Colorimetros y Grados de Tueste Del Cafe

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Espectrofotómetro de Espectrofotómetro reflectancia

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Los espectrofotómetros de reflectancia miden la cantidad proporcional de luz reflejada por una superficie como una función de las longitudes de onda para producir un espectro de reflectancia. reflectan cia. El espectro de reflectancia reflectan cia de una muestra se puede usar, junto con la función del observador estándar CIE y la distribución relativa de energía espectral de un iluminante para calcular los valores triestímulos CIE XYZ para esa muestra bajo ese

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Funcionamiento espectrofotó m etro

El funcionamiento de un espectrofotómetro espectrofotómetro consiste básicamente en iluminar la muestra con luz blanca y calcular la cantidad de luz que refleja dicha muestra en una serie de intervalos de longitudes de onda. Lo más usual es que los datos se recojan en 31 intérvalos de longitudes de onda (los cortes van de 400 nm, 410 nm, 420 nm… 700 nm). Esto se consigue haciendo pasar la luz a través de un dispositivo monocromático que fracciona la luz en distintos intervá los de longitudes de onda. El instrumento se calibra con una muestra o loseta blanca cuya reflectancia en cada segmento de longitudes de onda se conoce en comparación con una superficie de

Reflectancia •

La reflectancia de una muestra se expresa como una fracción entre 0 y 1, o como un porcentaje entre 0 y 100. Es importante darse cuenta de que los valores de reflectancia obtenidos son valor valores es relativos y, para muestras no fluorescent fluorescentes, es, son independientes de la calidad y cantidad de la luz usada para p ara iluminar la muestra. Así, aunque los factores de reflectancia se midan usando una fuente de luz concr concreta, eta, es perfectamente correcto calcular los valores colorimétricos para cualquier iluminante conocido.

La geometría óptica del instrumento es importante. En algunos instrumentos, se usa una esfera integradora que permite iluminar la muestra de forma difusa, de forma igualada desde todos los ángulos, mientras que la luz reflejada se recoge en un ángulo apro aproximadamente ximadamente perpendicular a la superficie de la muestra. Otros instrumentos, por el contrario, iluminan la muestra desde un ángulo determinado y recogen la luz reflejada desde otro ángulo. Un caso típico es que la muestra se ilumine desde un ángulo de 45º con respecto a la superficie y que la luz reflejada se mida desde un ángulo 0º. A esto se le llama "geometría 45º/0º. Lo contrario es la geometría 0º/45º. Las geometrías basadas en la esfera antes mencionadas se conocen como D/0 y 0/D. Es extremadamente extr emadamente difícil establecer la la correspondencia corre spondencia de medidas tomadas entre instrumentos cuya geometría óptica no sea idéntica. Para la mayoría de las superficies, la reflectancia cambia según los ángulos de iluminación y observación. Las cuatro geometrías estándares establecidas por CIE son: 

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Cuatro geometrías estándares establecidas por CIE Las cuatro geometrías estándares establecidas por CIE son: Iluminación difusa y toma de la luz en e n la normal (D/0). Iluminación en la normal y toma de la luz difusa d ifusa (0/D). Iluminación a 45º y toma de la luz en la normal (45/0) Iluminación en la normal y toma de la luz a 45º (0/45). Los colorímetros miden los valores triestímulos de forma más directa y funcionan usando tres filtros de amplio espectro. En consecuencia, los colorímetros no pueden propor proporcionar cionar datos de reflectancia espectral, pero muchas 

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Los colorímetros •

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Los colorímetros miden valores triestímulos más directamente que los espectrofotómetros y funcionan basándose en filtros de color. Por eso, los colorímetros no proporcionan datos de reflectancia espectral. Sin embargo, muchas veces son preferibles a los espectrofotómetros debido a que son comparativamente más baratos de fabricar y fáciles de

CIE 1931 •

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En 1931, CIE desarrolló un sistema para especificar los estímulos cromáticos basándose en valores triestímulos de tres primarios imaginarios. La base de este sistema fue el llamado observador  estándar CIE 1931. Con el sistema CIE 1931 se introdujeron métodos para caracterizar las fuentes de luz (o iluminantes), las superficies y el funcionamiento del sistema visual humano, cuyo comportamiento se midió mediante funciones de correspondencia correspondencia de color (algo conocido también como "observador estándar").

