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Tecnología IoT en la fermentación de cacao

Industrial Internet of Things
El internet de las cosas en la Industria Alimentaria
4 de octubre de 2021

Tecnología IoT en la fermentación de cacao

La instalación de tecnología IoT en los procesos de beneficio de cacao hace parte de la transformación digital de este sector agroindustrial

El beneficio del cacao es una serie de operaciones sucesivas que tienen su punto de partida en la cosecha y la apertura de las mazorcas maduras, fermentación del grano, secado, limpieza, selección, clasificación y almacenamiento del grano. La fermentación del cacao consiste en una serie de cambios fisicoquímicos que son responsables del desarrollo del sabor y el aroma a chocolate

Durante la fermentación se presentan cambios de pigmentación interna, transformación del sabor astringente de los cotiledones y se produce la transformación de los azúcares en alcoholes por las levaduras que a su vez se convierten en ácido acético por las bacterias acéticas.

La fermentación debe realizarse en un sitio caliente que favorezca el aumento de la temperatura, lejos del recorrido del viento para evitar que la misma descienda y que las partículas que puedan venir en el viento no contaminen la masa garantizando un proceso de fermentación completo y parejo. Sin embargo, temperaturas demasiado altas, por encima de los 55°C pueden quemar el grano y temperaturas muy bajas, sobre todo en los bordes de los cajones de fermentación, genera granos sin fermentar con sabores astringentes perjudiciales para la calidad del producto.

El proceso de volteo es fundamental en la fermentación porque evita que se presenten temperaturas demasiado altas y homogeniza la temperatura de la masa de cacao produciendo una fermentación más pareja y con mejores resultados ya que, además de la regulación de la temperatura, libera CO2 y aumenta la aireación que beneficia la actividad de las bacterias acéticas. El objetivo del volteo es asegurar el grado de fermentación uniforme

Fuente de la imagen: La Tribuna

Tecnología IoT en fermentación de cacao

La temperatura es un factor determinante en el proceso de fermentación del cacao en cajones de madera y realizar un monitoreo de esta variable es fundamental para obtener alertas con relación a dos situaciones específicas:

  • Aumento de la temperatura del centro de la masa por encima de los 55°C
  • Diferencia de temperatura de más de 10°C entre el centro de la masa y el borde del cajón de madera

Para obtener las alertas audibles y visibles que le indicarán al productor que debe realizar un volteo, se debe instalar un Termómetro con al menos tres sondas impermeables de medición ubicadas en el centro de la masa y en dos de las esquinas del cajón para visualizar el comportamiento de la temperatura durante todo el proceso.

Diagrama de comunicaciones entre los sensores ubicados en la zona de fermentación, internet y finalmente los usuarios finales

Se sugiere la instalación inicial de un Termohigrómetro preferiblemente inalámbrico para tener certeza de que las condiciones ambientales de la caseta o lugar dispuesto para los cajones de madera no interfieran con el proceso de fermentación al interior de estos. Si se identifican temperaturas ambientales muy bajas (menos de 20°C) o muy altas (más de 40°C) durante el proceso se deben tomar acciones encaminadas al aislamiento térmico del lugar.

¿Qué se espera obtener?

El objetivo de las mediciones utilizando tecnología IoT es obtener un perfil de temperatura que nos entregue información veraz de lo que sucede durante el proceso.

  • Temperatura ambiente en la zona de fermentación: preferiblemente dentro del rango entre 20°C y 40°C
  • Temperatura de la masa no exceda los 55°C
  • La diferencia de temperatura entre el centro de la masa y las esquinas internas del cajón de madera no debe superar los 10°C
  • La reducción instantánea de la temperatura en la gráfica indica un volteo ya que las sondas se deben retirar de la masa para realizar el procedimiento. Una vez se termina el volteo se vuelven a introducir las sondas y la temperatura vuelve a subir. Con esta información podemos identificar la cantidad de volteos que se realizaron durante el proceso de fermentación y si se realizaron en los momentos adecuados.

¿Por qué fermentar adecuadamente?

Cuando se realiza un buen proceso de fermentación y posteriormente un adecuado proceso de secado, se obtiene una calidad del producto que, con excepción de la variedad CCN51, puede ser considerado un cacao tipo premio o cacao especial.

La producción de cacao especial, es decir, cacao de alta calidad que cumpla la norma NTC1252, tiene un valor superior en el mercado nacional e internacional que puede estar por encima del 20% del valor del cacao corriente.

La norma NTC-1251 es la Norma Técnica Colombiana que establece los requisitos que debe cumplir el cacao en grano beneficiado, es decir, fermentado o no y secado. El documento contiene los siguientes requisitos físico químicos y tolerancias para el grano de cacao:

Fuente: COSECHA, BENEFICIO Y CALIDAD DEL GRANO DE CACAO (Theobroma cacao L.)

Un correcto proceso de fermentación y secado del grano garantizan la calidad del producto y un precio de venta superior en comparación con el cacao corriente, aumentando la rentabilidad del cultivo.

Los cacaos especiales pueden ser adquiridos por empresas dedicadas a la producción de chocolatinas finas que requieren sabores y aromas muy específicos que solo se logran con buenas prácticas agrícolas y procesos estandarizados.

Las mediciones con equipos IoT permiten llevar un registro del comportamiento de los diferentes factores que afectan la calidad del cacao durante su proceso de fermentación. Además, permite llevar una trazabilidad de cada una de las fermentaciones que servirá como evidencia de la aplicación de buenas prácticas durante cada proceso.

La instalación de sensores IoT en procesos fisicoquímicos como la fermentación del cacao permite estandarizar los procesos con la generación de alertas y notificaciones. No es un camino que se recorra de un día para otro, pero la medición de temperatura y la visualización del comportamiento de las variables permite reducir sensiblemente los tiempos de implementación de buenas prácticas y la obtención de mejores resultados en el corto plazo.

En Daimob Group S.A.S. damos soluciones IoT para cualquier proceso de cosecha y postcosecha del sector cacaotero. Mediciones de humedad, temperatura ambiente, temperatura de procesos con sondas impermeables, medición de radiación solar, nivel de iluminación y variables climáticas. Visita nuestra página web https://daimob.co/ para conocer nuestras servicios de automatización de mediciones con tecnología IoT.

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