Particle size and roasting on water sorption in conilon coffee during storage

Abstract

The aim of this work was to evaluate alterations on the water sorption of coffee due to the effect of roast, grind and storage in two temperatures (10 and 30 oC) during 180 days. Crude grain coffee (Coffea canephora) with average initial moisture content of 12.61 % (d.b.) was used. Grain was roasted at two levels: medium light (ML) and moderately dark (MD). Afterwards, grain was processed in three different particle sizes: fine (0.59 mm), medium (0.84 mm) and coarse (1.19 mm), besides the whole coffee lot. Samples prepared were then stored in two temperatures (10 and 30 oC). These were analyzed during six months, at five distinct times (0, 30, 60, 120 and 180 days) regarding moisture content and water activity. Furthermore, mathematical modeling and thermodynamic properties acquisition of the coffee moisture adsorption process were accomplished. A split plot design was used, in which plots consisted of storage period and split-plots consisted of a 2 x 4 x 2 factorial (two roasting degrees, four particle sizes and two storage temperatures), with five repetitions.It was concluded thatparticle size did not significantly affectedmoisture content of coffee, independently of roast degree; Sigma-Copace model best represented hygroscopic equilibrium for sorption of roasted coffee; with moisture content reduction, an increase of differential enthalpy and entropy of sorption and Gibbs free energy occurs.

Objetivou-se, nesse trabalho, avaliar as alterações na sorção de água de café, devido ao efeito da torrefação, moagem e armazenamento em duas temperaturas (10 e 30 oC), durante 180 dias. Café cru (Coffea canephora), com teor de água inicial médio de 12,61 % (b.u.) foi utilizado. Os grãos foram torrados em dois níveis: média clara (MC) e moderadamente escura (ME). Posteriormente, os grãos foram processados em três diferentes granulometrias: fina (0,59 mm), média (0,84 mm) e grossa (1,19 mm), além do lote de café inteiro. As amostras foram armazenadas em duas temperaturas (10 e 30 oC). Estas foram analisadas durante seis meses, em cinco diferentes tempos (0, 30, 60, 120 e 180 dias), acerca do teor de água e atividade de água. Posteriormente, a modelagem matemática e a aquisição das propriedades termodinâmicas do processo de adsorção foi realizada. Um esquema de parcelas subdivididas foi usado, em que as parcelas consistiram no tempo de armazenamento e as subparcelas um fatorial 2 x 4 x 2 (dois níveis de torrefação, quatro níveis de granulometria e duas temperaturas de armazenamento), com cinco repetições. Foi concluído que a granulometria não afetou significativamente o teor de água de café, independentemente da torra; o modelo de Sigma-Copace é o que melhor representa o equilíbrio higroscópico de sorção de café torrado; com a redução do teor de água há um aumento da entalpia e entropia diferenciais de sorção e da energia livre de Gibbs.