Observador estándar CIE •

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Según la teoría tricromática t ricromática de la visión en color, un observador puede igualar un estímulo de color mediante una mezcla aditiva (es decir: añadiendo) de tres primarios. Por tanto, cualquier estímulo cromático se puede especificar mediante la cantidad de primarios que un observador necesitará para igualar o hacer h acer corresponder corresponder ese estímulo. El observador estándar CIE es el resultado de experimentos en los que se pidió a los sujetos del mismo que establecieran una igualdad entre longitudes de onda monocromáticas con mezclas de los tres primarios aditivos. De hecho, el observador estándar es una tabla en la que se indica cuánto de cada primario necesita un observador promedio para igualar

En el gráfico superior se ven las funciones de correspondencia correspondencia o igualación de colores (colour matching functions: CMF) para los primarios CIE XYZ. Esas son literalmente las cantidades de los tres primarios que un observador promedio promedio necesitará para igualar una unidad de luz en cada longitud de onda.

Valores triestímulos •

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Los valores triestímulos son las cantidades de tres primarios que especifican un estímulo de color. Los valores triestímulos de CIE 1931 se llaman X, Y ,y, Z. Las siglas CIE responden al francés “Commission Internationale de l'Eclairage” , es decir: Comisión Internacional de la Luz.

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Es imposible elegir tres primarios reales con los que se pueda, mediante mezclas aditivas, conseguir todos los colores posibles. Esta es la razón por la que en un sistema de reproducción reproducción del color aditivo real sólo se puede mostrar un gamut (es decir: La gama de colores reproducibles) limitado. En 1931, cuando se especificó el sistema CIE, se decidió el uso de tres colores primarios imaginarios (los valores triestímulos X, Y ,y, Z) de modo que siempre fueran posibles todos los estímulos cromáticos del mundo real. El concepto de primarios imaginarios es complejo, pero no es estrictamente necesario comprenderlo para entender o usar las especificaciones de colores. colores. De hecho, CIE podía haber usado tres primarios reales como las luces roja, verde y azul, de modo que los valores triestímulos habrían estado representados representados por R, G y B.

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Hubo varias razones para la adopción de primarios imaginarios. La primera fue que los primarios se eligieron eligieron de modo que X, Y ,y, Z fueran siempre valores positivos para todos los estímulos reales posibles . Aunque en la actualidad esto pueda parecer poco importante, la eliminación de valores triestímulos negativos era una precaución bastante ingeniosa en los días previos al uso de ordenadores. La segunda razón fue que los primarios se eligieron de modo que el valor triestímulo Y fuera directamente proporcional proporcional a la luminancia de la mezcla aditiva. La tercera fue que los primarios X=Y=Z se eligieron de modo que hubiera una espondencia con el estímulo equienergét equienergético ico

Reflectancia especular

Reflectancia especular •

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Cuando la luz alcanza una superficie, parte de esa luz penetra en ella. Allí puede que sea absorbida, dispersada o, incluso si la capa es lo bastante delgada, transmitida. Sin embargo, debido al cambio entre el índice refractivo del aire y el de la mayoría de las sustancias, parte de la luz incidente se ve reflejada por la superficie. La distribución angular de esta luz depende de la naturaleza de esa superficie, pero la luz que se refleja en un ángulo opuesto al de la luz incidente se llama reflectancia especular (specular reflectance). La luz que sale reflejada por la sustancia en si s i se llama reflectancia

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Las expresiones "fuente de luz" o "fuente luminosa" (light source), e "iluminante" (illuminant) tienen significados concretos y distintos. Una fuente de luz es un emisor físico de radiación luminosa; por ejemplo: Una vela, una bombilla de tungsteno, etc… Un iluminante es la especifica especificación ción de una fuente de luz potencial. Todas las fuentes de luz se pueden especificar como iluminantes, pero no todos los iluminantes pueden ver su realización física como

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Los iluminantes se suelen definir en términos de energía relativa tabulada para cada longitud de onda o franja de longitudes de onda. Existen varios iluminantes de amplio uso en la industria del color. Entre ellos están: A, C, D65 y TL84  TL84.. Los iluminantes A y C fueron definidos por CIE en 1931 para representar representar las típicas luces de bombillas de tungsteno y de la luz solar, respectivamente. respectiva mente. Con el tiempo se vio que el iluminante C era una representación repr esentación muy pobre de la luz del día, ya que contenía demasiada poca energía en las longitudes de onda más cortas. Por eso fue

D65

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La "clase D" de iluminantes especifica unas distribuciones relativas de energía que se corresponden muy estrechamente con la radiación emitida por lo que se llama un "cuerpo negro" (black body).

