care le mânuieşte; - să nu aibe acţiune corozivă asupra suprafeţelor pe care le spală;- să prevină precipitarea sărurilor de calciu şi de magneziu din apa de

spălare; - să poată înmuia, emulsiona sau dizolva depozitele de murdărie ce

trebuie îndepărtae; - suprafeţele spălate să poată fi uşor clătite.

Dezinfecţia constituie a doua parte importantă a operaţiei de curăţare şi ea trebuie să urmeze întotdeauna după spălare. Dintre substanţele dezinfectante cea mai largă utilizare o are clorul şi compuşii săi (substanţele clorigene).

După expirarea timpului de contact (circa 5-10 min) suprafeţele dezinfectate se vor clăti din abundenţă cu apă pentru îndepărtarea urmelor de substanţe chimice.

Dezinsecţia şi deratizarea Dezinsecţia. Combaterea insectelor se realizează prin dezinsecţia

profilactică, al cărei scop este crearea condiţiilor care împiedică existenţa şi înmulţirea acestora.

Pentru combaterea şi distrugerea insectelor se folosesc insecticide sub formă de soluţii. Stropirea cu aceste soluţii se face de către personal special instruit, care va avea grijă ca aceste soluţii să nu ajungă pe materii, materiale, produse sau suprafeţe care vin în contact cu produsele, pentru a nu le contamina.

În cazul infestării încăperilor sau a materiilor prime (în special boabele de cafea) se folosesc pentru combatere substanţe fumigene (Fostoxin). Folosirea acestor substanţe se face în încăperi etanşe, de către personal specializat.

Deratizarea. Rozătoarele provoacă pagube importante şi pot purta microorganisme patogene (salmonele) pe picioare şi în traiectul intestinal.

Pentru combaterea şi distrugerea acestora se aplică măsuri care constau din acţiuni de şoc acţiuni de întreţinere.

Acţiunile de şoc presupun utilizarea unor substanţe foarte toxice şi periculoase (antu, warfarina) care se execută de regulă de instituţii sau de persoane specializate.

Acţiunile de întreţinere se execută de către personalul fabricii, stabilit şi instruit în acţiunea de deratizare şi dezinsecţie.

98


Este necesar, pentru eficienţa acţiunii de deratizare, să fie cunoscute locurile de adăpostire ( cuiburi, găuri, galerii), locurile frecventate de rozătoare precum şi căile de circulaţie a acestora.

Igiena individuală a lucrătorului Pentru a evita contaminarea produselor, este absolut necesară efectuarea

educaţiei sanitare şi controlul medical periodic al tuturor salariaţiilor care vin în contact cu materiile prime şi cu produsul. Rezultatele controlului medical periodic se înregistrează în carnetul medical pe care îl posedă fiecare lucrător.

Toţi lucrătorii trebuie să posede cunoştinţe de igienă şi să respecte o serie de reguli elementare ca:

înaintea începerii lucrului să facă duş sau să se spele pe mâini, să-şi îmbrace echipamentul de protecţie, să-şi strângă părul sub bonetă sau basma;

să păstreze curăţenia mâinilor, feţei, corpului şi echipamentului;

să evite în timpul lucrului purtarea acelor de păr, a acelor cu gămălie, a mărgelelor care din neglijenţă pot pătrunde în produse;

în timpul folosirii closetului să scoată echipamentul de protecţie pe care îl va lăsa în anticamera cabinei, apoi după ieşirea din closet să-şi spele obligatoriu mâinile cu săpun;

să nu aducă în încăperile de producţie alimente şi să nu fumeze. Acestea se vor face în locuri special amenajate.

7.3. – Protecţia munciiNormele republicane de protecţia muncii şi Normele departamentale de

protecţia muncii cu aplicabilitate la specificul lucrărilor ce se execută.Protecţia muncii face parte integrantă din procesul de muncă şi are ca

scop asigurarea celor mai bune condiţii de muncă, prevenirea accidentelor de muncă şi a îmbolnăvărilor profesionale.

Prin accidente de muncă se înţelege vătămarea violentă a organismului precum şi intoxicaţia acută profesională care se produce în tipu procesului de muncă sau la îndeplinrea îndatoriilor de serviciu şi care provoacă incapacitatea temporară de muncă de cel puţin o zi, invaliditate sau deces. Accidentele de muncă se clasifică în:

accidente care produc incapacitatea temporară de muncă cel puţin o zi; accidente care produc invaliditate; accidente mortale;

99


Accidentele a cel puţin 3 persoane în condiţiile arătate la a, b şi c în acelaşi timp şi din aceeaşi cauză, se consideră accident colectiv.

