Published

2018-09-01

Bioclimatic analysis of three buildings for wet processing of coffee in Colombia

Análisis bioclimático de tres instalaciones para el beneficio húmedo de café en Colombia

Keywords:

Bioclimatic simulation, biological risk, quality coffee, wet processing of coffee, coffee drying (en)
Simulación bioclimática, riesgo biológico, calidad de café, beneficio húmedo de café, secado de café (es)
Simulacao bioclimática, risco biológico, qualidade de café, processamento húmido de café, secagem de café (pt)

Downloads

Authors

This study aimed to perform a bioclimatic comparison of wet processing facilities of coffee in Colombia, with three typical types of Colombian coffee region, through computer simulation, specifically evaluating the effect of heat and steam generated by mechanical drying machines, and natural ventilation area on the temperature and relative humidity within these facilities. The effect of the natural ventilation area was observed, to greater area of natural ventilation, lower temperature and relative humidity, i.e. it was observed that typology b behaved better bioclimatically than typology a. The indoor environment of type a (stepped type), had a greater biological risk of proliferation of fungi and bacteria, with an average temperature of 27.5 °C, and average internal relative humidity of 70.6%. In type c, as its mechanical drying machine protrudes from the building, and expel the vapor and heat produced in the drying process to the external environment, showed the best bioclimate conditions for parchment coffee, with an average temperature of 23.5 °C and average internal relative humidity of 65.5% most of the time.

Este estudio tuvo como objetivo llevar a cabo una comparación bioclimática de instalaciones de beneficio húmedo en Colombia, con tres tipologías típicas de la zona cafetera colombiana, a través de simulación computacional, específicamente evaluando los efectos del calor y vapor generados por el secado mecánico, y el área de ventilación natural sobre la temperatura y la humedad relativa en estas instalaciones. Se observó el efecto del área de ventilación natural, a mayor área de ventilación natural, menor temperatura y humedad relativa, es decir, se observó que la tipología b se comportó mejor bioclimáticamente que la tipología a. El ambiente interno de la tipología a (tipología escalonada), tuvo un mayor riesgo biológico de proliferación de hongos y bacterias, con una temperatura promedio de 27,5 °C, y una humedad relativa interna promedio de 70,6%. En el tipo c, como su secadora mecánica sobresale del edificio, y expulsa el vapor y el calor producidos en el proceso de secado al ambiente externo, mostró las mejores condiciones bioclimáticas para el café pergamino, con una temperatura promedio de 23,5 °C y una humedad relativa interna promedio del 65,5% la mayor parte del tiempo.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ABNT - NBR 15220. 2003. Desempenho Térmico de Edificações-Parte 2: Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator de calor solar de elementos e componentes de edificações, 1a ed., Rio de Janeiro, 66p.

ASHRAE. 2001. Fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, 1a ed., Atlanta, 892p.

Borém FM, Ribeiro DM, Pereira RGFA, da Rosa SDVF, and de Morais AR. 2007. Qualidade do café submetido a diferentes temperaturas, fluxos de ar e períodos de pré-secagem. Coffee Science 1(1): 55-63.

Bre F, Fachinotti VD, and Bearzot G. 2013. Simulación computacional para la mejora de la eficiencia energética en la climatización de viviendas. Mecánica Computacional 32(1): 3107–3119.

Carvajal JJ, Aristizábal ID, and Oliveros CE. 2012. Evaluación de propiedades físicas y mecánicas del fruto de café (Coffea arabica l. var. Colombia) durante su desarrollo y maduración. Dyna 79(173): 116-124.

Ciro HJ, Abud-Cano LC, and Perez, L. R. 2010. Numerical simulation of thin layer coffee drying by control volumes. Dyna 77(163): 270–278.

Ciro HJ, Rodríguez MC, and Castaño JL. 2011. Secado de café en lecho fijo con intermitencia térmica y flujo de aire pulsado. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín 64(2): 6247–6255.

DoE - USA, Department of Energy. 2015. Energyplus engineering reference. The Reference to EnergyPlus Calculations, Illinois, 847p. https://energyplus.net/sites/default/files/pdfs_v8.3.0/EngineeringReference.pdf; consulted: January 2017.