D65 •

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En un cuerpo negro, cuando se aumenta la temperatura, hay un cambio en la radiación que se emite hacia longitudes de onda más breve. Un iluminante de tipo D se indica haciendo referencia referencia a la temperatura absoluta, en grados Kelvin, Kelvin, del cuerpo negro al que más se aproxima: Un cuerpo negro a 6.500 grados Kelvin. El iluminante D65 también se parece muy estrechamente a la distribución espacial relativa de energía de la luz del día en un cielo septentrional, por lo que es especialmente importante para definir colores en Europa Septentrional. Otros iluminantes, como D55, son importantes en otras partes del mundo.

 TL84 •

Existen iluminantes que especifican fuentes de luz usadas en sectores industriales determinados y por compañías concretas. Un ejemplo es el iluminante TL84.

Espacio de color CIE 1931

Es un di diag agra rama ma tr trid idim imen ensi sion onal al de lo los s va valo lore res s tr trie iest stím ímul ulos os X, Y, y Z de un espaci esp acio o de col color or. Lo má más s us usua ual l es qu que e es ese e di diag agra rama ma se ex expr pres ese e en té térm rmin inos os de co coor orde dena nada das s de cromat cro matici icidad dad en un dia diagra grama ma de cr croma omatic ticid idad ad.

Observador de segundo grado

Los datos del llamado observador estándar 1931 se obtuvieron con experimentos de correspondencia de colores realizados realizados de modo que q ue los estímulos activaban una área de la retina con un ángulo visual de dos grados. La distribución de conos y bastones no es uniforme en la superficie de la retina. Esto implica que los valores triestímulos obtenidos en 1931 sólo son válidos para observaciones realizadas realiza das en condiciones de visión de ángulo visual de dos grados, lo que equivale a observar una moneda al final del propio brazo extendido. Obviamente, eso no se corresponde con las situaciones de visión que a 

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Observador de 10 grados

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El observador estándar de dos grados de 1931 no era realmente adecuado para apreciaciones del color con ángulos visuales amplios. Por eso, CIE definió en 1964 un segundo conjunto de funciones de observador conocidas como los datos suplementarios de observación basados en experimentos de correspondencia del color con un ángulo visual de diez grados. Como los datos de dos grados g rados aun se usan, se suele hacer referencia referencia a los datos de diez grados acompañándolos de un subíndice "10". Así se dice: X, Y y Z para los de 1931; y X10 , Y10 y Z10

Coordenadas de cromaticidad

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A menudo es necesaria una interpretación intuitiva de la especificación de colores en términos de valores triestímulos triestímulos.. Esta es una de las razones raz ones por la que a menudo se transforma un espacio de color tridimensional definido por X, Y ,y, Z en un diagrama de cromaticidad donde se pueden posicionar colores dados. Las subsiguientes coordenadas de cromaticidad (chromaticity coordinates) x, y y z para ese diagrama se obtienen calculando los componentes fraccionarios de los valores triestímulos. Así: x = X / (X + Y + Z), y = Y / (X +  Y + Z), y z = Z / (X + Y + Z). Como, por definición, x + y + z siempr siempre e es igual a 1, si sabemos dos de las coordenadas de cromaticidad, la tercera es redundante. De este modo, todas las combinaciones posibles de valores triestímulos se pueden representar en un mapa bidimensional de sólo dos de las coordenadas de cromaticidad. Es sólo por convención que para ello se suelan usar la

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Al diagrama así obtenido se le suele llamar 'diagrama de cromaticidad' (chromaticity  diagram). Con todo, el uso de diagramas de cromaticidad no ha permitido comprimir y transformar datos tridimensionales en datos bidimensionales, por ejemplo:  Tomemos dos muestras de color A y B con los valores: A: X=10, Y=20, Z=30 y B: X=20, Y=40, Z=60. En este caso, las muestras tendrán coordenadas de cromaticidad idénticas pero provendrán provendrán de valores triestímulos distintos. La diferencia entre ambas muestras está en su luminancia y posiblemente B se vea más brillante que A cuando ambas estén juntas. Es por esto por lo que una especificación completa mediante coordenadas de cromaticidad necesite de dos coordenadas

Espacio de color CIE L*a*b* •

Hay dos problemas especialmente obvios en la especificación de colores en términos de valores triestímulos y espacio cromático.

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Esa especificación de los colores no es fácilmente interpretable interpretabl e en términos de dimensiones psicofísicas de percepción del color; es decir, brillo, tono y coloración.

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El sistema XYZ y los diagramas de cromaticidad asociados no son perceptual perceptualmente mente uniformes.