Pentru evitarea accidentelor de orice natură NU SE ADMIT:

lipsa sau înteprinderea necorespunzătoare a legăturilor la pământ ale utilajelor şi instalaţiilor acţionate electric la care este obligatorie legarea la pământ;

neatenţia şi nerespectarea la sistemele, dispozitivele, instalaţiile de semnalizare şi alarmă, aparatura de control şi măsurare sau de siguranţă;

dereglarea maşinilor şi organelor componente; neutilizarea apărătoarelor corespunzător; folosirea echipamentelor de protecţie în mod neadecvat, haine largi,

părul nepieptenat şi nelegat strâns; depozitare şi manevre necorespunzătoare; părăsirea arbitrară a locului de muncă sau a traseelor indicate; intrarea arbitrară în locuri sau zone interzise; scoaterea nejustificată din funcţiune a dispozitivelor de protecţie; folosirea de foc deschis sau fumatul în locuri nepermise; încălcarea conştientă a prevederilor, normelor de protecţie a muncii

datorită minimalizării pericolului de accidentare (atitudine de bravadă);

orice fel de glumă; întroducerea mâinilor, degetelor, părului etc. în zone periculoase; nerespectarea indicaţiilor aflate la locul de muncă; nesemnalizarea indicaţiilor aflate la locul de muncă; defectarea legăturilor de la pământ; depozitarea pe calorifere a vreunui obiect; atingerile, manipulările greşite în apropiere şi în legătură cu

corpurile de încălzire şi agenţii de încălzire şi agenţii de încălzire pentru a evita aprinderile, explozibile;

atingerea panourilor de siguranţă, întrerupătoare, comutatoare, corpuri de iluminat etc., orice parte electrică, fie şi izolată;

utilizarea uneltelor de mână în mod necorespunzător spre a evita accidentările prin loviri cu părţile rotunjite sau ascuţite.

La cuptoarle electrice se interzice:

circulaţia prin faţa gurii de încărcare atât în timpul încărcării cât şi în timpul funcţionării cuptorului;

100


manevrarea cu neatenţie a materialului încălzit cu mâna etc. sau scule neadecvate.

Primul ajutor în cazul accidentelor

Arsuri termice: arsura superficială se trasează cu alcool şi apoi cu una din alifiile: emulsie de Ca(OH)2 şi anestezină; unguent cu oxid de zinc; unguent cu aureociclină; citaden sau jecolan. La oricare din arsuri după primul ajutor, se va merge la mediul specialist.

Stingerea incendiilorIncendiile provocate de produse petroliere, se stinge prin înăbuşire cu

cârpe sau nisip şi nu se foloseşte apa (deoarece nu este miscibilă cu aceşti produşi).

Persoanele cu haine aprinse nu trebuie să alerge prin încăperi (laboratoare) fiind necesară smulgerea hainelor aprinse şi apoi stinse ca mai sus. Incendiile de proporţii mai mari se sting cu ajutorul stingătoarelor cu spumă, sau mai bine cu cele cu bioxid de carbon.

Principiul de funcţionare al unui stingător cu spumă:Stingătorul cu spumă se compune din următoarele părţi componente

(figura 1): 1 – mâner, 2 – cilindru de oţel cu soluţie de carbonat, 3 – cilindru de sticlă cu o soluţie de sulfat de amoniu, 4 – duză pentru ieşirea spumei, 5 – cui

pentru destupare, 6 – capac demontabil.

aer1

2

3

4

5

6

Figura 7.1. – Stingător cu spumă

Cilindrul de oţel al stingătorului conţine două soluţii: bazică, bicarbonat cu o substanţă spumoasă (2) şi acidă: sulfat de amoniu, acid sulfuric, care este închisă în eprubeta de sticlă (3).

În caz de nevoie, extinorul se răstoarnă cu 180º (peste cap), astfel că soluţia bazică să vină în contact cu soluţia acidă din eprubeta de sticlă, iar bioxidul de carbon rezultat în urma reacţiei, va crea o presiune în aparat, ceea ce

101


face ca soluţia să ţâşnească prin duza (4), sub forma unui jet de spumă încărcată cu CO2, care împiedică arderea. În prealabil se controlează cu duza (4) de evacuare să fie liberă, cu ajutorul ciurului (5). Jetul de spumă trbuie înderptat întotdeanuna la baza focului.[28]

Observaţie: nu se va folosi apă, sau stingătoare cu spumă pentru incendiile provocate de instalaţii electrice, rar nestins, sodiu metalic. În aceste cazuri în prealabil se decontează instalaţia electrică de la tabloul general.

CPITOLUL – 8 – DIMENSIONARE TEHNOLOGICĂ

8.1. – Dimensionarea unui depozit pentru boabe de cafea

Calculul suprafeţelor camerelor de depozitare pentru produse finite se face cu relaţia:

S = gn

zG

(m2)

unde:S = suprafaţa necesară, (m2);G = rulaj lunar de produse, (kg);z = durata de depozitare a materiei prime, (zile);n = numărul de zile lucrătoare pe lună;g = sarcina utilă pe metru pătrat suprafaţă, (kg); = coeficient de majorare a suprafeţei depozitului pentru coridoarele de

trecere şi distanţele de la pereţi şi de la bateriile de sărare.

