ES2959447T3 - Cámara de fermentación y método para fermentar fruto de cacao - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una cámara de fermentación y a un método para fermentar frutos de cacao. En particular, la presente invención se refiere a una cámara de fermentación y a un método para la fermentación artificial controlada de frutos de cacao enteros o granos de cacao. En un método según la invención para fermentar el fruto del cacao, se mide la respiración del fruto del cacao en una cámara cerrada que contiene el fruto que se va a fermentar. Una cámara de fermentación según la invención está configurada para llevar a cabo un método según la invención para fermentar el fruto del cacao. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cámara de fermentación y método para fermentar fruto de cacao

La presente invención se refiere a una cámara y método para fermentar frutos de cacao. En particular, la presente invención se refiere a una cámara y un método para la fermentación artificial controlada de frutos de cacao enteros o granos de cacao usando gas dióxido de carbono.

Técnica anterior

Los granos de cacao son la principal materia prima para la producción de chocolate. Estas semillas derivan de las vainas de la fruta del árbolTheobroma cacao,que se cultiva en plantaciones en la zona ecuatorial, por ejemplo, en Costa de Marfil, Ghana e Indonesia. Los granos de cacao están embebidos en una pulpa mucilaginosa dentro de las vainas. Los granos de cacao crudos tienen un aroma y sabor astringente y desagradable y tienen que fermentarse, secarse y tostarse para obtener el aroma y sabor característicos deseados del cacao. El sabor a chocolate está influenciado por el origen de los granos de cacao, el cultivar de cacao, el proceso de fermentación y secado en la granja y el tostado y procesamiento posterior realizados por el fabricante de chocolate.

Normalmente, la fermentación puede llevarse a cabo de diversas maneras, pero todos los métodos dependen de retirar los granos de cacao de las vainas y apilarlos para permitir que se desarrollen los microorganismos e inicien la fermentación de la pulpa de la fruta que rodea los granos.

En minifundios, la fermentación generalmente se realiza en montones de granos encerrados en hojas de plátano o banana. Los montones pueden usarse para fermentar cualquier cantidad de aproximadamente 25 kg a 2.500 kg de granos de cacao. La fermentación habitualmente dura aproximadamente cinco días y algunos agricultores mezclan los granos al segundo o tercer día. Otro método de los pequeños productores es usar canastas, forradas y cubiertas con hojas, para fermentar los granos. De manera similar, pueden usarse agujeros o pequeñas depresiones en el suelo, pero esto no permite que los jugos se drenen.

En plantaciones o fermentadores, la fermentación se lleva a cabo normalmente en grandes cajas de madera que contienen habitualmente de 1 a 2 toneladas de granos. Las cajas deben tener provisión para el drenaje de la pulpa licuada y para la entrada de aire. Las cajas pueden medir de 90 cm a 150 cm de ancho y 90 cm de profundidad, pero se prefieren niveles poco profundos (25-50 cm) de granos para promover una buena aireación. Los granos pueden cubrirse con hojas de plátano o en sacos para conservar el calor generado durante la fermentación. Los granos pueden transferirse de una caja a otra todos los días para asegurar una fermentación uniforme y aumentar la aireación. Las cajas pueden colocarse en niveles para facilitar la transferencia de granos. Las plantaciones suelen fermentar durante un período más largo que los pequeños agricultores y lo habitual es de 6 a 7 días.

En algunas áreas, donde se producen granos particularmente ácidos, los granos se prensan antes de la fermentación para reducir la cantidad de pulpa y permitir una mejor aireación de los granos de tal manera que se reduzca la acidez.

El proceso de fermentación comienza con el crecimiento de microorganismos. En particular, las levaduras crecen en la pulpa que rodea los granos. Las levaduras convierten los azúcares de la pulpa que rodea los granos en etanol. Después las bacterias comienzan a oxidar el etanol a ácido acético y después a dióxido de carbono y agua, produciendo más calor y elevando la temperatura. La pulpa comienza a descomponerse y drenarse durante el segundo día. El ácido láctico, que convierte el alcohol en ácido láctico en condiciones anaeróbicas, se produce pero, a medida que el ácido acético oxida más activamente el alcohol a ácido acético, las condiciones se vuelven más aeróbicas y detienen la actividad del ácido láctico. La temperatura se eleva de 40 °C a 45 °C durante las primeras 48 horas de fermentación. En los días restantes, la actividad bacteriana continúa en condiciones de aireación crecientes a medida que la pulpa se drena y se mantiene la temperatura. El proceso de girar o mezclar los granos aumenta la aireación y, en consecuencia, la actividad bacteriana. El ácido acético y las altas temperaturas matan el grano de cacao al segundo día. La muerte del grano hace que las paredes celulares se rompan y las sustancias previamente segregadas se mezclen. Esto permite que se produzcan cambios químicos complejos en el grano tales como actividad enzimática, oxidación y descomposición de las proteínas en aminoácidos. Estas reacciones químicas hacen que se desarrolle el sabor y el color del chocolate. La duración de la fermentación varía según el tipo de grano; los granos Forastero requieren aproximadamente 5 días y los granos Criollo de 2 a 3 días usando métodos convencionales.

El documento EP 0442421 B1, el documento WO/2007/031186, el documento EP 2459699 B1 muestran métodos convencionales de fermentación de frutos de cacao.

Además, el documento US 2019/0166862 A1 divulga una cámara de maduración convencional y un método correspondiente para madurar fruta, el documento WO 2011/057141 A1 divulga un método convencional para tratar semillas, en especial procesar los granos de cacao y el documento US 6.246.905 B1 divulga un sistema convencional de envío y almacenamiento en atmósfera controlada y un método correspondiente.

Después de la fermentación, los granos se secan. Las reacciones de oxidación iniciadas a través de la fermentación continúan durante el secado. Generalmente, los procesos combinados de fermentación y secado de granos de cacao para producir granos de cacao verde secos, conocidos como curado, es un requisito para obtener precursores de sabor.

