L’impact de la démucilagination mécanique sur la durabilité et la qualité du café – 25 Magazine: Issue 6

L’impact de la démucilagination mécanique sur la durabilité et la qualité du café – 25 Magazine: Issue 6

EExistant depuis trois quarts de siècle, la démucilagination mécanique a vu son rôle évoluer et changer en fonction de l’apparition des différentes vagues de café, l’augmentation de la demande pour le café de spécialité et de l’importance de la durabilité devenant une priorité pour la filière.

CARLOS HENRIQUE JORGE BRANDO[i] retrace les changements des modèles qui ont placé le démucilaginateur économe en eau au cœur de la conversation sur la durabilité et la qualité du café.

Comme son nom l’indique, un « démucilaginateur » est un appareil qui élimine le mucilage attaché à la parche du café, soit seul soit en association avec la fermentation. En règle générale, le retrait mécanique du mucilage est obtenu par friction entre les grains en parche eux-mêmes et les pièces des machines (rotor et tamis).

La première machine de ce type, la Aquapulpa, a été à l’origine développée à la fois en tant que dépulpeur et démucilaginateur pour le café Robusta. Il fut, plus tard, constaté de manière empirique qu’elle fonctionnait également comme démucilaginateur seul, à la fois pour le café Arabica et Robusta. Bien qu’efficace, sa consommation en eau était importante, plus de 4 m3 d’eau par tonne de parche humide[ii], et son besoin en énergie était élevé (jusqu’à 10 ch par tonne de parche humide). L’Aquapulpa était composée d’un tambour rotatif horizontal monté à l’intérieur d’un cylindre de tamisage fixe. Le tambour interne comprenait des canaux en forme de vis du côté alimentation, pour forcer les cerises à avancer, avec des crampons plus loin, parallèles et perpendiculaires au flux du café. Une porte avec un contrepoids était montée à la sortie du cylindre de tamisage.

The Aquapulpa, the first machine of its kind, was developed as both a pulper and mucilage remover for Robusta coffee. From: R. Wilbaux.

L’Aquapulpa, la première machine de ce type, a été développée à la fois en tant que dépulpeur et démucilaginateur pour le café Robusta. Image de R. Wilbaux.

Ce n’est que 40 ans plus tard, dans les années 1980, qu’une nouvelle technologie, de courte durée, est apparue. Son flux vertical descendant et la friction plus importante des grains de café les uns contre les autres, plutôt que contre les pièces de la machine, ont permis d’économiser de l’énergie et de l’eau (une nouvelle génération de machines apparaîtrait seulement 10 ans plus tard, améliorée sur les deux plans). Tandis que l’Aquapulpa comprenait un tambour horizontal, le démucilaginateur ELMU, disposait d’un arbre vertical, et de doigts métalliques placés à angle droit et orientés vers l’extérieur de manière radiale. L’arbre et les doigts tournaient à l’intérieur d’une gaine verticale avec un autre ensemble de doigts similaires orientés vers le centre, placés entre les autres doigts.

Mucilage remover ELMU with washing conveyor. From: CIRAD-CP.

Le démucilaginateur ELMU avec convoyeur de lavage. Image de CIRAD-CP.

La parche égouttée est introduite dans la partie supérieure de la machine, le mucilage étant éliminé par la friction des grains de café les uns contre les autres, ainsi que contre les doigts fixes et mobiles lorsque la parche se déplace vers le bas par gravité. Un contrepoids est placé à la sortie au bas de la machine pour réguler le degré de lavage ; l’eau est injectée dans les tiers supérieur et inférieur du cylindre afin de faciliter le lavage et permettre à la parche de sortir de la machine. Tandis que l’ELMU évacue la parche mélangée au mucilage, un dispositif de lavage comme un convoyeur à vis doit être installé après la machine.

Le flux vertical descendant de l’ELMU a considérablement réduit la consommation d’eau et les besoins en énergie, de 3 à 5 ch par tonne de café dépulpé, au lieu de 10 ch pour l’Aquapulpa, et a également permis de réduire l’endommagement de la parche et des grains.