Calculul suprafeţei de depozitare se face ţinând cont de cantităţile de produse finite realizate în 8 ore de producţie. Acestea fiind:

Cafea boabe 10000 kg;

102


Se precizează că produsele finite se depozitează 24 h (maxim 72 h), la temperatura de 2C şi umiditatea 80 %.

Pentru a calcula S precizăm:

G =20 000 x 22 = 440 000 kg / lună;z = 3 zile; n = 22 zile;g = 100 kg / m²;= 1,3.

S = 10022

3,13440000

= 780m²

Considerăm: S =800 m² unde: L = 80 m, l = 10 m şi h = 7m

Pentru calculul consumului total zilnic de frig aplicăm formula:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4, [kcal / 24 h]

în care:Q1 = consumul de frig prin suprafeţele exterioare ale fiecărei camere;Q2 = consumul de frig pentru răcirea suplimentară a materiei prime în

cazul în care acestea intră cu o temperatură mai ridicată decât cea din cameră;Q3 = consumul de frig provocat de ventilaţia camerei;Q4 = consumul de frig provacat de deschiderea uşilor, iluminarea

camerelor şi de staţionare a oamenilor.

a) Q1 = S x k x (t – tk) x 24, [ kcal / 24 h]unde:

S = suprafaţa pereţilor, pardoselii şi a tavanului pentru fiecare cameră, care se determină în raport cu dimensiunile interioare înainte de izolarea lor, [m²];

k = coeficient de transmitere a căldurii pentru suprafeţele pereţilor, pardoselii şi tavanul fiecărei camere;

t = temperatura de la exteriorul suprafeţei care transmite căldura, egală cu temperatura aerului exterior sau a încăperilor vecine, [ C];

tk = temperatura aerului uscat, tk = 2C [ C].

103


Valoarea lui k a fost luată din N.S. Komarov, 1954, k = 0,3 0,6 kcal /m² h C.

Coeficienţii de transmitere a căldurii pentru elementele izolaţiei sunt daţi în tabelul următor:

PereteleCoef. de transmitere a căldurii

[kcal / m² h C]

Pardoseală 0,6

Peretele (1) 0,6

Peretele (2) 0,6

Peretele (3) 0,6

Peretele (4) 0,6

Tavan 0,3

104


Pierderea de frig prin suprafeţele pereţilor exteriori este dată în tabelul de mai jos:

Tipul suprafeţei delimitateS k t - tk Q

[m²] [kcal / m² h C] [C] [kcal / 24 h]

Pardoseală 800 0,6 12 138240

Peretele (1) 70 0,6 16 16128

Peretele (2) 560 0,6 16 129024

Peretele (3) 560 0,6 16 129024

Peretele (4) 70 0,6 16 16128

Tavan 800 0,3 33 190080

Total 618624

Temperaturile luate în calcul în tabelul de mai sus sunt următoarele: temperatura aerului exterior la nivelul tavanului, t = 35C; temperatura aerului din încăperile vecine, t = 18C; temperatura solului de sub pardoseală, t = 14C; tk = 2C

Q1 = 618624 kcal / 24 hb) Q2 = (G x c + G1 x c1) x (t1 – t2), [kcal / 24 h]

unde:G = greutatea produselor finite intrate la depozitare în decursul unei zile,

[kg / 24 h];c = căldura specifică a produselor finite, [kcal / kg C];t1 = temperatura iniţială a produselor finite şi a ambalajelor la intrarea în

cameră;t2 =temperatura finală a produselor finite şi a ambalajelor după refrigerare.Considerăm că produsele finite se depozitează pe rastele, deci c1 este

neglijabil, deoarece suprafeţele de contact dintre produsele finite şi rastele este mică, relaţia de mai sus va deveni:

Q2 = G x c x (t1 – t2), [kcal / 24 h]unde:

G = 20 000 kgc = 0,80 kcal / kg C

105


t1 = 15 Ct2 = 2 C

Q2 = 20 000 x 0,8 x (15 – 2) = 208000 kcal /24 h

c) Q3 = a x V x k x (i – ik) kcal /24 hunde:

a = numărul de schimburi de aer pe zi;V = volumul camerei , [ m3];k = greutatea specifică a aerului umed la temperatura camerei,[ kg / m3];i = entalpia aerului exterior la temperatura de calcul şi la umiditatea

respectivă, [kcal/kg];

ik = entalpia aerului camerei la temperatura şi umiditatea dată, [kcal/kg];a = 2 V = 2800 m3

k = 1,28 kg / m3

i = 16,79 kcal / kgik = 2,8 kcal / kgQ3 = 2 x 5600 x 1,28 x (16,79 – 2,8) = 203571.2 kcal / 24 h.