El curado tradicional de los granos de cacao tiende a dar como resultado diversos grados de falta de homogeneidad entre los granos de cacao verde secos usados como ingrediente principal en chocolates especiales y productos de confitería, así como de otras industrias alimentarias, cosméticas y médicas. Los altos niveles de heterogeneidad entre los granos de cacao verde secos pueden afectar negativamente al procesamiento del cacao verde, por procesos costosos para superar estas deficiencias, y puede resultar en un producto menos sabroso, nutritivo y/o útil.

Divulgación de la invención

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un método mejorado para fermentar frutos de cacao o granos de cacao y una cámara de fermentación correspondiente. En particular, debe lograrse un proceso de fermentación más fácil y más controlado.

Estos objetos se logran mediante un método y una cámara de fermentación que tienen las características de las reivindicaciones independientes.

Por lo tanto, un primer aspecto de la invención se refiere a un método para fermentar frutos de cacao, en donde el fruto del cacao entero o los granos de cacao se disponen en una cámara hermética a los gases y durante el proceso de fermentación se mide una respiración del fruto del cacao o de los granos de cacao.

Aquí, los granos de cacao también pueden significar preferentemente granos de cacao junto con pulpa del fruto.

Al aumentar la cantidad de CO2 a un cierto nivel durante un cierto período de tiempo, el fruto se estresa y comienza a respirar más, provocando un mayor consumo de O2. El aumento de esta oxidación provoca una aceleración en el crecimiento de microorganismos. De esta forma se produce una reacción más rápida en la transformación de las levaduras en azúcares. A partir de entonces, las bacterias comienzan a oxidarse y se obtiene etanol, que se convierte en ácido acético y agua, liberando CO2. Como el nivel de CO2 ya es alto, la pulpa comienza a descomponerse y escurrirse en las primeras 8 a 18 horas. La conversión de alcohol en ácido láctico en condiciones anaeróbicas, se detiene porque tiene una mayor concentración de ácido acético. Después de un tiempo determinado debido al alto contenido de CO2 el fruto entra en senescencia. Con la temperatura alta, la actividad bacteriana continúa en condiciones crecientes debido a la aireación cuando se drena la pulpa, hace que las paredes de las células se rompan. Esto permite cambios químicos complejos en el fruto, tales como la actividad enzimática, oxidación y degradación de proteínas en aminoácidos. Estas reacciones químicas hacen que se desarrolle el sabor y el color del chocolate.

A diferencia de la fermentación convencional, en donde el proceso de fermentación está relativamente desregulado, en el proceso de fermentación de acuerdo con la invención, en particular para su uso en una cámara de fermentación de acuerdo con la invención, la respiración (tomar aire) del fruto de cacao o granos de cacao se mide y se controla en particular mediante la regulación de una concentración de gas (CO2/O2/C2H4) en la sala de fermentación de la cámara y se mide y se controla la temperatura dentro de la sala de fermentación.

La ventaja esencial de la presente invención es que el fruto del cacao entero puede fermentarse sin procesamiento previo, es decir, no es necesario cortar el fruto del cacao y no es necesario retirar la pulpa. Por ejemplo, usando este método, el fruto del cacao puede fermentarse mientras se transporta a su destino. El sabor y la calidad del cacao resultante mejoran ya que durante el proceso de fermentación no llega oxígeno oxidante perturbador a los granos de cacao, ya que todavía están cerrados. Como el proceso de fermentación está altamente regulado, la calidad de los granos de cacao fermentados de acuerdo con la invención es reproducible y, por lo tanto, consistentemente buena. Adicionalmente, el tiempo de fermentación necesario (dependiendo de la calidad y situación inicial del fruto del cacao) puede determinarse y calcularse automáticamente mediante un programa de fermentación. Teniendo en cuenta la respiración del fruto durante el proceso de fermentación, el consumo de gases (O2/CO2/C2H4) y la energía para el control de la temperatura pueden controlarse específicamente según las necesidades del fruto del cacao y, por lo tanto, pueden reducirse significativamente en comparación con el estado de la técnica. El tiempo de fermentación más corto también puede aumentar el rendimiento de la cámara de fermentación y ahorrar energía para el control del proceso.

Puede entenderse, que la fermentación de los granos de cacao junto con la pulpa del fruto todavía es posible usando el método de acuerdo con la invención y no se limita a la fruta entera del cacao.

Aquí el término fermentación no se limita a la definición clásica de fermentación, sino que incluye otras etapas de procesamiento de productos alimenticios.

El término respiración no se limita a la "respiración" de frutos vivos durante el método según la invención, sino que incluye toda la absorción y liberación de gases incluso en un estado de fermentación "muerto". Preferentemente, la respiración incluye la absorción de oxígeno y la liberación de dióxido de carbono por parte del fruto.

En una realización preferida de la invención, por lo tanto, se proporciona que la fermentación del fruto del cacao se monitorice y/o se controle como una función de la respiración del fruto a través de la concentración correspondiente de CO2, O2 y opcionalmente C2H4 y/o de la temperatura en la cámara, en particular en una sala de fermentación de la cámara. Esto se basa en los descubrimientos sobre el proceso de maduración y fermentación de las frutas. Durante el proceso de maduración pero también durante el proceso de fermentación, se produce un intercambio gaseoso del fruto con el medio ambiente, lo que se denomina respiración, es decir, respirar. Similar a la maduración del fruto, donde la maduración en el fruto se inicia (se desencadena) por la adición dirigida de gas etileno, en este proceso se usa gas CO2 para iniciar la fermentación de los granos de cacao en el fruto. Debido a la concentración de CO2 aumentada en el fruto y la absorción de oxígeno en el fruto, comienza el proceso de fermentación y durante el proceso de fermentación el fruto del cacao muestra cierta transpirabilidad en términos de absorción de oxígeno, liberación de CO2 y etileno.

El proceso de fermentación puede monitorizarse midiendo estas concentraciones de gas y controlando la temperatura en la cámara de fermentación. La actividad respiratoria determina la concentración ideal de CO2, es decir, la medida del consumo de oxígeno por unidad de tiempo y/o la salida de CO2 del fruto por unidad de tiempo. Basándose en estas mediciones y valores, la concentración óptima de CO2 entre el 10 % y el 90 % por volumen de CO2 se ajusta en el fruto y en la cámara. Una vez alcanzada la concentración óptima de CO2 en la cámara, se regula a este valor y se mide y se controla adicionalmente la actividad respiratoria del fruto. Si la respiración cambia considerablemente, por ejemplo, la captación de oxígeno del fruto o la liberación de CO2, el contenido de CO2 se reduce significativamente.

