Estas líneas llevan meses en desarrollo, y considero que es hora de compartir la experiencia de lo que podemos llamar “tuestes a baja temperatura”; en el tueste de café manejamos múltiples variables y momentos, y uno de los temas que como ingeniero me apasiona es la aplicación de energía y como se refleja en la temperatura, y de las temperaturas que medimos en el proceso de tueste la que considero más importante es la del grano, en la profundización de este tema he encontrado en mi propia experiencia de tueste a partir de más de 600 baches documentados con la estrategia de tueste que planteare en este artículo, considero debo compartir este análisis como maestro tostador, y sobre todo como ingeniero.
Lo primero que debemos tener en cuenta es tener la claridad de lo que estamos midiendo, esto se realiza con una pieza tecnológica diseñada para este fin, y en muchos casos no nos tomamos un tiempo en entender un poco como se realiza esta medición, de este tema no voy a ampliar la información, es solo un llamado a entender mejor como estamos midiendo, ya que según el dispositivo de medición podemos tener un error aceptable en la medición de hasta el 5%, aquí mi primer comentario.
Si la medición que tenemos es de 180 C, una diferencia con un error del 5% significa que puedo tener 9 grados de diferencia en ambos sentidos, eso en términos simples significa que tengo un rango de 18 grados totales en el cual se puede mover la temperatura que estamos leyendo para el ejemplo de 180 C, puedo estar en 171 o en 189 y cualquier medida en ese rango seria válida para el error del dispositivo.
El segundo factor a tener en cuenta es donde está ubicado el dispositivo de medición, y aquí tengamos en cuenta que la medición de temperatura del grano se realiza tocando directamente la masa en movimiento, y cuando comparamos la temperatura en la que está por ejemplo el tambor de nuestra tostadora, con la temperatura del dispositivo de temperatura del grano nos podemos encontrar una lectura con tostadora vacía de 180 C en el dispositivo y al leer con un dispositivo infrarrojo el tambor podemos encontrarnos el tambor a 280 C, este es un factor que debemos tener en cuenta también, y esta diferencia se debe a la distancia de ubicación con respecto al tambor, recordemos que se busca leer la temperatura del grano y no la del tambor, sin embargo para el proceso de tueste en dispositivos de tambor, que es el que deseo considerar en este escrito es un factor que debemos tener en cuenta como tostadores para evitar defectos de tueste, que se generan por la incorrecta aplicación de la energía en el proceso de tueste.
Otro termino a revisar es el RoR (Rate of Rise), progresión de la temperatura en español, de este tema ya se cuenta con suficiente información, y para este articulo lo importante es tener claro que esta progresión explica que está pasando en el grano de café durante el proceso de tueste, esta información sumada a la curva de temperatura del grano nos permiten como tostadores poder replicar lo que hacemos y tener consistencia en lo que entregamos a los consumidores, y sobre todo entender lo que estamos desarrollando en nuestros tuestes.
Para simplificar estos dos últimos términos el RoR nos permite saber cómo se modifica la temperatura en un periodo de tiempo y la curva de temperatura del grano, nos muestra como fue la temperatura del grano en el tiempo.
Esto lo vemos de la siguiente manera:
En la ilustración anterior vemos las dos gráficas, en mayor espesor vemos la temperatura y en menor espesor el RoR, la medición cuenta con tres ejes de información, a la derecha en vertical tenemos la temperatura en grados centígrados, en el horizontal inferior el tiempo y a la izquierda en vertical medición de grados centígrados por minuto, y vemos que el RoR inicia su medición a partir del punto de inflexión, y esto es comprensible ya que la gráfica inicia en cero, hasta el punto de inflexión el RoR es negativo, ya que la temperatura del grano desciende en esta etapa.
Como tostadores estamos trabajando con la complejidad de la química del café, en el proceso lo que estamos generando son múltiples reacciones termoquímicas, de las cuales las que se consideran más relevantes por múltiples autores son:
- Descarboxilación: Reacción química en la cual un grupo carboxilo es eliminado de un compuesto en forma de dióxido de carbono
- Polimerización: Es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero, o bien una cadena lineal o una macromolécula tridimensional. Pueden ser por adición o condensación
- Reacciones de azucares complejos: Algunas de las reacciones más conocidas son las de caramelización, la reacción de Maillard o las fermentaciones. La caramelización de los azúcares se produce en los alimentos tras un tratamiento con calor y se caracteriza por el suave tono marrón y el delicioso aroma a caramelo.
