Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch chung và đảm bảo sự phát triển chung về kinh tế của địa phương, phải gần nguồn nguyên liệu để giảm giá thành sản vận chuyển, giảm hao hụt nguyên liệu. Nên qua qúa trình tìm hiểu tôi quyết định chọn khu công nghiệp Trà Đa TP. Pleiku, tỉnh Gia Lai làm địa điểm để xây dựng nhà máy.
Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Khoa Cơng nghệ hóa học – mơi trường - - MÔN: CƠ SỞ THIẾT KẾ NHÀ MÁY TIỂU LUẬN: Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai GVHD Họ tên Mã sinh viên Lớp học phần : Trần Thị Ngọc Linh : Nguyễn Hòa Tân : 21115073120119 : 123CTKM01 Đà Nẵng, tháng 09 năm 2023 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch chung đảm bảo phát triển chung kinh tế địa phương, phải gần nguồn nguyên liệu để giảm giá thành sản vận chuyển, giảm hao hụt nguyên liệu Nên qua qúa trình tìm hiểu tơi định chọn khu công nghiệp Trà Đa - TP Pleiku, tỉnh Gia Lai làm địa điểm để xây dựng nhà máy 1.1 Ðặc điểm thiên nhiên vị trí xây dựng [1,2] Vị trí: Khu cơng nghiệp Trà Đa, xã Trà Đa xã Biển Hồ, thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai Khu công nghiệp Trà Đa địa điểm thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy bột cacao, cách trung tâm thành phố Pleiku km, cách sân bay Pleiku km tính theo đường vịng, cách 01 km tính theo đường chim bay, cách quốc lộ 19 khoảng km, quốc lộ 14 khoảng 4km, cách cảng biển Quy Nhơn 166 km Gia Lai thuộc vùng khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa, dồi độ ẩm, có lượng mưa lớn, khơng có bão sương muối Khí hậu chia làm mùa rõ rệt mùa mưa mùa khơ Trong đó, mùa mưa thường tháng kết thúc vào tháng 10 Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Nhiệt độ trung bình năm 22 – 250C Vùng Đông Trường Sơn từ 1.200 – 1.750 mm, Tây Trường Sơn có lượng mưa trung bình năm từ 2.200 – 2.500 mm 1.2 Vùng nguyên liệu Ở tỉnh Tây Nguyên chính, đặc biệt huyện tỉnh Đắc Lắk, nguyên liệu phụ dễ dàng mua mặt hàng thơng dụng Việc ổn định nguồn nguyên liệu điều kiện thuận lợi cho nhà máy vào hoạt động nâng cao suất, chất lượng tốt 1.3 Nguồn cung cấp điện, nước, xử lý nước thải - Cấp điện: Điện sử dụng để chạy động cơ, thiết bị chiếu sáng Nhà máy sử dụng hệ thống điện lưới quốc gia sử dụng thường 110- 220v/380v - Cấp nước +Nguồn cung cấp nước: Công ty phát triển hạ tầng Khu kinh tế tỉnh Gia Lai +Công suất khai thác 2.678,4 m3/ngày đêm, đảm bảo cung cấp nước phục vụ cho dự án đầu tư sản xuất kinh doanh - Xử lý nước thải: Nước xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMTQuy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (loại B) trước thải môi trường 1.4 Nguồn cung cấp nhân công Gia Lai xây dựng Khu Công nghiệp Trà Đa tạo việc làm cho nhiều lao động Nhà máy xây dựng Gia Lai thị trường lao động lớn, nhà máy đặt khu cơng nghiệp nên thu hút cán chuyên môn Cán quản lý cán kỹ SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai thuật nhà máy đào tạo trường Đại Học Tây Nguyên, Đại học Đà Nẵng, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh… 