El fruto se almacena después en la cámara durante un período de 12 horas a 72 horas y a una temperatura entre 15 °C y 50 °C. Después, el proceso de fermentación se completa y el fruto puede abrirse inmediatamente o después de un cierto tiempo de almacenamiento y procesarlo adicionalmente (secar).

Preferentemente la concentración de oxígeno en la cámara se mantiene en un intervalo óptimo del 15,0 al 20,9 % en volumen durante todo el proceso de fermentación. Esto se hace añadiendo aire fresco a la cámara, siempre que la concentración de O2 salga del intervalo óptimo. Las mediciones de las concentraciones de gas solo se realizan, cuando no se está añadiendo activamente aire fresco, de tal manera que se mida únicamente la influencia de los frutos/granos de cacao en la atmósfera dentro de la cámara.

La presente invención se caracteriza por lo tanto en particular en comparación con los métodos de fermentación convencionales porque la fermentación del fruto durante el proceso de fermentación, en particular en una cámara de fermentación de acuerdo con la invención, se controla y se monitoriza por medios adecuados para medir la respiración y un medio para evaluar los valores medidos obtenidos.

Además, la presente invención se caracteriza por el hecho de que la concentración de CO2 durante todo el proceso de fermentación se considera y se controla como un parámetro de fermentación en un proceso de fermentación correspondiente durante el flujo del proceso de fermentación.

Este proceso permite controlar el proceso de fermentación y que el proceso de fermentación sea más lento y suave. Esto da como resultado sustancias menos amargas y el producto de cacao crudo es más dulce o contiene más azúcar. Adicionalmente, queda más peso bruto de cacao después del proceso, es decir, se reduce la pérdida de peso en el proceso de fermentación.

Se ha demostrado, que una fermentación descontrolada da como resultado granos de cacao fermentados irregularmente y una calidad reducida de los granos. Esto también influye negativamente en el sabor de los productos elaborados a partir de los granos de cacao. La medición de la respiración de acuerdo con la invención ahora permite fumigar selectivamente el fruto con dióxido de carbono, que no excede un nivel necesario de dióxido de carbono, para que se consiga una fermentación especialmente suave del fruto.

En una realización preferida de la invención, se proporciona por lo tanto que se establece una concentración predeterminada de CO2 en una sala de fermentación de la cámara, que varía a lo largo de la duración del proceso de fermentación. Esto tiene la ventaja de que la concentración de CO2 no supera un nivel necesario y, en particular, puede adaptarse al progreso de la fermentación durante el proceso, lo que a su vez conduce a un fruto de cacao entero suavemente fermentado con una imagen de fermentación uniforme.

En una realización particularmente preferida de la invención, se proporciona adicionalmente que, cuando se fumiga con CO2, la concentración de CO2 está en un intervalo del 10 al 90 % en vol., preferentemente en un intervalo del 50 al 80 % en vol.

Los valores dados se refieren en particular a cámaras de fermentación llenas al menos en un 60 % y deben adaptarse correspondientemente a una utilización más baja de las cámaras de fermentación. En este sentido, por ejemplo, el valor de CO2 debe considerarse un valor de gas absoluto regulado en % en vol.

Ventajosamente, la concentración de CO2 dentro de la sala de fermentación de la cámara se reduce después de un período de tiempo predeterminado y se mantiene constante en el nivel reducido. La concentración óptima de CO2 se determina en función del cambio de las mediciones de concentración de O2 y CO2 en función del tiempo. Esta realización del método de acuerdo con la invención optimiza aún más la uniformidad de la fermentación del fruto, ya que la fermentación es incluso más suave.

Con particular ventaja, el proceso de fermentación del método de acuerdo con la invención comprende una pluralidad de fases, que se caracterizan en particular por las concentraciones de gas y/o las temperaturas en la sala de fermentación.

La primera fase, o fase de inicio, del procedimiento de acuerdo con la invención permite inicialmente que todos los frutos en fermentación dispuestos en la sala de fermentación de la cámara sean llevados inicialmente a un estado de fermentación similar, de tal manera que toda el fruto muestre sustancialmente las mismas condiciones iniciales para la fermentación y, por lo tanto, bajo las mismas condiciones de fermentación siguientes, forme un resultado de fermentación comparable. Una medida de esto es la captación de O2 y la liberación de CO2 del fruto antes de la fermentación. La temperatura dentro de la cámara se establece entre 15 y 50 °C, más preferentemente de 25 a 35 °C. Preferentemente, un cambio significativo de la respiración del fruto del cacao (un cambio significativo de la concentración de CO2 por unidad de tiempo o la concentración de O2 por unidad de tiempo), marca el punto de partida de la segunda fase en la que se lleva a cabo la fumigación activa con CO2. Inicialmente, esto aumenta abruptamente con el inicio de la fermentación y de manera constante en el transcurso del progreso de la fermentación.

Con particular ventaja, en la segunda fase, solo se mide la concentración de O2 en función del tiempo y la fumigación con CO2 tiene lugar en el interior de la cámara. La concentración de CO2 dentro de la cámara aumenta con el tiempo, debido a la constante fumigación con CO2. Si el cambio de la concentración de O2 supera un valor predeterminado, se inicia la tercera fase.

En la tercera fase, la concentración de CO2 se mantiene constante dentro de la cámara cambiando dinámicamente la fumigación con CO2, preferentemente a un valor de aproximadamente el 40 al 80 % en vol., más preferentemente del 50 al 60 % en vol. y más preferentemente el 55 % en vol. Si no se mide ningún cambio en la concentración de O2 y cae por debajo de un valor predeterminado, se inicia la fase final.

En la fase final se cambia la temperatura de 10 a 35 °C, más preferentemente de 15 a 25 °C. Se detiene la fumigación con CO2, la cámara se rocía con aire fresco y el fruto se deja reposar de 12 a 48 h.

