Desenvolvimento de instrumentação para monitoramento da torra de grãos de café

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Químicapt_BR
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dc.contributor.advisorKillner, Mário Henrique Montazzolli [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorSantesso, Edson Robertopt_BR
dc.contributor.bancaNixdorf, Suzana Lucypt_BR
dc.contributor.bancaMarço, Paulo Henriquept_BR
dc.contributor.coadvisorBona, Evandro [Coorientador]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T11:46:53Z
dc.date.available2024-05-01T11:46:53Z
dc.date.created2022.00pt_BR
dc.date.defesa25.03.2022pt_BR
dc.description.abstractResumo: Neste trabalho objetivou-se o desenvolvimento de instrumentação para monitoramento da torra de grãos de café da espécie Coffea canephora, através do desenvolvimento de uma câmara de torração automatizada por microcontrolador com plataforma de computação open source (Arduino Mega 256) para controle da instrumentação, sendo o microprocessador controlado pelo software Coffee Roast Control System V2, que fez todo o processamento e aquisição de dados, desenvolvido por Edson Roberto Santesso do grupo LATE (Laboratório de Analítica Thomas Edison) da Universidade Estadual de Londrina (UEL), através do monitoramento in-situ durante o processo de torração As amostras de café foram adquiridas do instituto agronômico do Paraná (IAPAR) campus Londrina Para cada amostra, foi separado pequenas porções de 4g, sendo submetidas ao processo de torra, adquirido imagens digitais canal L*, frequência sonora e espectros de refletância no NIR nano portátil A aplicação de diferentes padrões de cor e curvas de torrefação teve como proposito evidenciar a combinação entre a melhor configuração das variáveis tempo e temperatura e a tonalidade de cor final para obter o melhor desempenho O método colorimétrico empregado para a avaliação da cor utiliza o sistema de cores CieLAB que é um padrão de cores que foi implementado pela Comissão Internacional de Iluminação (CIE, 1986) Para a detecção dos cracks do café durante o processo de torra foi utilizado um captador de áudio no qual foi acoplado do lado de fora da câmara de torra a uma distância de aproximadamente 2cm, para realizar a gravação de áudio Para a realização das analises estatísticas foi utilizado o software GAMMA desenvolvido pelo professor Dr Evandro Bona da (UTFPR) campus Campo Mourão, onde foi utilizado a análise de componentes principais (ACP) e a regressão dos mínimos quadrados parciais (PLSR) como ferramentas quimiométricas com o intuito de se fazer uma análise exploratória e quantitativa dos grupos amostrais, para discriminalos entre si dentro da mesma curva de temperatura por suas caracteriscas espectrais A automação foi testada mostrando que o método escolhido para a detecção dos eventos de crack apresentou apenas ruído, não sendo possível descriminar a frequência na qual ocorrem os dois eventos Foi verificado que o aumento no tempo de torra desencadeou o aumento no percentual de perda de massa A análise qumiométrica utilizando o PLSR mostra que as coordenadas L*, a* e b* do método de imagem digital podem ser empregados para a predição dos valores de L* do colorímetro, sendo uma boa estimativa online durante todo o processo de torra, com baixos valores de RMSECVpt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: The objective of this work was to develop instrumentation for monitoring the roasting of coffee beans of the species Coffea canephora, through the development of a roasting chamber automated by microcontroller with an open source computing platform (Arduino Mega 256) to control the instrumentation, being the microprocessor controlled by the Coffee Roast Control System V2 software, which did all the processing and data acquisition, developed by Edson Roberto Santesso from the LATE group (Thomas Edison Analytical Laboratory) at the State University of Londrina (UEL), through monitoring in-situ during the roasting process The coffee samples were acquired from the agronomic institute of Paraná (IAPAR) campus Londrina For each sample, small portions of 4g were separated, being submitted to the roasting process, acquiring digital images L* channel, sound frequency and reflectance spectra in the portable NIR nano The application of different color standards and roasting curves aimed to highlight the combination between the best configuration of the time and temperature variables and the final color tone to obtain the best performance The colorimetric method used for the evaluation of color uses the CieLAB color system, which is a color standard that was implemented by the International Commission on Illumination (CIE, 1986) For the detection of coffee cracks during the roasting process, an audio pickup was used, which was coupled outside the roasting chamber at a distance of approximately 2 cm, to perform the audio recording To perform the statistical analysis, the GAMMA software developed by Professor Dr Evandro Bona da (UTFPR) Campo Mourão campus, where principal components analysis (PCA) and partial least squares regression (PLSR) were used as chemometric tools in order to carry out an exploratory and quantitative analysis of the sample groups, to discriminate them from each other within the same temperature curve by their spectral characteristics The automation was tested showing that the method chosen for the detection of crack events presented only noise, and it was not possible to discriminate the frequency in which the two events occur It was found that the increase in roasting time triggered an increase in the percentage of mass loss The chemometric analysis using the PLSR shows that the L*, a* and b* coordinates of the digital imaging method can be used to predict the L* values of the colorimeter, being a good estimate online throughout the roasting process, with low RMSECV valuespt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/9086
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameQuímicapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.subjectCafépt_BR
dc.subjectTorrefaçãopt_BR
dc.subjectCafépt_BR
dc.subjectProcessamentopt_BR
dc.subjectCafépt_BR
dc.subjectCoffeept_BR
dc.subjectCoffeept_BR
dc.subjectCoffeept_BR
dc.subjectCoffee - Near infrared spectroscopypt_BR
dc.subjectArduino (Programmable controllers)pt_BR
dc.subjectQualitypt_BR
dc.subjectRoasting - Processing Color Automationpt_BR
dc.titleDesenvolvimento de instrumentação para monitoramento da torra de grãos de cafépt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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