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El segundo problema dificulta el cálculo de las diferencias entre dos estímulos de color. La necesidad de un espacio de color uniforme condujo a la transformación de una serie de transformaciones no lineales del espacio CIE XYZ 1931 que concluyer concluyeron on en la especificación concreta

CIE 1976 L*a*b*

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De hecho, en 1976, CIE especificó dos espacios de color. Uno era para colores emitidos (self-luminous) (self-luminous) y otro para colores en superficies. Las notas que ves aquí tratan sobre todo de esté último, al que conocemos como espacio de color CIE 1976 (L*a*b*) o CIELAB.

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El espacio CIELAB permite especificar estímulos de color en un espacio tridimensional. El eje *L es el de luminosidad (lightness) y va v a de 0 (negro) a 100 (blanco). Los otros otros dos ejes de coordenadas son a* y b*, y representan representan variación entre en tre rojizo-verdoso, rojizo-verdoso, y amarillento-azulado, respectivamente. Aquellos casos en los que a* = b* = 0 son acromáticos; por eso el eje *L representa

Las proporciones proporciones de L*, a* y b* se obtienen de los valores triestímulos de acuerdo con las siguientes transformaciones:

L* = 116(Y/Yn)1/3 -16, Yn)1/3] a* = 500[(X/Xn)1/3 - (Y/ Yn)1/3] b* = 200[(Y/Yn)1/3 - (Z/ Zn)1/3] onde Xn, Yn, and Zn so son n lo los s re resp spec ecti tivo vos s va valo lore res s de X, Y y Z co con n el il ilum umin inan ante te qu que e aya us usad ado o para obte ten ner los val alor ore es X, Y y Z de la mues est tra; y lo los s coci cien ent tes de /Xn, Y/Yn y Z/Zn so son n to todo dos s su supe peri rior ores es a 0, 00 0088 8856 56 ( cu cuan ando do al algu guno no de el ello los s es enor en or a es esa a ci cifr fra a, se us usa a un co conj njun unto to de ec ecua uaci cion ones es le leve veme ment nte e di dist stin into to).

Color metros para el café tostado

CONTROL DEL COLOR: COLORIMETROS

39

Co lorí  m etr o

Colorímetros para café tostado •

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Se ilumina una superficie plana de café tostado y molido con un haz de luz monocromá tica (una sola longitud de onda) y se mide la cantidad de luz reflejada. La cantidad de luz guarda una relació n c o n e lg ra d o d e tu e ste d e l café .

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El café tostado absorbe luz en el infrarojo.

g ron: http://www.agtron.net/ Escala Gourmet Escala comercial Discos de la SCAA

Denominación

Crudo Extremadamente claro Cinnamon roast Muy claro

100 95 90 85 80 Claro 75 70 Medio claro 65 60 Medio 55 50 Medio oscuro 45 40 Oscuro 35 Italian / French roast 30 Muy oscuro 25 Extremadamente oscuro 20 Materia orgánica 0 reducida a carbón

75.4 71.7 68.0 64.3 60.6 56.9 53.1 49.4 45.7 42.0 38.3 34.6 30.8 27.1 23.4 19.7 16.0 0.0

no # 95 no # 85 no # 75 no # 65 no # 55 no # 45 no # 35 no # 25 no no

Agtron Roast Color Classification System # 95

#25

# 85

# 35

# 75

# 45

# 65

# 55

Agtron Agtr on M-45 M-45 •

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436nm, 550nm, 589nm, 640nm US$ 13,800

Agtron MBasic

US$ US $ 9,50 500 0

Agtron E-10C 10CP

US$ US $ 15,500

Probat Colorette

http://www.prob probat at. com/ en en/ roastin roasting g-plant- technolog technology y/ coffee/laboratory equipment/colour measuring unit html

Neuhaus

En el lab labora orator torio io www 

-neotec

En la li line nea a de pr prod oduc ucci ción ón de/kaffee/_files /NN_42_ 

 _E pdf 

http //

pechicago com/ coffee coffee/ images/ uploads uploads/ pdfs pdfs/ ColortestAgtronCom ColortestAgtronComparison parison pdf

HunterLab: http://www.hunterlab.com/

Portátil

Laboratorio

En li line nea a

Comparació n c o lo rím e tro s Peso Pe so ini inici cial al,, gr grss Pe Peso so fi final nal,, gr grss Re Rend ndim imie ient nto o