Después de la fase final los granos de cacao fermentados pueden retirarse del fruto y procesarse adicionalmente o los frutos pueden almacenarse y procesarse más tarde.

Esta realización permite una intervención activa en el proceso de fermentación y, asociado con el mismo, una intensificación o reducción del proceso de fermentación en el fruto del cacao iniciado por parámetros ajustables.

Mientras avanza la fermentación del fruto del cacao, la actividad respiratoria del fruto se vuelve cada vez menor con el tiempo. Mediante la medición de los gases de respiración, el proceso de fermentación de acuerdo con la invención permite la determinación y el control precisos del progreso de la fermentación.

Opcionalmente, la manipulación activa del proceso de fermentación también es posible gracias a otros parámetros atmosféricos dentro de la sala de fermentación de la cámara. Por lo tanto, en una realización preferida adicional de la invención, se proporciona que la guía y/o el control de la temperatura tenga lugar en la sala de fermentación de la cámara y, en particular, del fruto del cacao.

Con particular ventaja, la medición y/o control de los citados parámetros es constante o a intervalos predeterminados. Esto proporciona, en particular, que los valores medidos se monitorizan permanentemente o a intervalos cortos, y que solo se lleva a cabo un control, cuando se excede o cae por debajo del valor límite crítico (cambio crítico de concentración). Como alternativa o adicionalmente, se lleva a cabo un control, después del ajuste o reajuste de parámetros individuales en intervalos predefinidos o en tiempos predeterminados, que se almacenan en un ciclo de método definido. En esta realización, dependiendo de un estado inicial del fruto y/o la cantidad de fruto del cacao, el método de acuerdo con la invención comprende en particular varios ciclos que están contenidos en las cuatro fases descritas anteriormente y, en particular, intervalos de tiempo, parámetros de temperatura y parámetros de fumigación, así como valores límite para concentraciones de gas dentro de la sala de fermentación. Esta realización permite, en el sentido más amplio, realizar una implementación automatizable del método de acuerdo con la invención.

En consecuencia, un aspecto de la invención se refiere a un proceso para fermentar frutos de cacao, en particular frutos de cacao enteros, en el cual el fruto a fermentar se dispone en una sala de fermentación hermética al gas y su progreso de fermentación se mide durante la fermentación del fruto, basándose en una respiración del fruto.

Otro aspecto de la invención se refiere a una cámara de fermentación para fermentar y almacenar frutos de cacao que comprende una cámara de fermentación hermética al gas, en donde la sala de fermentación está adaptada para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención en una de las realizaciones mencionadas anteriormente.

De acuerdo con la invención, la cámara comprende una sala de fermentación hermética a los gases o consiste en una sala de fermentación hermética a los gases de este tipo en la que se disponen los frutos de cacao o los granos de cacao para fermentar y una unidad para monitorizar y controlar los gases de respiración en el interior de la cámara de fermentación, de modo que durante la fermentación, el transporte y/o el almacenamiento del fruto del cacao o de los granos de cacao se pueda medir y controlar su actividad respiratoria, donde la unidad para monitorear y controlar los gases de respiración está configurada para variar la concentración de dióxido de carbono, y donde la concentración de dióxido de carbono varía en el rango del 20 al 90 % en volumen.

En una realización preferida, la cámara de fermentación comprende en cada caso un medio para medir una concentración de CO<2>, una concentración de O<2>y/o una temperatura (temperatura del aire y del fruto) y/o una concentración de C2H4 en la sala de fermentación de la cámara y los medios correspondientes para evaluar los valores medidos obtenidos. Esta realización permite monitorizar la respiración que es esencial para el método de acuerdo con la invención y controlar activamente el proceso de fermentación a través de los parámetros atmosféricos en la sala de fermentación.

De acuerdo con la invención, la cámara comprende una sala de fermentación, que está diseñada para ser hermética al gas de acuerdo con los criterios de la llamada tecnología de CA y, como tal, está cerrada al exterior de forma estanca a los gases con CA. El requisito de estanqueidad al gas se alcanza cuando, después de la generación de una subpresión o sobrepresión de 15 mm WC (columna de agua = 150 Pa) en la sala de fermentación, esta presión cae/o aumenta en 0,5 horas por un máximo de 5, preferentemente 4, en particular, 3, preferentemente 2 mm WS (20 Pa), en el que un valor numérico más pequeño está asociado a una mayor estanqueidad. La sala de fermentación comprende una puerta CA hermética al gas y preferentemente un medio para regular el aire de suministro, el aire de escape y/o una sobre/baja presión de la cámara de fermentación.

En una realización preferida adicional, la cámara comprende un, asociado a al menos un medio de evaluación, medio para controlar y regular una atmósfera dentro de la sala de fermentación de la cámara.

En una realización preferida, la cámara comprende medios que permiten una circulación de aire permanente, por ejemplo ventiladores de aire. Esto se ve reforzado por un sistema de cierre de aire en las cajas de frutos de cacao (cajas sobre un palé) para generar diferencias de presión entre las cajas, desde entonces se favorece un intercambio de aire o gas a través de las cajas. Esto es particularmente útil para fermentar frutos de cacao enteros. Para una fermentación uniforme, preferentemente solo se instala una función de dirección de rotación del aire.

Si es necesario, en el sistema de acuerdo con la invención, que consiste en la cámara de fermentación y el método, puede inyectarse aire fresco en la cámara y puede retirarse el exceso de CO2 de la atmósfera de la cámara. Si el contenido de O2 es demasiado bajo, por ejemplo, se suministra aire fresco a la sala de fermentación de manera controlada a través de un sistema de ventilación hermético al gas. Adicionalmente, la tasa de circulación de aire (flujo de volumen de aire y velocidad del ventilador) en la sala de fermentación se ajusta dinámicamente al proceso de fermentación y la permeabilidad del flujo de aire de las cajas de fruto de cacao, preferentemente de forma automática. Ventajosamente, solo es necesaria una dirección de rotación/dirección de aire de los ventiladores sobre las cajas de frutos y, sin embargo, se garantiza una fermentación uniforme del fruto en toda la sala de fermentación.