d) Q4 = 0,3 x Q1 [kcal / 24 h]Q4 = 0,3 x 618624= 185587.2, [kcal / 24 h]Deci: Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Qtotal =618624+208000+203571.2+185587.2 = 1028582.42 [kcal/24 h]

Dacă necesarul de frig zilnic este de 1028582.42 [kcal/24 h], rezultă că necesarul de frig pentru 1 oră este de:

1028582.42 / 24 = 42857.6, [ kcal / h]Ţinând seama de faptul că o baterie de răcire dezvoltă un frig de circa

3000 [kcal /h], rezultă că vom avea nevoie de 2 baterii, câte una în fiecare depozit de materii prime.

26113 / 3000 = 14.2 15 baterii

8.2. – Elemente de calcul tehnologic pentru cuptoare de prăjire cafea

Principalele elemente care se au în vedere la determinarea numărului de cuptoare necesare pentru o anumită capacitate a unei unităţi de producţie, ori la sincronizarea producţiei pentru desfăşurarea normală a procesului tehnologic, având în vedere că cuptorul reprezintă utilajul conducător sunt:

106


-productivitatea cuptorului;-indicele de utilizare intensivă.În plus, pentru exploatare, trebuie să se cunoască atât teoretic, cât şi

practic, consumul de combustibil necesar prăjirii boabelor de cafea produselor

Productivitatea cuptoruluiAcest indice variază în funcţie de produsul care se fabrică şi de tipul

cuptorului, determinându-se pe baza mărimii suprafeţei de coacere încărcării specifice a vetrei şi duratei ciclului de prăjirii.

Mărimea suprafeţei de coacere, S, m2, după tipul cuptorului utilizat rezultă din lungimea şi lăţimea pe care o are vatra cuptorului, respectiv din suprafaţa de bandă care se află în camera de prăjire. Această mărime reprezintă o caracteristică constructivă a cuptorului:

S = 0,64 x 0,41 = 0,26 [m2]

Lungimea = 64 cm = 0,64 mLăţimea = 41 cm = 0,41 m

Încărcătura specifică a tăvii (vetrei) M, respectiv cantitatea de produs care încape pe 1 m2 de tavă, se calculează cu ajutorul formulei:

M = n1 x n2 x m [Kg/m2], în care

n1 – este numărul de tăvii care se pot aşeza pe 1 m de lăţime [buc];n2 – este numărul de tăvii care se pot aşeza pe 1 m de lungime[buc];m – masa nominală a produsului ce se are în vedere, în Kg (m = 200 g = 0,2 Kg)

Factorii n1 şi n2 se obţin cu formula:

[buc]

[buc]

în care:a – distanţa între bucăţile aşezate pe tavă în cm (a = 3 cm)l1 – lăţimea produsului supus prăjirii, în cml2 – lungimea produsului supus prăjirii, în cm

l1 = l2 = 0

107


= 33 buc

= 33 buc

33 buc…………………………………………….. 1 m lăţimex……………………………………………………0,41 m lăţime

x = 14 bucăţi

33 buc……………………………………………..1 m lungimey…………………………………………………..0,61 m lungime

y = 20 bucăţiM = 14 x 20 x 0,2 = 56 [Kg/m2]56 Kg………………………………………………1 m2

z……………………………………………………0,26 m2

z = 14,56 [Kg/m2]M = 14,56 [Kg/m2]

Spaţiile dintre bucăţile aşezate în cuptor condiţionează suprafaţa care nu se poate utiliza şi, pentru reducerea ei (cu păstrarea reglementară a distanţei dintre bucăţi), în unele cazuri se practică aşezarea „în şah”.

Durata ciclului de coacere, t, în minute, în care se obţine o şarjă de produse prăjire

t = 25 [min]Deci productivitatea cuptorului Q, în funcţie de mărimea suprafeţei S,

încărcarea specifică a tăvii M şi durata de coacere t, stabilite ca mai sus rezultă aplicând formula:

[Kg/h]

Q = 0,26 x 14,56 x 60/25

Q = 9,08 [Kg/h]

Indicele de utilizare intensivă a cuptorului IuAceasta exprimă calitatea de produse, în Kg, pe unitatea dimensiunii

caracteristice a cuptorului, în unitatea de timp (1 h). Deci, indicele de utilizare intensivă a cuptoarelor pentru pâine Iu se exprimă în Kg/m2h şi reprezintă

108


raportul Q/S. valoarea acestui indice arată măsura în care s-a folosit cuptorul şi, totodată, permite să se facă o comparaţie din acest punct de vedere între cuptoare, chiar dacă ele nu au aceeaşi productivitate.