DoE - USA, Department of Energy. 2014. EnergyPlus, Input Output Reference: The Encyclopedic Reference to EnergyPlus Input and Output. Illinois, 1528p. https://energyplus.net/sites/default/files/pdfs/pdfs_v8.3.0/InputOutputReference.pdf; consulted: January 2017.

González C, Sanz J, and Oliveros CE. 2010. Control de caudal y temperatura de aire en el secado mecánico de café, Cenicafé 61(4): 281–296.

INMETRO, 2013. Qualidade e Tecnologia INMETRO. Anexo V - Portaria n.o 50, de 01 de fevereiro. http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtosPBE/regulamentos/AnexoV.pdf; consulted: November 2016.

LabEEE - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações. 2015. Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina. http://www. labeee. ufsc. br, consulted: January 2017.

Montoya EC, Oliveros CE, and Mejía G. 1990. Optimización operacional del secador intermitente de flujos concurrentes para café pergamino. Cenicafé 41(1): 19–33.

Navarro S, and Noyes RT. 2001. The mechanics and physics of modern grain aeration management. CRC press, 1a ed., 647p.

Norton T, Grant J, Fallon R, and Sun DW. 2009. Assessing the ventilation effectiveness of naturally ventilated livestock buildings under wind dominated conditions using computational fluid dynamics. Biosystems Engineering 103(1): 78–99. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2009.02.007

Oliveros C, Peñuela A, and Pabón J. 2013. Gravimet SM: Tecnología para medir la humedad del café en el secado en silos. Cenicafé 433(1): 1-8.

Oliveros C, Sanz J, Ramírez C, and Peñuela A. 2009. Aprovechamiento eficiente de la energía en el secado mecánico del café, Cenicafé 380(1): 1–8.

Osorio R, Guerra L, Tinôco IFF, Osorio JA, and Aristizábal ID. 2015. Simulation of a thermal environment in two buildings for the wet processing of coffee. Dyna 82(194): 214-220. doi: http://dx.doi.org/10.15446/dyna.v82n194.49526

Osorio R, Guerra L, Tinôco IFF, Martins JH, SouzaC, and Osorio JA. 2016. Simulation of the internal environment of a postharvest installation and a solar dryer of coffee. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 20(2): 163-168. http://dx.doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v20n2p163-168

Oviedo NE, and Torres A. 2014. Atenuación hídrica y beneficios hidrológicos debido a la implementación de techos verdes ecoproductivos en zonas urbanas marginadas, Ingeniería y Universidad 18(2): 291–308. doi: http://dx.doi.org/10.11144/Javeriana.IYU18-2.hahb

Puerta GI. 2006. La humedad controlada del grano preserva la calidad del café. Cenicafé 352(1): 1-8.

Puerta GI. 2008. Riesgos para la calidad y la inocuidad del café en el secado. Cenicafé 371(1): 1-8.

Ribeiro BB, Mendonça LL, Dias RAA, Assis GA, and Marques AC. 2011. Parâmetros qualitativos do café provenientes de diferentes processamentos na pós-colheita. Agrarian 4(14): 273–279.

License

Copyright (c) 2018 Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

The journal allows the author(s) to maintain the exploitation rights (copyright) of their articles without restrictions. The author(s) accept the distribution of their articles on the web and in paper support (25 copies per issue) under open access at local, regional, and international levels. The full paper will be included and disseminated through the Portal of Journals and Institutional Repository of the Universidad Nacional de Colombia, and in all the specialized databases that the journal considers pertinent for its indexation, to provide visibility and positioning to the article. All articles must comply with Colombian and international legislation, related to copyright.

Author Commitments

The author(s) undertake to assign the rights of printing and reprinting of the material published to the journal Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín. Any quotation of the articles published in the journal should be made given the respective credits to the journal and its content. In case content duplication of the journal or its partial or total publication in another language, there must be written permission of the Director.

Content Responsibility

The Faculty of Agricultural Sciences and the journal are not necessarily responsible or in solidarity with the concepts issued in the published articles, whose responsibility will be entirely the author or the authors.