En una realización preferida, la cámara de fermentación de acuerdo con la invención consiste en un recipiente o una caja refrigerada o está dispuesta en una caja de este tipo de tal manera que el proceso de acuerdo con la invención no se limita a una implementación estacionaria solamente.

Por lo tanto otro aspecto de la invención se refiere a un recipiente/refrigerador para fermentar, almacenar y/o transportar frutos de cacao, comprendiendo o consistiendo el recipiente en un espacio de fermentación hermético a los gases en el cual se dispone el fruto de cacao a fermentar, y se dispone una unidad para monitorizar y controlar los gases de respiración dentro del espacio de fermentación de tal manera que durante el transporte y/o almacenamiento del fruto de cacao su actividad respiratoria pueda medirse y controlarse.

En particular, la cámara de fermentación tiene las características de una cámara de fermentación descrita anteriormente para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención.

El diseño de la cámara de fermentación como un recipiente tiene la ventaja de que la fermentación de acuerdo con la invención puede combinarse con un transporte del fruto del cacao. Esto ofrece un enorme ahorro de tiempo y energía y, por lo tanto, es especialmente atractivo desde el punto de vista económico. Además, se acortan los periodos de almacenamiento durante los cuales el fruto del cacao debe mantenerse en un cierto grado de fermentación o durante los cuales se produce una fermentación incontrolada del fruto. Por las razones ya descritas, esto conduce a granos de cacao de alta calidad y sabor equilibrado, que tienen una masa de grano más grande y son menos amargos. La fermentación separada en el lugar de la cosecha ya no es necesaria, por lo que ya no es necesaria la costosa disponibilidad de espacio y tecnología de fermentación.

La forma exterior y el tamaño del recipiente corresponden preferentemente a un recipiente usado de forma convencional para el transporte de frutas. Por lo tanto, un recipiente se define como un cuerpo básico, en particular un cuerpo regular, con una superficie base, una superficie inferior y cuatro lados.

Además de la puerta habitual, el recipiente tiene preferentemente una pared de mampara hermética al gas con una construcción de sellado especial. Se trata preferentemente de un módulo de pared de marco de sellado de manguera de presión que se infla y se mantiene bajo presión por medio de presión de gas, por ejemplo, aire comprimido. El aumento de volumen de la manguera de obturación provocado por la introducción de aire conduce a un sellado hermético al gas de las transiciones entre la pared de mampara y la carcasa del recipiente. Como alternativa, la pared de mampara está sellada con tecnología de película, mediante el cual la pared se une herméticamente al gas con una película desechable durante el transporte o el almacenamiento, por ejemplo.

El recipiente es preferentemente apilable y bloqueable reversiblemente.

En la configuración preferida, la unidad de monitorización y control comprende un medio para medir una concentración de CO2, una concentración de O2 y/o una temperatura dentro de la cámara de fermentación y medios correspondientes para evaluar los valores medidos obtenidos y, opcionalmente, un medio conectado a al menos un medio de evaluación para controlar y regular una atmósfera dentro de la cámara de fermentación del recipiente. Adicionalmente, se proporciona un sistema de circulación de aire permanente y con mampara de las mercancías transportadas. Comparable a una cámara de fermentación convencional o estacionaria como se describe anteriormente, donde se logra un flujo de aire forzado a través de una diferencia de presión en las cajas de frutos de cacao.

Otra ventaja particular del recipiente es que tiene un medio para regular la temperatura en la sala de fermentación. Si es necesario, el aire se enfría y se calienta. Cuando se usan recipientes convencionales y técnicas de fermentación convencionales, el aumento del calor biológico de la respiración durante la fermentación convencional y las condiciones de espacio confinado a menudo hacen que el fruto del cacao se sobrecaliente debido a la falta de flujo de aire y guía, dando como resultado una fermentación descontrolada y desigual del fruto del cacao. Un agente para regular los valores de temperatura y de gas, en particular CO2 y O2, evita que el fruto del cacao se sobrecaliente y se congele.

Otra ventaja de este diseño es que el fruto del cacao puede mantenerse en una fase de fermentación definida. En otras palabras, se interrumpe la fermentación. El fruto del cacao permanece en un estado de fermentación controlado o controlable. Hasta el momento, esto no ha sido posible para el almacenamiento o transporte de frutos de cacao.

La forma preferida de la invención se suplementa con la provisión de que un medio para controlar un estado de fermentación, en particular una cámara/sensor para determinar un grado de fermentación, se dispone dentro de la cámara de fermentación. Esto es particularmente ventajoso durante el transporte del fruto del cacao, ya que la monitorización por inspección está excluida durante este período. Con particular ventaja, el medio de monitorización está conectado a un centro de monitorización y/o al medio de control para controlar el proceso para comparar un valor de fermentación medido con un valor diana y adaptar el proceso y/o la temperatura en caso de desviación. El proceso permite una igual calidad de fermentación controlable y reproducible. Esto significa que, basándose en datos de respiración y valores empíricos, los procesos de fermentación temporales y los estados de fermentación también pueden asumirse sin un sistema de cámara/sensor. Por ejemplo, la tecnología de radio y satélite y el tiempo de llegada planificado pueden usarse para iniciar la fermentación en la ruta de transporte hacia el destino. El objetivo es lograr el grado de fermentación deseado del fruto del cacao al llegar a destino. Los datos de respiración obtenidos también proporcionan información sobre la fermentación actual del fruto de cacao a transportar.

Esto perturba o cambia la concentración deseada de CO2 y O2. Por lo tanto, estos parámetros (concentración de O2 y CO2) se reajustan en el proceso de control, preferentemente con prontitud, en especial simultáneamente, y se suministran en consecuencia.

Además, para fermentar fruta en el área de transporte, debe haber disponible una fuente o instalación de almacenamiento donde se almacene el CO2 para lograr el enriquecimiento deseado en el recipiente. Esto se logra preferentemente mediante cilindros de presión que transportan fluidos que contienen los gases correspondientes.

Otra ventaja de la cámara de fermentación en el recipiente es que tiene un medio para regular una presión, en particular una válvula de alivio de presión, a través del cual el exceso de aire del recipiente puede escapar al medio ambiente.