Cuando tostamos los principales componentes térmicamente reactivos son: los monosacáridos, la sacarosa, los ácidos clorogénicos, los aminoácidos libres y la trigonelina.
Los carbohidratos en el proceso se polimerizan y degradan, liberando térmicamente monosacáridos y la sacarosa que es el azúcar principal en el café logra su punto de fusión lo que se da a partir de los 150 grados centígrados según múltiples variables, estos factores son muy importantes ya que el proceso de llegar a la caramelización y el secado del grano (expulsión de agua o disminución de la humedad), son junto a la liberación del dióxido de carbono lo que llevan al primer crack, lo que sabemos de todo este proceso es que una vez comienza la caramelización es vital que la masa de café no exotérmico (pierda calor), o el café tendrá un sabor horneado en taza, cuando tostamos muy oscuro lo que estamos haciendo es una mayor caramelización del azúcar y a mayor grado de tueste contamos con mayores azucares carbonizados y otros materiales degradados térmicamente, lo anterior solo desde las reacciones de química básica.
Cuando entramos a ver lo que ocurre con la celulosa y la transmisión de calor, sabemos que al subir de los 230 C tenemos daños graves en la pared celular del café y esta es la encargada de dar uniformidad a la masa en su transmisión de calor, lo que impacta la estética del grano, y sobre todo la consistencia en las preparaciones.
Y por último esta la trigonelina, la cual es una base nitrogenada que se encuentra en el café y es 100% soluble en agua, por lo tanto terminara en la bebida, esta se degrada en casi un 85% cuando alcanza los 229 C, y está presente en los tuestes medio oscuros, en tostados más claros tendremos más trigonelina, pero menos caramelización del azúcar y ácidos alifáticos (aportan las notas cítricas málicas), lo que genera una taza más armoniosa, la degradación de este componente inicia a los 192 C, lo que puede ser un indicador clave de control de un adecuado proceso de tueste.
Tomando lo anterior, y teniendo en cuenta además que para la generación de calor lo que requerimos es energía, realizar tuestes con temperaturas inferiores a las acostumbradas puede ser una estrategia valida si lo que buscamos es una taza diferenciada y poder potencializar notas aromáticas y sabores en nuestros cafés.
En el ejemplo de la ilustración 2, tenemos un varietal arábigo cultivado a 1450 msnm, en malla 16 con una densidad de 746 g/l, y una humedad del 12,8% en proceso se secado honey.
Este café se carga en la tostadora girando a 65 rpm, a una temperatura de 140 C, con una aplicación de energía del 5% de la capacidad total de los quemadores, y la compuerta de aire al 50%.
El calor acumulado en el tambor, permite llegar al punto de inflexión a los 102 C en 1.39 minutos, y pasados dos minutos de este punto se aumenta la energía al 20% cuando se observa un descenso en el RoR, esto estabiliza el RoR en un rango de 3.2 a 3.6 y permite que la temperatura del grano se incremente de manera permanente y de forma delicada, lo que permite que el grano expulse el agua de una manera más lenta, lo que genera una expansión del grano, tornándolo más poroso y de mayor tamaño, la estrategia general de tueste es mantener el RoR entre 3 y 5 durante casi todo el proceso, en este ejemplo el fin de secado se logra a los 130 C en el minuto 10.27 y solo aumentamos la energía a partir de este punto, cuidando el RoR hasta llegar a los 150 C, para buscar el crack, en este punto aplicamos más energía y el RoR puede pasar de 5, logramos crack en 161 C en el minuto 16.24 y desarrollamos el tueste en un 12.8% descargando a 173.5 C en el minuto 18.48.
Los tiempos y porcentajes de este proceso son:
- Secado, 10:27 minutos y fue el 55.6% del tiempo, con un incremento promedio de temperatura de 10.1 C/m.
- Tueste, 5:57 minutos, 31.6% del tiempo, con un incremento promedio de 5.2 C/min.
- Desarrollo, 2:24 minutos, 12.8% del tiempo, y continuamos con un promedio de 5.2 C/min.
En este punto es importante aclarar que en el 2% del proceso de desarrollo (post primer crack), se reduce la energía al mínimo y se da 100% de apertura al aire; lo que genera un descenso brusco del RoR y permite que el café se desarrolle mejor sin realizar una caramelización alta de los azucares.
En la ilustración 3, tenemos el mismo café del ejemplo anterior, en proceso lavado, la densidad y la humedad varían un poco, pero no de manera significativa.