Iu = M / S x T [Kg/m2h]În care:

M – cantitatea de produse realizate, în KgS – suprafaţa vetrei cuptorului, în m2

T – timpul efectiv de funcţionare a cuptorului, în ore; (T = 40 min = 0,66h)

Iu = 14,56 / 0,26 x 0,66 = 84,84 [Kg/m2h]

Indicii de utilizare intensivă a cuptoarelor pe tipuri şi sortimente de produse se prevăd de obicei anual, la baza stabilirii lor avându-se în vedere atât realizările medii, cât şi calculul analitic (respectiv al productivităţii, expus anterior). Cu ajutorul indicelui de utilizare intensivă se poate stabili producţia unei unităţi, respectiv capacitatea, sau invers, cunoscând mărimea se determină necesarul de cuptoare cu care aceasta trebuie dotată.

Capacitatea de producţie P, a unei unităţi de panificaţie se determină pe baza indicelui de utilizare intensivă a cuptorului, folosind formula:

P = S x Iu x T [Kg]În care:

S – suprafaţa de coacere, M2

Iu – indicele de utilizare, Kg/m2 – TT – timpul pentru care se determină capacitatea, în ore, (de regulă T = 24

ore)

P = 0,26 x 84,84 x 24 = 529,4 [Kg]

Capacitatea de producţie a oricărei unităţi poate fi îmbunătăţită în mod treptat, fără a se diminua calitatea produselor fabricate, prin măsuri tehnice şi organizatorice, care să ducă la sporirea indicelui de utilizare intensivă.

Printre măsurile principale se numără: sincronizarea procesului de fabricaţie şi urmărirea lui cu atenţie, astfel

încât cuptorul să fie alimentat la timp cu boabele de cafea necesar; aplicarea corectă a regimului de prăjire, respectiv reglarea

corespunzătoare a temperaturii şi a producerii aburului în camera de prăjire;

109


verificarea cuptorului şi îngrijirea lui, spre a nu se produce stagnarea în funcţionare;

organizarea muncii în toate fazele procesului tehnologic, pentru a nu se crea, goluri în alimentarea cuptorului.

8.3. – Bilanțul termic al cuptorului în care se prăjește cafeaua cafeaua

Cuprinde calculul următoarelor cantităţi de căldură:Cantitatea de căldură ce se consumă în camera de coacere q [Kg/Kg

produs]:q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5

în care: q1 [Kj/Kg produs] – căldura necesară pentru prăjirea cafelei;q1 == w lv (I vs – I`) + q c c c (t c + t al) + (g m c m + uni cal) x (t m – t al)în care:

w lv [Kg apă/Kg produs] – cantitatea de apă evaporată la prăjire, vs, [Kj/Kg]- entalpia vaporilor supraîncălziţi, pentru temperatura de 90oC I vs = 710,2 [Kcal/Kg] = 2970 [Kj/Kg]; gc, [Kg] – greutatea cojii, egală cu 15% din greutatea produsului finit;

= 0.03

c c, [Kj/Kg grad] – căldura specifică a cojii; c c = 1,67 t c, [oC] – temperatura cojii bobului, t c = 150 t al, [oC] – temperatura iniţială a bobului; t al = 30 g m, [Kg SU/ Kg produs] – greutatea miezului bobului; g m = G – g c – U m = 0,2 – 0,03 0,084 = 0,086;

s-a notat cu U m (U m = 42%) umiditatea miezului bobului.

c m, [Kj/Kg grad] – căldura specifică a cojii bobului; c m = 1,67 cal, [Lj/Kg grad] – căldura specifică a miezului bobului; c al = 1 t m [oC] – temperatura miezului; t m = 98 q1 = 0,1 x (2970 – 126) + 0,03 x 1,67 (150-30) + (0,086 x 1,67 + 0,084

x1) x (98-30) = 284,4 + 6,012 + (0,227 x 68) q1 = 305,85 [Kj/Kg produs] q2, [Kj/Kg produs] – căldura necesară pentru supraîncălzirea vaporilor; q2 = g vap (I vs – I v)

în care:

110


g vap, [Kg vapori/Kg produs] – cantitatea de vapori folosită pentru umidificare;

g vap = 0,15…0,20I v, [Kj/Kg] – entalpia vaporilor; I v = 2360;

q2 = 0,2 x (2970 – 2360)q2 = 122 [Kj/Kg produs]

q3, [Kj/Kg produs] – căldura necesară pentru aerul care se volatilizează:

în care:

cp, [Kj/Kg produs] – căldura specifică a aerului la presiune constantă pentru temperatura de 90oC; c p = 1,309

ucc, [Kg apă/ Kg aer] – umiditatea din camera de coacere, u cc = 0,27uaer, [Kh apă/Kg aer] –umiditatea din sala de fabricaţie; u aer = 0,012tcc, [oC] – temperatura din camera de prăjire; t cc = 90oCtaer, [oC] – temperatura aerului din sala de fabricaţie; t aer = 24oC

q3 = 324,14 [Kj/Kg produs]

q4, [Kj/Kg produs] – căldura necesară pentru încălzirea cuptorului

În care:

G 4 = a c o S p x T p - Tm + α S p x t p – t m

a, [-] – gradul de negreală a suprafeţei cuptorului şi a mediului în:

a m – gradul de negreală mediu: a m = 0,9S p, [m2] – suprafaţa pereţilor cuptoruluiSv p – suprafaţa pereţilor verticali

Sv p = 2 x L cc x hL cc – lungimea camerei de prăjireH – înălţimea camerei de prăjire:

Sn p = 2 x 0,64 0 0,81Sv p = 1,03 [m2]

111


So p – suprafaţa pereţilor orizontali:

So p = L cc x ll – înălţimea camerei de prăjire

So p = 0,64 x 0,81 = 0,51 [m2]S p = 1,03 + 0,51 = 1,54 [m2]

Pierderile de căldură prin convecţie la pereţii verticali

-coeficientul de transmitere a căldurii α v, [W/m2 grad]

-λ, [W/m grad] – coeficientul de conductibilitate a aerului:λ= 0,0269 [W/m grd]

-N u = c (Gr x Pr)n

Gr = β h3 g ∆t / υ2

β = 1 / Tmed = 1 / 305 = 0,03 [k-1]∆t= t p – t med = 40-24 = 16 [oC]υ= 16,3 x 10-6 – vâscozitatea cinematică pentru aer cu caracteristicile

corespunzătoare zonei cuptorului;

=0.00094·1012

Pr = 0,72C = 0,135N = 0,33N u = 0,135 x (0,00094 x 1012 x 0,72 )0,33 = 235, αv=7.8G4 = 128,62 [W]

Pierderile de căldură prin convecţie la pereţii orizontali:

αo = Nu o x λ / l

Gro = β x l3 g ∆t / υ2

Gro = 0.00094·1012

Nuo = (0,135 (0,00094 x 102 x 0,72)0,33 = 235Nuo = 7.8G4 = =63,828 [W]G4 = G4 v + G4 o

112


G4 = 128,62 + 63,828 = 192,448 [W]q4= 1,924 [W/Kg x h]q4= 7,88 [Kj/Kg produsq5, [Kj/Kg produs] – alte pierderiq5 = 5 / 100 x q1 rezultă q5 = 5 / 100 x 305,85q5= 15,29 [Kj/Kg produs]

Pierderile totale de căldură Q, [Kj];Q = Σ q x PQ = (305,85 + 122 + 324,14 + 7,88 + 15,29) x 100Q = 77516 [Kj]

8.4. – Dimensionarea mecanică a amestecatorului de cafea

Malaxoarele cu două braţe cotite, utilizate pentru omogenizarea masei de cafea necesită determinarea puterii instalate şi verificarea mecanică a braţelor.

Calculul puterii necesare pentru acționare

Relaţia de calcul propusă este:

Unde:

Ks - coeficientul de suprasarcină (Ks=1,3) K1 - coeficientul care ţine seama de frecarea cafelei măcinate de pereţi

(K1=4-6) K2 - coeficientul care ţine seama de rezistenţa întâmpinată de amestecător la

intrarea în masa de material (pentru umiditate de 17-22%; K2=10-14) Qv - debitul volumic, în m3 (QV = 0,6 m3) mat - densitatea masei de cafea, în kg/m3 L - lungimea cuvei, în m tr - randamentul de transmisie (0,8%)

Calculul de rezistență a brațului melanjorului

Braţul malaxorului este supus unor tensiuni de forfecare în secţiunea de legătură cu arborele de antrenare.

113


Relaţia de calcul este:

Unde:Aaf = secţiunea efectivă a braţului malaxorului, în m2

Mt = momentul de torsiune, în Nm;af = tensiunea admisibilă de forfecare, N/m3 ;Nn = puterea motorului de acţionare, kwn = turaţia braţului, rot/min.