En un diseño particularmente preferido, se pretende que el recipiente se diseñe como un recipiente con cerradura reversible. Esto permite que el recipiente se use como recipiente de transporte en un barco, camión o tren de mercancías.

Debido a su aplicabilidad universal, el uso de recipientes ISO es particularmente adecuado. Los recipientes ISO son recipientes estandarizados de acero de gran capacidad(recipientes de carga de mar) quepermiten que las mercancías se carguen, se transporten, se almacenen y se descarguen rápida y fácilmente. Los estándares relevantes (por ejemplo, dimensiones, soportes, apilamiento) han sido adoptados de manera coordinada por la Organización Marítima Internacional (IMO) y están establecidos en la norma ISO 668.

Cuando se usan para un camión, se prefieren cajas aisladas para camiones en el sentido del recipiente de la invención. Un cuerpo de caja aislado es considerablemente más pesado que un cuerpo de lona cerrada comparable debido a los paneles de GRP de pared doble con un núcleo aislante de espuma de poliuretano y puntales de madera o aluminio en el medio. Esto reduce la carga útil máxima habitual de 25 a 24 toneladas.

Con el fin de garantizar que se mantenga el ancho interno útil de 2,40 m para equipos de transporte estandarizados, tales como europalés y cajas de malla, las superestructuras con control de temperatura pueden tener un ancho total de 2,60 m y, por lo tanto, exceder el ancho total máximo permitido de 2,55 m sin aprobación especial.

Sin embargo, ya que la longitud máxima del vehículo no debe aumentar, los remolques frigoríficos convencionales solo pueden transportar 33 en lugar de 34 europalés.

Como alternativa o adicionalmente, el recipiente de acuerdo con la invención está diseñado como componente prefabricado para una cámara de fermentación.

En este caso, también se entiende por recipientes los remolques de camiones frigoríficos, ya que se usan en el comercio de transporte de camiones para productos alimenticios perecederos. El proceso de fermentación de acuerdo con la invención también puede usarse allí.

Otro aspecto de la invención se refiere al uso del recipiente de la invención para fermentar, almacenar y/o transportar en un barco, camión o tren de mercancías, así como un camión, barco o tren de mercancías que comprende el recipiente según la invención.

El recipiente tendrá preferentemente acceso a un suministro de energía que pueda conectarse a una fuente de energía externa o al suministro de energía del barco, camión o tren de mercancías. Además, es ventajoso si el recipiente tiene un medio para el intercambio de datos externos.

Cuando se usa en un camión, incluye, en particular, una disposición no bloqueable del recipiente en la zona de carga del camión y/o un remolque para un camión.

En resumen, el recipiente de la invención ofrece las ventajas de fermentación controlada, uniforme y óptima del fruto del cacao durante el transporte, tal como el transporte marítimo y el transporte terrestre. El proceso de fermentación puede iniciarse y controlarse de manera específica usando herramientas modernas de comunicación. En cada recipiente individual, el intercambio de datos moderno de seguimiento en origen, contenido de bienes, el destino y la fecha de llegada a través de la monitorización remota pueden usarse para iniciar la fermentación en el momento ideal para que el grado deseado de fermentación del fruto de cacao se logre de manera confiable a la llegada. El destinatario y el distribuidor pueden encargar y entregar inmediatamente los frutos de cacao a los puntos de entrega y tostado/secado sin tener que iniciar otro proceso de fermentación dirigida.

Usando el proceso de fermentación de acuerdo con la invención, se requiere considerablemente menos energía de refrigeración y calefacción para la fermentación. Esto hace que sea técnicamente posible llevar a cabo con éxito una fermentación controlada y uniforme en el espacio espacialmente limitado y gravemente restringido de los recipientes. El control completo sobre el proceso de fermentación y la demanda de energía de enfriamiento considerablemente menor hace esto posible y se debe al proceso de fermentación de acuerdo con la invención.

Los recipientes CA se han usado durante algún tiempo para el transporte, pero la fermentación exitosa no ha sido posible por las razones dadas.

Las realizaciones preferidas adicionales de la invención resultan de las características restantes expuestas en las reivindicaciones dependientes.

Las diversas realizaciones y aspectos de la invención mencionados en esta solicitud son, a menos que se indique lo contrario en el caso individual, ventajosamente combinables entre sí. En particular, las representaciones y descripciones de realizaciones preferidas y realizaciones del método siempre son transferibles al aparato de almacenamiento y viceversa.

Breve descripción de los dibujos

La invención se explica con más detalle a continuación, usando un ejemplo y los dibujos que lo acompañan. Las figuras muestran:

Figura 1 es una representación esquemática de una cámara de fermentación de acuerdo con la invención en una realización preferida de la invención.

Descripción detallada de la invención

La FIGURA 1 muestra una cámara de fermentación 1 de acuerdo con la invención que comprende una sala de fermentación 2 para contener frutos de cacao a fermentar o almacenar. La sala de fermentación 2 está diseñada hermética al gas en el sentido de la llamada calidad CA, de modo que solo tiene lugar un intercambio de gases muy pequeño entre el interior de la sala de fermentación 2 y un exterior de la cámara 1. Esto está garantizado por el hecho de que la sala de fermentación 2 se carga con el fruto del cacao 3 a través de una puerta CA 11. Solo un proceso de fermentación óptimo y el almacenamiento del fruto del cacao con concentraciones de gas absolutamente uniformes y reproducibles garantiza una fruta de cacao fermentada uniformemente. Esto se asegura con una Puerta CA 11, que se cierra, por ejemplo, de acuerdo con el principio de la fuerza de contacto estática. Los frutos de cacao 3 están dispuestos, por ejemplo, en un denominado palé de puerto. El volumen de la cámara de una sala de fermentación 2 preferida está habitualmente entre 177 m3 y 266 m3, dependiendo del tipo de cámara. Sin embargo, las dimensiones pueden adaptarse a la cantidad deseada de frutos de cacao 3 y a las condiciones estructurales.

El tamaño del palé, la cantidad de palés y la cantidad de frutos de cacao fermentados pueden variar.