En este proceso se carga el café a 156.9 C y tenemos punto de inflexión a los 110 C en el min 1:36, hasta aquí, aunque se inicia a mayor temperatura el comportamiento del grano es similar en el tiempo, la estrategia general de tueste es muy similar, ya que se trata de cuidar el RoR y mantenerlo entre 3 y 5, mientras que el café esta por debajo de los 150 C.
Los tiempos y porcentajes de este proceso son:
- Secado, 7:18 minutos y fue el 45.8% del tiempo, con un incremento promedio de temperatura de 14.4 C/m.
- Tueste, 6:36 minutos, 41.4% del tiempo, con un incremento promedio de 3.8 C/min.
- Desarrollo, 2:03 minutos, 12.9% del tiempo, y continuamos con un promedio de 6.4 C/min.
El café se descarga a 168C en el minuto 15:57.
La estrategia se mantiene, y al comparar los dos procesos tenemos lo siguiente:
Aquí en azul vemos el lavado y el naranja corresponde al honey, podemos observar que la tendencia de las gráficas es similar, y las distancias entre las temperaturas se mantienen, la decisión de entrar a menor temperatura en el honey se basa en los contenidos de azucares de este tipo de procesos, lo cual también se mantiene para los naturales.
En este tipo de tuestes, aunque el tiempo de tueste es un poco superior, se logran ahorros importantes en el gasto energético, y sobre todo en los tiempos de recuperación de la máquina para el siguiente bache, ya que las temperaturas de entrada y salida están muy cercanas, y casi que podemos decir que la carga del bache siguiente se da en menos de un minuto luego de terminar la descarga del café, lo que optimiza el número de baches que podemos realizar.
Si vamos a la taza que es lo que buscamos realmente cuando tostamos cafés de especialidad, podremos notar que es un café que en sus fragancias y aromas es muy expresivo, y las características de chocolates y dulces se exaltan, además se desarrollan mejor los componente que nos dan los frutales y los florales, y todo esto junto a un tueste medio nos permiten tener tazas agradables y con características diferenciadas; otro punto no menos importante es que aunque se pierde masa en el proceso, ganamos en volumen de una manera significativa, lo que genera cafés que a nivel extractivo se comportan de mejor manera, y muy posiblemente podremos usar menos cantidad de café en nuestras preparaciones junto con una adecuada molienda, lo que compensa la pérdida de peso en el proceso de tueste.
Al revisar estas notas con profesionales como: Luisa Quintero, maestra tostadora y analista de calidad de Campesino Specialty Coffe, Jesús Bedoya, CEO y maestro tostador de Café Jesús Martin, Juan Manuel Estrada, CEO de Prisma Coffe Tech y Mario Andrés Prieto, CEO, CQI, Coffe Diploma y maestro tostador de Pasión del Barista Café; se destacan observaciones como: “el café debemos manejarlo como un alimento, como cuando asamos carne la temperatura influye en el resultado final”, Luisa Quintero; “lo planteado es interesante y vale la pena realizar pruebas más detalladas”, Luisa Quintero, Mario Andrés Prieto y Jesús Bedoya; y por el lado de Juan Manuel Estrada el comentario como fabricante es que coincide con los maestros tostadores y nos recomienda contar con equipos consistentes en sus tuestes y con buena estabilidad térmica, es una estrategia que requiere contar con una transferencia de energía estable.
En resumen, esta estrategia de tueste nos permite cafés expresivos y diferenciados, debido a que: la sacarosa, la cafeína, la trigonelina, el ácido clorogénico y los aceites (de los cuales no hablamos y que también se afectan de manera importante con la temperatura), son considerados como los precursores del sabor del café; en lo técnico el equipo de tueste que usemos para esta estrategia de tueste debe contar con las características requeridas de estabilidad y transferencia de la energía, y desde lo económico nos permite ahorros en los costos de energía y posiblemente en los tiempos generales de procesos, y al momento de escribir estas líneas también hemos notado que las notas de envejecimiento de estos cafés en el tiempo se muestran a mayor tiempo de tueste, lo que también permitiría un mayor tiempo de almacenamiento previo a la venta y consumo finales.
Los invito a probar esta estrategia de tueste y a comparar las tazas obtenidas.
Autor: Iván Vélez @tatoivelez – Ingeniero de Sistemas, MBA, propietario y maestro tostador de Dulce más Café @dulcemascafe
