Eliminación de olores en la industria del cacao
Origen del cacao
El árbol del cacao, o cacaotero, es una planta perenne que rinde varias cosechas al año. Recibe el nombre científico de theobroma cacao L. que significa «alimento de los dioses», y proviene del griego. Empezó a cultivarse en América, donde era ya un producto básico en algunas culturas antes de que llegaran los colonizadores europeos. Los aztecas creían que el dios Quetzalcóatl había enseñado el cultivo de esta especie a sus antepasados y, muchas veces, las semillas de cacao se utilizaban como moneda en las transacciones comerciales. El cacao procede de las regiones tropicales de México y Centroamérica, aunque en el siglo XVI se introdujo en África, que es donde más se cultiva en la actualidad. En América hoy se cultiva principalmente en Brasil, Ecuador, México, Colombia, Venezuela y la República Dominicana.
Alcanza una altura media de 6 m y tiene hojas lustrosas de hasta 30 cm de longitud y pequeñas flores rosas que se forman en el tronco y en las ramas más viejas. Sólo una treintena de las aproximadamente 6.000 flores que se abren durante el año llegan a formar frutos, que reciben el nombre de piñas o maracas, que deben recolectarse en el momento adecuado de madurez.
Las piñas o maracas son de forma ovalada o esférica y tienen una longitud de unos 20 cm. En su punto de madurez tienen una tonalidad dorada o rojiza con unas rayas longitudinales y emiten un sonido característico al ser golpeados. Este sonido lo producen las semillas contenidas en el interior de los frutos, llamadas a veces habas del cacao. Estas semillas de cacao, de sabor amargo, son de color púrpura o blancuzco y se parecen a las almendras. La grasa (manteca de cacao), que las semillas contienen en gran cantidad, se utiliza en la fabricación de medicamentos, cosméticos y jabones. El residuo pulverizado, que también se llama cacao, es la materia prima a partir de la cual se fabrica el chocolate.
Arbol del cacao
El cacao se obtiene de las semillas del fruto de este árbol. Después de la recolección, las semillas se fermentan para que adquieran su aroma característico. El cacao contiene casi un 20% de proteínas, un 40% de hidratos de carbono y un 40% de grasas y es muy nutritivo. Costa de Marfil, Ghana, Nigeria y Brasil son los primeros productores.
Hoja, flor y fruto del cacao
El árbol del cacao, originario de las zonas tropicales del centro y sur del continente americano, tiene hojas grandes de color verde brillante. Las flores, blanco rosadas, aparecen insertadas directamente en el tronco o en las ramas viejas. Los frutos, tipo cápsula, contienen numerosas semillas que se dejan fermentar y luego se tuestan y muelen para preparar el chocolate.
Proceso de fabricación del cacao y chocolate
Una vez recogidos los frutos del cacao, se inicia un largo proceso de preparación, conocido con el nombre de beneficiado del cacao, que da como resultado la materia prima a partir de la cual la industria chocolatera elaborará los derivados del cacao.
Primero se separa la pulpa de la semilla. Esto se realiza mediante una fermentación, que desarrolla los compuestos responsables del sabor. En las plantaciones más pequeñas se realiza envolviendo la pulpa y los granos con grandes hojas de bananeros o en grandes cestas de mimbre, mientras que en las plantaciones más grandes se desarrolla en grandes tanques de madera o de hormigón.
Una vez limpios, los granos se dejan secar al sol durante una semana aproximadamente para eliminar la humedad y mejorar la conservación. En ocasiones se usa el calor del fuego y cámaras de secado. Cuando el cacao suena como papel estrujado, el secado puede darse como terminado. Después se retiran las impurezas, las semillas rotas o deficientes y se clasifican los granos de cacao en función de su tamaño. Seguidamente, se realiza un tostado que es determinante en el desarrollo del sabor y del color del producto final. El tostado del cacao se lleva a cabo con el propósito de disminuir el contenido de humedad de los granos, desarrollar el aroma y sabor del cacao con la pérdida de volátiles, y facilitar la eliminación de la cáscara. Existen dos alternativas dentro del proceso productivo: el tostado convencional de las habas enteras (a temperatura entre 100 y 140 ºC durante un tiempo de 45 a 90 minutos) o bien someter las habas a un tratamiento térmico previo. El producto final obtenido se conoce como cacao en grano.
La última fase es la del envasado, en sacos de papel o de yute. Las semillas del cacao ya están listas para ser enviadas a la industria chocolatera.
Las semillas tostadas se muelen groseramente y se separan de la cáscara. De esta manera se obtiene el cacao tostado y descascarillado. La fase siguiente implica una molturación fina para obtener la pasta o licor de cacao. En esta fase radica el secreto de las chocolateras: el producto final dependerá de la selección y combinación de las semillas.
La pasta de cacao puede prensarse para extraer parte de la materia grasa y así obtener la torta de cacao. Si la grasa residual de la torta de cacao se extrae con solventes, se obtiene el cacao desmantecado o desgrasado. La materia grasa extraída es lo que se conoce como manteca de cacao.
Tanto la manteca, la pasta y la torta de cacao como el cacao desmantecado son los principales ingredientes para la elaboración del chocolate.
Como chocolate se entiende el producto obtenido por un proceso adecuado de elaboración a partir de uno o más de los siguientes ingredientes: granos de cacao descascarillado, cacao en pasta, torta de prensado de cacao, cacao en polvo, cacao parcialmente desgrasado, manteca de cacao, con edulcorantes (azúcar blanco, glucosa, azúcar invertido o sus mezclas).
De acuerdo a su contenido de edulcorantes, el chocolate se puede dividir en dulce, semi amargo o amargo. El chocolate podrá ser adicionado de leche, crema, semillas enteras o fraccionadas de almendras, avellanas, nueces, maní tostado y descascarillado, cereales, frutas confitadas o miel.
La textura del chocolate se obtiene con el proceso de amasado (conchado) que requiere hasta más de 72 horas y maquinaria especializada. Del conchado depende la untuosidad y textura del chocolate que, aunado al sabor, determina su calidad.
Se define como chocolate blanco el producto obtenido por un proceso adecuado de elaboración a partir de manteca de cacao, leche en polvo, azúcares (azúcar blanco, glucosa, azúcar invertido o sus mezclas).
Características de los gases emitidos en el proceso
Los gases emitidos en el proceso de fabricación del cacao tienen las siguientes características:
- Caudal típico: entre 6.000 y 40.000 Nm³/h
- Temperatura: 60 ºC
- Humedad: entre 5,1 y 6,3 % v/v
- Concentración de COV’s: 250 mg/Nm³ de COT con picos de 800 mg/Nm³
Los gases emitidos huelen a chocolate.
Tecnología adecuada para la depuración de los gases emitidos
De entre las distintas tecnologías disponibles para la eliminación de olores, la más adecuada para esta aplicación es un termorreactor por los siguientes motivos:
- Es una tecnología muy probada y altamente fiable.
- No necesita personal que se encargue de la instalación, ya que su funcionamiento es totalmente automático.
- Su mantenimiento es muy bajo.
- No genera residuos secundarios como consecuencia de la depuración (como en el caso de los lavadores de gases).
- El coste de operación es bajo: por cada 1.000 Nm³/h de gases, 10 kW (8.700 kcal/h) en los quemadores y 2,8 kW en el ventilador.
- No le afecta la presencia de humedad (que desaconseja la utilización de carbón activo) ni de compuestos lipídicos (que desaconsejan la utilización de catalizadores).
Estas ventajas compensan el coste algo más elevado frente a tecnologías como el lavado de gases o los lechos biológicos.