Se descubrió que a partir de una utilización de la sala de fermentación 2 del 60 %, es decir, 14 palés llenos en relación con el ejemplo anterior, no es necesario adaptar los valores de concentración en el método de acuerdo con la invención. Con una utilización más baja y, opcionalmente, con cada utilización de la sala de fermentación 2 que se desvíe del 100 %, se puede realizar un ajuste de los parámetros de control y regulación del método según la invención, por ejemplo, con la ayuda de un programa de control.

La sala de fermentación 2 tiene al menos un medio de medición 4, por ejemplo, para medir la temperatura, o está conectado a un dispositivo 5 6 7, que permite una retirada, o un desvío de gas ubicado en la sala de fermentación 2 para la medición de parámetros atmosféricos. Estos parámetros atmosféricos son, por ejemplo, una concentración de dióxido de carbono y/o una concentración de oxígeno. Además, la sala de fermentación 2 está preferentemente conectada de forma fluida a un suministro 14 de CO2, un suministro 13 de oxígeno, por ejemplo, como un suministro de aire fresco. Estos pueden liberar una cantidad de gas definida por los medios de control en la sala de fermentación 2 por un medio de control para regular la atmósfera de gas dentro de la sala de fermentación 2. Para evitar un aumento de presión en la sala de fermentación 2 en caso de suministro de gas, por ejemplo, cuando se suministra aire fresco por el medio de ajuste 15 o debido a la fumigación con CO2, la sala de fermentación 2 también tiene una solapa 10 de presión que está configurada para compensar una sobrepresión o una presión insuficiente. Como alternativa o adicionalmente, la sala de fermentación 2 está conectada de forma fluida a un llamado pulmón 9, en donde puede liberarse el exceso de gas o desde el que el gas puede fluir hacia atrás. Por lo tanto, pueden compensarse ciertas fluctuaciones de presión en la sala de fermentación.

Además de los gases de respiración oxígeno y dióxido de carbono, la fermentación puede verse influenciada por parámetros adicionales dentro de la sala de fermentación 2, en particular la temperatura. Con el fin de proporcionar una oportunidad para la intervención en este punto, la sala de fermentación 2 tiene preferentemente un intercambiador de calor 8 en combinación con ventiladores, que está conectado de forma fluida a un sistema 7 de control de temperatura, por ejemplo, un enfriador y/o un calentador.

Los medios y dispositivos de ajuste 4, 5, 6, 7, 9 adecuados para influir en la atmósfera dentro de la cámara de fermentación 1 y el suministro 14 de CO2 están preferentemente conectados a un dispositivo 6 de control en el cual, por ejemplo, se almacena un algoritmo para controlar un proceso que, en función de los valores medidos y los parámetros temporales, permite el control automatizado de la atmósfera dentro de la cámara de fermentación 2. En particular, el método de acuerdo con la invención se lleva a cabo en este punto, que puede llevarse a cabo de forma automática y/o al menos parcialmente controlada manualmente.

Esto puede lograrse preferentemente ajustando la temperatura en la cámara de fermentación 1 a aproximadamente de 25 a 35 °C y midiendo cuánto CO2 se desarrolla en aproximadamente 0,5 a 2 horas en la sala de fermentación 2 como resultado de los procesos de fermentación o en cuánto disminuye la proporción de O2 en la sala de fermentación (los frutos de cacao en fermentación absorben O2 y liberan la misma cantidad de CO2). Si este cambio en la concentración A[O2] o A[CO2] es mayor que un valor predeterminado, entonces ya puede lanzarse la segunda fase con la fumigación con CO2. En la segunda fase de la fermentación, la concentración de dióxido de carbono en la cámara aumenta lentamente con el tiempo. Posteriormente, después de que el cambio en la concentración de oxígeno sea inferior a un valor predeterminado, la concentración de dióxido de carbono dentro de la cámara se mantiene constante mediante la regulación dinámica de la fumigación con dióxido de carbono. Finalmente, si no se detectan más cambios en la concentración de oxígeno, se detiene la fumigación con CO2, la cámara se rocía con aire fresco y la temperatura se cambia a un valor más bajo de preferentemente 15 a 30 °C.

Un método de acuerdo con la invención que puede realizarse con la cámara de fermentación descrita anteriormente se describirá en detalle en una realización preferida. En esta realización, el método comprende una pluralidad de fases.

En la primera fase, un estado comparable del fruto del cacao individual, en función de su estado de maduración y de su estado de fermentación (grado de madurez y estado del fruto al inicio de la fermentación), se ajusta ajustando la temperatura de 15 a 50 °C y midiendo los gases de respiración CO2 y O2. Después el proceso de fermentación real tiene lugar en las fases posteriores.

Primera fase:

La primera fase toma un período de aproximadamente 12 a 72 horas y comprende el ajuste de una temperatura en un intervalo de temperatura de 15 a 50 °C y una medición regular, en particular cada hora, de la producción de CO2 por el fruto del cacao y/o la ingesta de O2 por el fruto del cacao. Si la actividad respiratoria, es decir, el cambio de la producción de CO2 (aumento de la concentración de CO2 A[CO2]) y/o el cambio de la concentración de O2 A[O2] (disminución de la concentración de O2 A[O2]) supera un valor predeterminado, se inicia la siguiente fase.

Segunda fase:

La segunda fase toma un período de aproximadamente 12 a 72 horas durante el cual la temperatura se mantiene estable dentro de un intervalo de 15 a 50 °C. En este proceso, la concentración de O2 se mide a intervalos de tiempo regulares, por ejemplo, en el intervalo de 0,5-2,5 horas, para determinar cuánto O2 se está captando por el fruto del cacao, ya que esto permite una conclusión sobre el proceso de fermentación. La fumigación del fruto del cacao se inicia con una concentración de CO2 que aumenta lentamente. Esto significa que la fumigación con CO2 es constante y da como resultado una concentración de CO2 que aumenta lentamente dentro de la cámara/sala de fermentación. Si el cambio en la concentración de O2 medida supera un valor predeterminado, se inicia la tercera fase.