Développée pour la première fois au début des années 1990, la dernière nouveauté venue compléter la famille des démucilaginateurs utilise le flux ascendant (comparé au flux descendant de l’ELMU) pour augmenter la friction de la parche des grains les uns contre les autres et les pièces de la machine. Ce changement de direction du flux a entraîné une baisse de la consommation en eau et des besoins en énergie. Ce sont les machines qui sont toujours proposées aujourd’hui par plusieurs sociétés, ayant des configurations différentes, soumises à des améliorations constantes dans le but de toujours réduire la consommation d’eau et d’énergie, ainsi que l’endommagement des grains de café.

Upward flow mucilage remover. From: CIRAD-CP according to Penagos.

Démucilaginateur avec flux ascendant Image de CIRAD-CP selon Penagos.

[para 8] Cette machine à flux vertical ascendant est composée d’une vis sans fin dans sa partie inférieure et d’un ensemble d’agitateurs, constitués d’une roue dentée, de broches, de petits doigts ou batteurs, selon le modèle et le fabricant, dans sa partie supérieure. Le rotor est monté à l’intérieur d’une cage à tamis cylindrique constituée d’une plaque en acier perforé ou en fil soudé. La cage à tamis et le rotor sont placés dans un boîtier qui retient l’eau et le mucilage et dirige le flux vers le bas ; le café dépulpé égoutté est introduit dans la base de la machine.

La vis sans fin déplace le parche jusqu’à la section comprenant les agitateurs, où le mucilage est éliminé par friction de la parche des grains les uns contre les autres, ainsi que contre le rotor et le tamis. Le mucilage s’écoule à travers les trous du tamis sous la forme d’un liquide très visqueux, évacué au bas de la machine. La parche sans mucilage, et qui ne nécessite pas de lavage supplémentaire, comme avec l’ELMU, sort par le haut de la machine. Cette nouvelle génération de machines a permis de réduire encore plus la consommation d’eau de 0,5 à 1 m3 d’eau par tonne de parche humide.[iii], ainsi que le besoin en énergie de 1,5 à 3 ch par tonne de café dépulpé, tout en minimisant l’endommagement des grains.

L’utilisation de démucilaginateurs est devenue plus importante en raison de la réduction progressive de la consommation d’eau et des besoins en énergie de 70 à 80 % et tandis que l’attention se portait sur la réduction de la consommation d’eau et de la contamination en réponse aux demandes liées à la durabilité de la seconde vague. La fermentation par voie humide est sans aucun doute la principale source de consommation d’eau et de contamination, sans parler des besoins en main-d’œuvre. La démucilagination mécanique diminue considérablement la consommation d’eau, facilite le traitement, réduit les besoins en main-d’œuvre et permet un meilleur contrôle du processus. De plus, la démucilagination mécanique remplit une fonction importante : elle permet de réduire la perte de poids du café pendant le traitement. Sivetz et Desrosier déclarent dans leur livre Coffee Technology (Technologie du café) qu’en raison du métabolisme normal et de la respiration pendant la fermentation, le café peut perdre du poids, rarement moins de 0,5 % et souvent beaucoup plus, atteignant même 6 à 9 % dans les cas extrêmes de fermentation très longue et de températures élevées. Les  démucilaginateurs présentaient de si nombreux avantages qu’à un moment donné, il semblait qu’ils allaient en fait remplacer la fermentation par voie humide.

Le débat sur la qualité du produit final issu des deux systèmes n’a jamais été vraiment résolu, laissant émerger deux perceptions importantes. Premièrement, la fermentation devrait être utilisée uniquement lorsqu’elle elle améliore l’acidité dans la tasse, c’est-à-dire, à plus haute altitude. Deuxièmement, même dans ces cas, elle peut être de plus courte durée sans perte de qualité si un démucilaginateur était utilisé à la fin du processus pour permettre un meilleur contrôle, ainsi que pour réduire les besoins en eau, en main d’œuvre, et la perte de poids. Le café de la première vague s’appuyait probablement uniquement sur la démucilagination mécanique, tandis que celui de la seconde vague prenait davantage en compte les impacts de la fermentation, optant parfois pour une approche regroupant à la fois la fermentation et la démucilagination mécanique. Face aux nouvelles tendances du marché, la meilleure pratique des producteurs consistait alors à s’appuyer sur les deux systèmes et à être prêts à traiter de différentes manières en fonction des clients.

Le café de la troisième vague a poussé encore plus loin les exigences de qualité, en se reposant davantage sur la fermentation. Mais la fermentation par voie humide a commencé à être remise en question. Compte tenu de nos préoccupations en matière de durabilité, est-ce l’option la plus durable ?

