Desarrollo de un Tostador Solar de Cacao

Abstract

En este trabajo se presenta el desarrollo y evaluación de un tostador solar de cacao utilizando un Concentrador Cilindro Parabólico (CCP). Para ello, se diseñó, construyó e instrumentó un prototipo experimental de un CCP. El diseño se dividió en tres secciones principales: área de captación solar, tubo absorbedor, y sistema de seguimiento solar. El tubo absorbedor se diseñó considerando dos configuraciones simuladas mediante Dinámica de Fluido Computacional, con el fin de encontrar la configuración con una distribución homogénea de la temperatura del aire interior. El CCP se construyó e instrumentó con la capacidad de: tostar 0.5 kg de cacao; monitorear la temperatura del grano, la temperatura ambiente y la irradiancia solar; así como, con la capacidad de seguir la trayectoria del sol. Para analizar el proceso de tostado se realizaron dos pruebas de funcionalidad sin cacao y nueve pruebas experimentales con cacao. El cacao tostado producto de las nueve pruebas, se sometió a cuatro pruebas fisicoquímicas: contenido de humedad, pH, acidez total y fenoles totales. En las pruebas de funcionalidad se encontró que el CCP alcanzó temperaturas superiores a 90oc aún bajo condiciones de cielo nublado parcialmente con una irradiancia de 304 Wm-2. Las pruebas experimentales con cacao, se realizaron con diferentes tiempos de tostado (40, 55 y 70 min) y en diferentes horarios (10:00, 12:00 y 14:00 h.); y se encontró que para una irradiancia solar de 685.7 a 969 Wm-2 y una temperatura ambiente de 33 a 38.4°C se alcanzaron las temperaturas de tostado de 96.6 a 127.5°C. Respecto a las pruebas fisicoquímicas para determinar la calidad del grano tostado, se encontró que el mínimo valor para el contenido de humedad fue de 2.13%, lo cual se encuentra cerca del valor reportado como ideal, 1.5-2%. Mientras que, el pH, acidez total y fenoles totales presentaron valores promedio de 4.94, 3.3 mí de NaOH (0.1 N) g 1 y 39.81 mg g-1 respectivamente, estos valores se encuentran dentro de los considerados adecuados para favorecer el aroma, antioxidantes y astringencia del cacao. Los resultados obtenidos en este trabajo indican que el CCP sería una opción factible para continuar su aplicación en el proceso de tostado de cacao.