Tercera fase:

La tercera fase toma un período de aproximadamente 12 a 72 horas durante el cual la temperatura se mantiene estable dentro de un intervalo de 15 a 50 °C. En este proceso, la concentración de O2 se mide a intervalos de tiempo regulares, por ejemplo, en el intervalo de 0,5-2,5 horas, para determinar cuánto O2 se está captando por el fruto del cacao, ya que esto permite una conclusión sobre el proceso de fermentación. La fumigación con CO2 se regula dinámicamente en torno a un punto de ajuste de concentración de CO2 dentro de la cámara de fermentación. El punto de ajuste de CO2 se establece en el valor de la concentración de CO2 alcanzado al final de la segunda fase, preferentemente se establece una concentración de CO2 de aproximadamente el 50 al 60 % en vol. Cuando las mediciones de O2 no logran detectar un cambio adicional en la concentración de O2, se inicia la fase final.

Fase final:

En la fase final, la temperatura, partiendo del valor de temperatura de la fase intermedia, se baja lentamente, es decir, en particular durante varias horas, en particular durante 5 a 30 horas, a un valor de 10 a 35 °C. Además, la fumigación con CO2 se detiene y la cámara de fermentación se rocía con aire fresco. La cámara de fermentación se mantiene en estas condiciones durante aproximadamente 12 a 72 horas.

Preferentemente la concentración de oxígeno en la cámara se mantiene en un intervalo óptimo del 15,0 al 20,9 % en vol. durante todo el proceso de fermentación durante las cuatro fases descritas anteriormente. Esto se logra preferentemente añadiendo aire fresco a la cámara mediante el suministro 13 de aire fresco, siempre que la concentración de O2 en la cámara salga del rango óptimo. Las mediciones de concentraciones de gas a través del analizador 6 de gas solo se realizan, cuando no se está añadiendo activamente aire fresco, de tal manera que se mida únicamente la influencia de los frutos/granos de cacao en la atmósfera dentro de la cámara.

Después de completarse la fase final, se completa el proceso de fermentación real. La sala de fermentación puede abrirse y ya no tiene que ser hermética al gas. Las mercancías pueden procesarse posteriormente, es decir, los granos pueden retirarse y tostarse y/o secarse o fermentarse o procesarse adicionalmente fuera de la cámara de fermentación a diferentes temperaturas de acuerdo con el nivel deseado de fermentación. El proceso de fermentación de la invención da como resultado que los granos de cacao tengan más masa y un sabor menos amargo.

Lista de referencias

1 Cámara de fermentación con equipo

2 Sala de fermentación

3 Medios de transporte con frutos/granos de cacao

4 Sensor de temperatura

5 Medio de ajuste para una bomba dosificadora de gas

6 Dispositivo de control y analizador de gases

7 Sistema de control de temperatura

8 Intercambiadores de calor y medio gas/líquido para control de temperatura (refrigeración/calefacción) con sistema de ventilación

9 Pulmón

10 Solapa de presión

Puerta CA

Sistema de cierre de aire flexible

Dispositivo de aireación de oxígeno con ventilador/suministro de aire fresco Cilindro de gas de dióxido de carbono

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Una cámara para fermentar, transportar y/o almacenar frutos de cacao enteros o granos de cacao, en donde la cámara comprende una sala de fermentación (2) hermética a los gases o consiste en una sala de fermentación (2) hermética a los gases de este tipo en la que se disponen los frutos de cacao o los granos de cacao para fermentar y una unidad para monitorizar y controlar los gases de respiración en el interior de la cámara de fermentación (2), de tal manera que durante la fermentación, el transporte y/o el almacenamiento del fruto del cacao o de los granos de se pueda medir y controlar su actividad respiratoria,

en donde la unidad para monitorizar y controlar los gases de respiración está configurada para variar una concentración de dióxido de carbono,

caracterizada por que,

la concentración de dióxido de carbono varía en el intervalo del 20 al 90 % en vol.

2. La cámara de la reivindicación 1, en donde la unidad para monitorizar y controlar los gases de respiración en el interior de la cámara de fermentación es una unidad para monitorizar y controlar los gases de respiración que comprende al menos dióxido de carbono y oxígeno.

3. La cámara de la reivindicación 1, en donde la concentración de dióxido de carbono varía como una función de una concentración de oxígeno.

4. La cámara de una de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de monitorización y control comprende un medio (4, 5, 6) para medir una concentración de CO2, una concentración de O2 y/o una temperatura dentro de la sala de fermentación (2) así como medios (6) correspondientes para evaluar los valores medidos obtenidos y un medio (7, 8, 13, 14) conectado a al menos un medio (6) para la evaluación, para controlar y regular una atmósfera dentro de la cámara de fermentación (2) de la cámara.

5. La cámara de una de las reivindicaciones anteriores, en donde la cámara comprende además un medio para regular una temperatura (7) en la sala de fermentación (2).

6. La cámara de una de las reivindicaciones anteriores, en donde un medio para monitorizar un estado de fermentación, en particular una cámara y/o un sensor para determinar una fase de fermentación, se dispone dentro de la sala de fermentación (2).

7. La cámara de una de las reivindicaciones anteriores, en donde la sala de fermentación (2) tiene un medio (9, 10) para regular una presión, en particular una válvula de alivio de presión.

8. La cámara de una de las reivindicaciones anteriores, en donde la cámara está diseñada como un recipiente que puede cerrarse reversiblemente.

9. Un camión, barco o tren de mercancías que tiene una cámara de una de las reivindicaciones anteriores.

10. Un método para fermentar frutos enteros de cacao o granos de cacao, en donde los frutos de cacao o los granos de cacao para fermentar se disponen dentro de una cámara de una de las reivindicaciones 1 a 8.

11. El método de la reivindicación 10, en donde la fermentación comprende varias fases de fermentación caracterizadas por su cambio en las concentraciones de gas, en donde en una primera fase es medible un aumento y en una fase final ningún aumento de la concentración de CO2 en la sala de fermentación (2).

12. El método de la reivindicación 11, en donde en una segunda fase tiene lugar una fumigación con CO2 tan pronto como se mide un aumento predeterminado en la concentración de CO2 y/o una disminución predeterminada en la concentración de O2 en la primera fase.

13. El método de una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde las temperaturas del gas y del fruto del cacao o del grano de cacao dentro de la sala de fermentación (2) se miden y se regulan continuamente o a intervalos regulares.