La fermentation par voir sèche a toujours existé, utilisée uniquement dans certains pays d’origine pour plusieurs raisons, allant des difficultés liées au contrôle à la nécessité d’utiliser l’eau pour laver le café en fin de fermentation, mais cela a suscité un regain d’intérêt. La possibilité d’utiliser des silos « verticaux » au lieu de réservoirs « horizontaux » pour la fermentation sèche afin de faciliter la manipulation du produit sans eau, l’alimentation sèche de la parche dans les démucilaginateurs pour éliminer le mucilage restant et compléter le processus, permet de maximiser la qualité et de réduire la consommation d’eau, ainsi que la main-d’œuvre. Les deux points d’intérêt, la durabilité et la qualité, ont contribué à élever les démucilaginateurs pour jouer un rôle majeur dans le traitement du café, obtenir de nouveaux niveaux de qualité, d’efficacité et de durabilité à toutes les altitudes.

Finalement, les démucilaginateurs peuvent être particulièrement utiles dans la production des cafés dépulpés naturels / cafés miels récemment devenus populaires. Initialement originaire du Brésil, le café dépulpé naturel, dont la parche est séchée en conservant tout le mucilage, était ensuite produit avec seulement un peu de mucilage (pas tout) restant attaché à la parche pour faciliter le séchage, principalement parce qu’il collait moins aux outils et aux séchoirs. La production de ces cafés nécessite d’éliminer une partie du mucilage, ce qui suscite un intérêt accru pour l’utilisation des démucilaginateurs. Les cafés miels rouges et jaunes, des cafés dépulpés naturels et séchés, comprenant moins de mucilage attaché à la parche, nécessitent l’utilisation de démucilaginateurs réglables de bonne qualité. Le café dépulpé naturel qui sèche en conservant tout le mucilage attaché à la parche, également connu sous le nom de miel noir, ne nécessite évidemment pas de démucilaginateur.

La recherche d’améliorations se poursuit, les fabricants essayant de réduire davantage la consommation d’eau tout en améliorant la qualité du café. Ce processus de développement se situe principalement autour du démucilaginateur à flux ascendant qui est aujourd’hui considéré comme un équipement de pointe pour effectuer cette tâche. Le rôle des démucilaginateurs ayant évolué au fil des ans, et la recherche visant l’amélioration continue étant passée de la qualité à la durabilité, les fabricants de démucilaginateurs ont continué à travailler la conception de leurs modèles afin de répondre aux besoins des clients.

Latest generation upward-flow mucilage remover. Source: P&A.

Démucilaginateur de dernière génération avec flux ascendant. Source : P&A.

Aujourd’hui, il semble que la fermentation sèche avec alimentation mécanique par voie sèche des démucilaginateurs apporte la meilleure qualité et l’impact environnemental le plus faible. Lentement mais surement, les démucilaginateurs se sont introduits dans le traitement par voie humide des cafés de toutes qualités, avec des effets positifs sur la qualité, la durabilité et la rentabilité.

CARLOS HENRIQUE JORGE BRANDO, ancien membre du programme SPURS du Massachusetts Institute of Technology (MIT), est directeur et associé chez P&A International Marketing, président du conseil d’administration de la Global Coffee Platform (GCP), membre actuel du conseil d’administration du Coffee Quality Institute et de la Coffee Chamber de [B]³ (anciennement M&FBovespa), et fondateur du Museu do Café (Santos) et de l’African Fine Coffees Association (AFCA), qui lui ont décerné le prix Lifetime Achievement Award en 2017.

[i] Des parties importantes de ce texte sont basées, mises à jour ou extraites du chapitre de l’auteur, « Harvesting and Green Coffee Processing », tiré de Coffee : Growing, Processing, Sustainable Production, corrigé par Jean Wintgens.

[ii] Cela équivaut à 4 000 L d’eau pour 430 kg de café vert ou à 360 kg de café torréfié ou 9,3 L d’eau pour 1 kg de café vert / 11,1 L d’eau pour 1 kg de café torréfié.

[iii] Cela équivaut à 500-1000 L pour 430 kg de café vert ou 360 kg de café torréfié ou 1,2-2,4 L pour 1 kg de café vert / 1,4-2,8 L pour 1 kg de café torréfié.