% Me Merm rma a

COLOR  COLO R  QUANTIK 

COLOR  COLOR  AGTRON E-10 NEUHAUS

COLOR *L

136.4

118.0

86.5%

13.5%

370.0

82.0

160.0

27.5

136.4

116.5

85.4%

14.6%

315.0

70.0

138.0

24.2

136.5

115.1

84.3%

15.7%

270.0

60.0

119.0

21.3

136.4

113.0

82.8%

17.2%

212.3

47.0

96.0

17.8

136.4

112.9

82.8%

17.2%

202.0

45.0

92.0

17.2

136.4

110.0

80.6%

19.4%

155.0

35.0

73.0

14.4

136.4

107.8

79.0%

21.0%

133.7

30.0

64.0

13.0

Comparación colorímetros •

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MUESTRA Café tipo consumo fresco MUESTRA (A-205) HUMEDAD 0.112 DENSIDAD 630 g/l FECHA 20-11-00 División de Estrategia y Proyectos Especiales de Comercialización Laboratorio FEDERACIÓN

NACIONAL DE CAFETEROS DE COLOMBIA

QUANTIK IR 800

http://www quantik quantik com com co/Home/Espanol Espanol/ Productos Productos/ Colorimet Colorimetro ro/ colorimet colorimetro ro html htm5l2

 Tabla  T abla de col colores ores Quan Quantik tik •

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El colorímetr metro o Quantik IR 800 está p a tro n a d o co n tra e l co lo rím e tro H u n te r La b y e n la sig u ie n te ta b la se p u e d e n a p re cia r lo s v a lo re s e q u iv a le n te s p a ra v a ria s m a rca s d e c o lo rím e tro s. Pa ra ca ta ció n so son n u su a le s co lo re s en tre 2 2 0 y 2 5 0 d ep en d ien d o d el tip o d e ca fé . V e r: w w w . q u a n tik . co co m . co 53

Color Quantik

L*

Agtron E-10

SCAA Color Tile

Denominación Español

Denominación Ingles

100

13.00

29.99

Tile # 25

Muy oscuro oscuro (cer (cercano cano al negro) negro) Dar Dark k French French

101

13.04

30.12

Tile # 35

Café muy oscuro

Italian Dark French

138

14.39

34.93

Tile # 35

Café muy oscuro

Italian Dark French

139

14.43

35.07

Tile # 35

Café oscuro

French espresso

172

15.78

39.91

Tile # 35

Café oscuro

French espresso

173

15.83

40.07

Tile # 45

Café Ca fé mod moder erada adamen mente te os oscu curo ro

Espr Es pres esso so

201

17.17

44.84

Tile # 45

Café Ca fé mod moder erada adamen mente te os oscu curo ro

Espr Es pres esso so

202

17.22

45.03

Tile # 45

Café medio oscuro

Vienesse Full City - Light French Espresso

227

18.60

49.97

Tile # 45

Café medio oscuro

Vienesse Full City - Light French Espresso

228

18.66

50.19

Tile # 55

Café medio

Medium - Medium High American

268

21.36

59.82

Tile # 55

Café medio

Medium - Medium High American

269

21.44

60.09

Tile # 65

Café medio claro

Light Medium American

302

26.87

79.47

Tile # 65

Café medio claro

Light Medium American

303

26.95

79.77

Tile # 75

C af af é m od od er er ad ad am am en en te te c la la ro ro

L ig ig ht ht

330

29.32

88.24

Tile # 75

C af af é m od od er er ad ad am am en en te te c la la ro ro

L ig ig ht ht

331

29.42

88.56

Tile # 85

Café claro

Cinnamon

349

31.09

94.54

Tile # 85

Café claro

Cinnamon

54

Tueste Tues te clar claro o ( as asi i se usa par para a cat cataci ación ón

55

USOS DEL COLORIMETRO

Perfiles de tueste

http //

bootcoff boot coff

/

stprofil stpr ofiling ing html

253: 14 mayo 2008

m in u to s

•

•

Color espresso: 232 ; regular: 178 Cremoso, Cremo so, agradable, amargo medio

Para el mismo color diferente sabor

60

CONTROL COLOR

61

Control tostiones

Merma vs. color

Café verde

Color 474 (colorimetro Quantik)

crudo ( semitostado )

Color 388

m uy c la ro cin n a m o n

Color 282

m e d io c la ro lig h t m e d iu m a m e rica n

Color 276

m e d io c la ro lig h t m e d iu m a m e rica n

Color 275

m e d io c la ro lig h t m e d iu m a m e rica n

Color 240

m e d io m e d iu m - m e d iu m h ig ig h a m e rica n

Color 219

m e d io o scu ro v ie n e sse fu ll city - lig h t fre n ch e sp re sso

Color 179

m od er erad ad am en te oscuro espresso

Color 102

m uy oscuro ita lia n d a rk fre n c h

MOLIENDA CATACION •

Medio gruesa-media

75