CAPITOLUL – 9 – CALCUL TEHNICO – ECONOMIC

Calculul tehnico-economic se va face pentru procesul de obţinere a boabelor de cafea prăjite

9.1. – Costul materiilor primeTabel 6.1. Costul materiilor prime

114


Nr. Materie primă Cantitate Preţcrt. (kg/şarjă) (€/kg) (€/şarjă) (€/zi) (€/an)1 Boabe de cafea 50000 0.5 25000.000 600000.000 199500000

TOTAL: 199500000

9.2. – Costul materialelor auxiliareTabel 6.2. Costul materialelor auxiliare

Nr. Materie primă Cantitate Preţcrt. (UM/h) (€/UM) (€/h) (€/zi) (€/an)1 Apă (mc) 65 0.05 3 10 32442 Energie electrică (kW) 30 0.3 9 27 8982

TOTAL: 12226

9.3. – Amortizarea utilajelorTabel 5.3. Amortizare utilaje

Nr.crt. Utilaj UM Cantitate

Preţ achiziţionare

Durată amortizare

Amortizare anuală

(€/buc) (ani) (€/an)1 Masini de transport buc 3 10000 10 30002 Recipiente de transport buc 10 10000 10 100003 Vase de colectare buc 30 200 25 2404 Cuptor pentru prajire buc 6 5200 15 20805 Congelator buc 1 35000 15 23336 Ustensile inox buc 54 35 10 189

TOTAL: 17842

9.4. Amortizarea clădirilorTabel 5.4. Amortizare clădiri

Nr.crt. Spaţiu Suprafaţă Preţ

Durată amortizare

Amortizare anuală

(m2) (€) (ani) (€/an)1 Depozit mat. prima 1000 30000 10 30002 Spatiu fabricatie 2500 45000 10 4500

115


3 Laboratoare 250 75000 10 75004 Birouri 100 25000 10 25005 Vestiare 200 15000 10 1500

TOTAL: 19000

9.5. Cheltuieli cu munca vieTabel 5.5. Salarizarea personalului

Nr. Statut funcţionar Nr. Salariu lunar Salariu anualcrt. persoane (€) (€)1 Director tehnic 1 500 60002 Inginer tehnolog 2 280 67203 Contabil 1 250 30004 Maistru 3 200 72007 Muncitor 30 150 540008 Portar 2 80 1920

TOTAL: 72840

9.6. Cheltuieli indirecte cu salariileCheltuielile indirecte cu salariile (Si) reprezintă 30% din salariile directe,

deci:

€

9.7. Cheltuieli suportate din venituri

Cheltuielile suportate din venituri reprezintă 10% din suma cheltuielilor cu materia primă (MP), materialele auxiliare (MA) şi salariile directe (Sd):

€

9.8. Dobânda

Dobânda este 5% din suma cheltuielilor pentru materia primă (MP), materialelor auxiliare (MU) şi salariilor directe (Sd):

€

116


9.9. Totalul cheltuielilor

Cheltuielile totale reprezintă suma cheltuielilor pentru materia primă, pentru materialele auxiliare, pentru amortizarea clădirilor şi a utilajelor, salariile directe şi indirecte, a cheltuielilor suportate din venituri şi a dobânzii:

€

9.10. Venituri

Veniturile provin doar din vânzarea produsului (boabe de cafea prăjite), care are un preţ de vânzare de 2.5 €/1000 g. Deci, pentru o producţie de 50000 kg/şarjă, la 997 şarje/an, valoarea venitului anual este:

€

9.11. Profitul

Profitul reprezintă diferenţa dintre venituri şi cheltuieli şi este:

€9.12. Rata profitului

Rata profitului (RP) este raportul dintre valoarea profitului şi cheltuielile totale:

9.13. Venituri pe produs

Veniturile pe produs (Vp) reprezintă raportul dintre valoarea profitului şi valoarea venitului şi este:

9.14. Cheltuieli pe produs

Acestea reprezintă procentajul (VP) din suma cheltuielilor: €

9.15. Costuri de producţie

117


Reprezintă cheltuielile de producţie raportate la cantitatea anuală de produs:

€

9.16. Profitul pe unitatea de produs

Profitul pe unitatea de produs (PP) reprezintă raportul dintre valoarea profitului şi cantitatea anuală de produs:

€/kg

9.17. Indicatorii eficienţei economice

Tabel 5.6. Indicatorii eficienţei economice

Nr. Specificare Cheltuieli totale Nr. Specificare Cheltuieli totale1. Cheltuieli cu materii

prime199500000€/an 9. Cheltuieli totale 229581519.66 €/an

2. Cheltuieli cu materiale auxiliare

12226 €/an 10. Venituri 398800000 €/an

3. Amortizare utilaje 17842 €/an 11. Profit 169218480.34 €/an4. Amortizare clădiri 19000 €/an 12. Rata profitului 73.71 %5. Salarii directe 72840 €/an 13. Cost pe unitatea de

produs97415837.19 €/kg

6. Salarii indirecte 21852 €/an 14. Preţ de vânzare 2.5 €/1kg7. Cheltuieli suportate din

venituri19958506.55€/an 15. Profit pe unitatea de

produs423893.99 €/kg

8. Dobânda 9979253.27€/an

CAPITOLUL – 10 – BIBLIOGRAFIE

[1] V. Eliu Ceauşescu, Gh. Rădoiaş, T. Cădariu, Odorante şi aromatizante. Chimie, tehnologie, aplicaţii, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1988.

