Desarrollo de un prototipo de cámara de ambiente para el control de temperatura y humedad y el monitoreo del ph y oxígeno durante el proceso de la fermentación láctica heterofermentativa del café en la Hacienda Santa Elisa

Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un prototipo de cámara de ambiente para la fermentación controlada del café en la Hacienda Santa Elisa, con el fin de optimizar las condiciones ambientales durante el proceso de fermentación y mejorar la calidad del producto final. La fermentación del café es una etapa crítica en la que se deben controlar las variables de temperatura, humedad, pH y oxígeno para evitar la acetificación, un fenómeno que degrada las características organolépticas del grano y afecta la calidad del café. Este fenómeno ocurre cuando las bacterias acéticas oxidan el etanol producido por las levaduras, generando ácido acético que altera el sabor y aroma del café. La metodología empleada en este proyecto sigue un enfoque sistemático, dividido en cuatro fases. En la primera fase, se diseñó el prototipo de la cámara de fermentación, teniendo en cuenta la capacidad de monitorear y controlar las variables clave: temperatura, humedad, pH y oxígeno. En la segunda fase, se implementó el prototipo en la Hacienda Santa Elisa, adaptando los sensores y actuadores necesarios para el monitoreo y control en tiempo real de las variables críticas. En la tercera fase, se desarrolló una base de datos que almacena los datos generados por los sensores, permitiendo su visualización a través de una interfaz de usuario. Finalmente, en la cuarta fase, se realizó una comparación y análisis de las características organolépticas del café fermentado con el sistema de control frente al café fermentado de forma artesanal, evaluando parámetros como aroma, sabor, acidez y dulzura, entre otros. Para corroborar el funcionamiento del sistema de control y monitoreo diseñados para la cámara de fermentación, se realizaron simulaciones en PROTEUS que permitieron predecir el comportamiento de los sensores y actuadores bajo diferentes condiciones ambientales. Estas simulaciones fueron apropiadas para anticipar la respuesta del sistema frente a variaciones en temperatura, humedad, pH y oxígeno disuelto, garantizando así un control y monitoreo eficiente del proceso fermentativo. Se emplearon sensores específicos para cada variable —temperatura, humedad y pH— mientras que la medición del oxígeno disuelto fue simulada mediante un potenciómetro debido a limitaciones en el software de simulación. Los actuadores fueron representados por motores que simularon la activación del calefactor, ventilador, humidificador y deshumidificador para mantener las variables dentro de los rangos adecuados. Los resultados de la simulación mostraron que el sistema es capaz de ajustar de manera precisa las condiciones ambientales, manteniendo la temperatura entre 18 y 26°C, la humedad relativa entre 75% y 85%, y monitoreando el pH en un rango favorable para la fermentación, mientras que los niveles de oxígeno disuelto se monitorean para favorecer un ambiente anaeróbico. Además, el monitoreo en tiempo real permite una intervención oportuna para corregir las condiciones, ofreciendo una fermentación más estable y consistente durante todo el proceso. Por otro lado, el prototipo fue evaluado mediante dos pruebas, y los resultados demostraron que el sistema de control de la cámara mantiene las condiciones ideales de temperatura (18 - 26°C), humedad (75 - 85%), pH (4 - 5.5) y oxígeno disuelto (en niveles apropiados para una fermentación anaeróbica), logrando una fermentación más estable y consistente que la obtenida mediante métodos tradicionales. Las pruebas sensoriales del 11 café fermentado en la cámara destacaron un perfil más equilibrado, con un sabor más fresco, una acidez brillante y una dulzura bien integrada, en comparación con el café fermentado artesanalmente, que mostró una mayor variabilidad en sus características organolépticas. Este proyecto tiene una gran relevancia para la Hacienda Santa Elisa, que ha experimentado pérdidas significativas debido a la acetificación, afectando tanto la calidad como la cantidad de su producción. Mediante la implementación de esta cámara de fermentación controlada, se busca reducir las pérdidas y mejorar la calidad del café, contribuyendo a satisfacer los estándares internacionales de calidad exigidos en el mercado de exportación. Los resultados obtenidos demuestran el potencial de la tecnología para optimizar el proceso de fermentación del café, garantizando la preservación de las características deseadas y mejorando su competitividad en el mercado global.

• Autores: Duque Bernal, Diego Alejandro; Suspes Alviz, Michelle Vanessa
• Tipo de recurso: https://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
• Fecha de publicación: 2025
• Institución: Universidad El Bosque
• Repositorio: Repositorio U. El Bosque
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unbosque.edu.co:20.500.12495/14568
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/20.500.12495/14568; https://repositorio.unbosque.edu.co
• Palabra clave: Prototipo de cámara de ambiente; fermentación controlada; Café; Control de temperatura; Monitoreo de pH; Control de humedad; Monitoreo de oxígeno; Fermentación láctica heterofermentativa; Acetificación; Calidad del café; Sensores y actuadores; Perfil sensorial; Fermentación artesanal; Cualidades organolépticas; 610.28; Prototype of environmental chamber; Controlled fermentation; Coffee; Temperature control; PH monitoring; Humidity control; Oxygen monitoring; Heterofermentative lactic fermentation; Acetification; Coffee quality; Sensors and actuators; Sensory profile; Artisanal fermentation; Organoleptic qualities
• License: Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International