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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise multivariada de imagens digitais no controle de qualidade da torrefação na presença de adulterantes carbonáceos em amostras de café arábica
Título(s) alternativo(s): Multivariate analysis of digital images in the quality control of roasting in the presence of adulterants carbonaceous in arabica coffee samples
Autor(es): Freitas, Sabrina Amaral de
Primeiro Orientador: Costa, Bruno Elias dos Santos
metadata.dc.contributor.referee1: Soares, Daniel de Almeida
metadata.dc.contributor.referee2: Galarza, Flavia Augusta Dias
metadata.dc.contributor.referee3: Cabral, Murilo Feitosa
Resumo: O presente trabalho propõe monitorar a qualidade do café com relação ao tipo de torrefação e pela adição indevida de adulterantes carbonáceos, que geralmente são constituídos de folhas e galhos carbonizados. O tipo de torrefação e adulterantes carbonáceos afetam a coloração do pó de café durante a etapa de beneficiamento dos grãos. A análise de imagens digitais se torna portanto, uma alternativa acessível, econômica e eficiente para ser tomada como recurso de aquisição de dados multivariados baseados no modelo de cores RGB para o desenvolvimento de métodos analíticos, visando a determinação do teor de carvão presente nas amostras de café. Para tanto, imagens digitais de 101 amostras constituídas pela mistura de café e carvão em proporções definidas (0-100% em massa de carvão), foram capturadas utilizando uma câmara fotográfica como dispositivo de imagem, e a distribuição dos pixels das imagens foram tomadas por meio de histogramas RGB e organizados em uma matriz de dados. Os dados foram processados por ferramentas quimiométricas, como a Análise por Componentes Principais (PCA) e através de um modelo de calibração multivariada baseada na Regressão por Componentes Principais (PCR) para previsões quantitativas do teor de carvão nas amostras. Foram avaliadas duas formas de disposição das amostras em recipientes separados: Placa de Petri e em copinhos plásticos de café. O PCA revelou a formação de dois perfis de amostras: Um com até 40% de carvão e outra acima de 60% de carvão. Os modelos de calibração PCR forneceram ajustes satisfatórios com valores de R 2 ~0,97 e ~0,95 para as amostras em Placa de Petri e copinhos, respectivamente. As amostras dispostas na Placa de Petri forneceram resultados de validação cruzada mais satisfatórias, com menor interferência da iluminação externa e sombras.
Abstract: This work proposes to monitor the quality of coffee in relation to the type of roasting and the undue addition of carbonaceous adulterants, which are generally made up of charred leaves and twigs. The type of roasting and carbonaceous adulterants affect the color of the coffee powder during the bean processing stage. Digital image analysis therefore becomes an accessible, economical and efficient alternative to be used as a resource for acquiring multivariate data based on the RGB color model for the development of analytical methods, aiming to determine the carbon content present in coffee samples. To this end, digital images of 101 samples made up of a mixture of coffee and charcoal in defined proportions (0-100% by mass of charcoal) were captured using a camera as an imaging device, and the distribution of image pixels was taken using RGB histograms and organized into a data matrix. The data was processed by chemometric tools, such as Principal Component Analysis (PCA) and through a multivariate calibration model based on Principal Component Regression (PCR) for quantitative predictions of the coal content in the samples. Two ways of arranging samples in separate containers were evaluated: Petri dish and plastic coffee cups. The PCA revealed the formation of two sample profiles: One with up to 40% coal and the other above 60% coal. The PCR calibration models provided satisfactory fits with R2 values ~0.97 and ~0.95 for samples in Petri dishes and cups, respectively. The samples arranged in the Petri Dish provided more satisfactory cross-validation results, with less interference from external lighting and shadows.
Palavras-chave: Química
Chemistry
Imagens digitais
Digitized images
Carbono
Carbon
Controle de qualidade
Quality control
Café
Coffee
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Luziânia
Citação: FREITAS, Sabrina Amaral de. Análise multivariada de imagens digitais no controle de qualidade da torrefação na presença de adulterantes carbonáceos em amostras de café arábica. 2025. 42 f. Trabalho de conclusão de curso (Licenciatura em Química) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Câmpus Luziânia, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/2328
Data do documento: 19-Fev-2025
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