Design of a low-cost elutrition system for separation of raw conilon coffee beans of different diameters

Authors

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i2.46430

Keywords:

Elutriator, Conilon Coffee, Modeling

Abstract

Coffee processing aims to produce more homogeneous batches that meet commercialization and industrial standards. Considering the limitations of small producers, a low-cost multistage elutriator was designed. Each stage was composed of plastic tubes with diameters of 50, 75, and 100 mm, connected in series from the smallest to the largest. The separation of raw conilon coffee beans was evaluated using air as the transport fluid. Initial characterization indicated particle diameters between 0.60 and 0.93 cm. No correlation was observed between diameter and specific mass, nor between specific mass and terminal velocity. This behavior may be associated with variations in sphericity. Terminal velocity showed an inverse linear relationship with particle diameter. At an elutriation velocity of 713.13 cm·s⁻¹, more than 87% of the smaller beans were recovered. Material transported to the remaining stages of the system was considered defective.

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Author Biographies

  • Thales Amaral Freires, Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Engenheiro químico formando na Universidade Federal do Espirito Santo, realizo projetos de pesquisa Separação dos grãos de café conilon de diferentes diâmetros utilizando um elutriador. Sócio da empresa Enciq Engenharia e projetos (autônomo). Atuo como professor de Física, Química, Matemática, linguagens de programação e Robótica na rede estadual do Espirito Santo. http://lattes.cnpq.br/8712046430613322

  • Nícholas Alexandre Berger Bento, Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Doutorando em Energia pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES (2024-28); Mestre em Energia pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES (2023) com ênfase em eficiência energética; Engenheiro Químico pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES (2021); Atuou como Professor no Curso Técnico em Química na Escola MASTER (2023-24); Atuou como Analista Técnico de Laboratório na Indústria Alcon - Cia de Álcool e Açúcar (2023); Atualmente como Professor Assistente A, Nível 1 pela Universidade Federal do Espírito Santo (2024); Interesse nas área de Engenharia Química, Engenharia de processos, Energia, Simulação, Otimização de processos, biocombustível, microalgas. http://lattes.cnpq.br/9647502968528308

  • Vinícius Barroso Soares, Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ/2008), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ/2010) e doutorado em Engenharia Química pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE/UFRJ/2016). Atualmente é professor do magistério superior da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES/atual) com ênfase em Modelagem, Simulação, Controle, Otimização e Segurança de Processos. http://lattes.cnpq.br/7827372090553628

  • Paulo Sergio da Silva Porto, Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio Grande (1997), mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos pela Universidade Federal do Rio Grande (2001) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (2005). Atualmente é Professor Titular (Classe E), da Universidade Federal do Espírito Santo, membro do núcleo docente estruturante (NDE) da Universidade Federal do Espírito Santo, membro comissão de critérios de permanência do Programa de Pós Graduação em Energia (Mestrado) da Universidade Federal do Espírito Santo, coordenador dos laboratórios de caracterização de materiais I e II e do laboratório de operações unitárias da Universidade Federal do Espírito Santo. Atua, principalmente, nos seguintes linhas de pesquisa: processos de separação, eficiência energética, reatores de eletrofloculação para tratamento de efluentes, reaproveitamento de rejeitos. http://lattes.cnpq.br/7140925853660088

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Published

2025-04-28

Issue

Vol. 11 No. 2 (2025): Regular Issue (April - June)

Section

AGRICULTURAL ENGINEERING

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Copyright (c) 2025 Thales Amaral Freires, Nícholas Alexandre Berger Bento, Vinícius Barroso Soares, Paulo Sergio da Silva Porto (Autor)

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How to Cite

Freires, T. A., Bento, N. A. B., Soares, V. B., & Porto, P. S. da S. (2025). Design of a low-cost elutrition system for separation of raw conilon coffee beans of different diameters. Brazilian Journal of Production Engineering, 11(2), 81-93. https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i2.46430

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