[2] Volk Benjamin, Kadner Parson – Essentials of Medical Microbiology, Fourth edition, J.B. Lippicott Company Philadelphia, 1991

[3] Corina Dana Mişcă – Microbiologia produselor agroalimentare, Ed. Solness, Timişoara, 2001

118


[4] Corina Dana Mişcă – Îndrumător pentru lucrări practice – Microbiologie agroalimentară, Ed. Solness, Timişoara, 2001

[5] XXX - Bergey”s Manual of Determinative Bacteriology, ed.9,1994 [6] I. Ciulei, E. Grigorescu, U. Stănescu, Plante medicinale. Fitochimie şi

fitoterapie, vol. 1, Ed. Medicală, Bucureşti, 1993. [7] I. Ciulei, E. Grigorescu, U. Stănescu, Plante medicinale. Fitochimie şi

fitoterapie, vol. 2, Ed. Medicală, Bucureşti, 1993. [8] D.I. Hădărugă, Nicoleta G. Hădărugă, Compuşi odoranţi şi

aromatizanţi, Ed. Politehnica, Timişoara, 2003. [9] N. Satinover, Chimia şi tehnologia condimentelor, Ed. Tehnică,

Bucureşti, 1964. [10] * * * Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, ed. a VI-a, 1998,

Electronic Release. [11] C.D. Neniţescu, Chimie Organică, vol. I, Editura Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti, 1980. [12] C.D. Neniţescu, Chimie Organică, vol. II, Editura Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti, 1980. [13] K. Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 13, ed. a III-a, J.

Wiley & Sons, New York, 1981. [14] * * * Beilstein Handbuch der Organische Chemie, ed. a IV-a, Springer

Verlag, Berlin, 1942. [15] J.R. Pigott, A. Paterson, Understanding Natural Flavors, Blackie

Academic & Professional, London, 1994. [16] H.-D. Belitz, W. Grosch, Food Chemistry, Springer-Verlag, Berlin,

1987. [17] http://www.botany.hawaii.edu/faculty/carr/fpfamilies.htm [18] http://www.tropical.spice.~pepper [19] http://www-ang.kfunigroy.ac.at/~katzer/engl/spice [20] http://www.schwartz.co.uk/schwartz.nsf [21] http://domino2.kappa.ro/mij/superlex.nsf [22] http://www.botanical.com/botanica/mgmh/a/anise040.html [23] http://www.linnaeus.nrm.se/flora/di/apia/pimpi/pimpani1.ipg [24] http://www.naturedirect2u.com/Essential%20oils/anise.htm [25] http://www.sintec.ro/buysell/_disc1/00000164.htm [26] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/htbin-post/Entrez/query?

db=m&Dopt=r&vid=9225014 [27] G. Mogoş, N. Sitcai, Toxicologie clinică. Intoxicaţii nemedicamentoase,

vol. 2, Ed. Medicală, Bucureşti, 1990. [28] M. Cotrău, M. Proca, Toxicologia analitică, Ed. Medicală, Bucureşti,

1988.

119

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/htbin-post/Entrez/query?db=m&Dopt=r&vid=9225014

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/htbin-post/Entrez/query?db=m&Dopt=r&vid=9225014

http://www.sintec.ro/buysell/_disc1/00000164.htm

http://www.naturedirect2u.com/Essential%20oils/anise.htm

http://linnaeus.nrm.se/flora/di/apia/pimpi/pimpani1.ipg

http://www.botanical.com/botanica/mgmh/a/anise040.html

http://domino2.kappa.ro/mij/superlex.nsf

http://www.schwartz.co.uk/schwartz.nsf/

http://www-ang.kfunigroy.ac.at/~katzer/engl/spice

http://www.botany.hawaii.edu/faculty/carr/fpfamilies.htm


[29] * * * Merck Catalog 2000, Electronic Release, Chapmann&Hall/CRC, New Jersey, 1999.

[30] Dăescu, C.; Macarie, I., Boc, I., Îndrumar de proiect, Lito IPT, Timişoara, 1983.

[31] * * * Colecţia de STAS-uri. [32] C.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Noscov, Procese şi aparate în

ingineria chimică, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1981. [33] O.P. Kharbanda, Nomograms for Chemical Engineers, Heywood & Co.

Ltd., London, 1958. [34] G. Niac, V. Voiculescu, I. Bâldea, M. Preda, Formule, tabele, probleme

de chimie fizică, Ed. Dacia, Cluj - Napoca, 1984. [35] D.R. Stull, E.F. Westrum Jr., G.C. Sinke, The Chemical

Thermodynamics of Organic Compounds, John Wiley Inc., New York, NY, 1982.

[36] * * * Catalog de utilaje chimice, IUC, Făgăraş.

120

tehnologia cafelei - popa nicolae

Documents