1.5 Giao thơng vận tải: Tỉnh Gia Lai nằm khoảng tọa độ địa lý từ 12o58'40” đến 14o37'00" vĩ độ Bắc và từ 107o28'04" đến 108o54'40" kinh độ Đơng. Phía đơng tỉnh giáp với tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định Phú n Phía tây giáp tỉnh Ratanakiri thuộc Campuchia, có đường biên giới chạy dài khoảng 90 km Phía nam giáp tỉnh Đắk Lắk, phía phía bắc tỉnh giáp tỉnh Kon Tum Đường trục rộng 15m, đường nội rộng 7,5 m, tải trọng 30 tấn; kết nối trực tiếp đường Ngô Quyền, kết nối với tuyến đường quan trọng như: Quốc lộ 19, 14 SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 2.1 Giới thiệu bột cacao [3] Bột ca cao: sản phẩm dạng bột thu cách nghiền bã hạt ca cao sau ép bơ Cây ca cao: có tên khoa học Theobroma cacao, thuộc họ Sterculiaceae Theobroma gồm 22 loài có Theobroma caco trồng rộng rãi cịn lồi khác mọc hoang dại trồng Đây công nghiệp dài ngày sống vùng nhiệt đới, thân mộc, đa niên sống từ 20-30 năm cao khoảng 5-7m Sau trồng 3-4 năm cấy bắt đầu trái đến năm thứ 10 phát triển đầy đủ Cây ca cao trồng nhiều nước Nam – Trung Mỹ Trung – Tây Phi Các nước thuộc khu vực Đông Nam Á (ngoại trừ Indonesia) Nam Á bắt đầu phát triển trồng ca cao, nhiên sản lượng chiếm tỷ lệ nhỏ thị trường ca cao giới Hiện có nhiều chủng ca cao trồng, nhiên, phân thành ba nhóm sau đây: - Forastero: chiếm tỷ lệ 80% tổng sản lượng ca cao giới Ca cao thuộc dòng Forastero cho suất cao, khả kháng bệnh tốt cho hạt chất lượng trung bình - Criollo: dòng ca cao cho chất lượng hượng vị sản phẩm chế biến tốt Tuy nhiên, Criollo khó trồng khả kháng bệnh suất thấp Hiện nay, ca cao thuộc dòng Criollo chiếm khoảng 5% tổng sản lượng ca cao giới - Trinitario: dòng ca cao xác định lai dòng Criollo dịng Forastero Nó mang thuộc tính trung gian hai dịng nói Ca cao thuộc dịng Trinitario chủ yếu trồng Nam Mỹ 2.2 Nguyên liệu [3] Nguyên liệu sản xuất bột ca cao hạt ca cao hay gọi ca cao nhân Mỗi hạt bao gồm hai mầm phôi, tất nằm lớp vỏ cứng bảo vệ Ca cao nhân thu cách tách vỏ ca cao, thu khối hạt ướt, lên men để loại bỏ lớp vỏ nhầy, dừng trình hô hấp, diệt khả nảy mầm tạo hợp chất ảnh hưởng đến giá trị cảm quan sản phẩm màu sắc, chất tiền hương… Sau lên men trình phơi sấy để thu ca cao nhân thương phẩm Thành phần hóa học hạt ca cao chất béo Thơng thường, hạt ca cao nguyên liệu chứa 50% chất béo, tùy thuộc vào chủng loài điều kiện canh tác Chất béo ca cao chủ yếu triglyceride glycerol acid béo không SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai no Nhiệt độ nóng chảy bơ ca cao dao động khoảng 16-37 0C, tùy thuộc vào dạng tinh thể chất béo tạo thành trình kết tinh Chất béo thành phần hóa học ảnh hưởng nhiều đến tính chất cơng nghệ ngun liệu quy trình sản xuất bột ca cao, đặc biệt trình nghiền Tùy thuộc vào hàm lượng béo loại trình ép mà bột ca cao phân thành nhiều loại khác Một thành phần quan trọng khác hạt ca cao alkaloid Ankaloid điển hình ca cao theobromine (3,7-dimethylxanthine) Nó chất kích thích nhẹ, tạo cảm giác hưng phấn cho thể người Cường độ kích thích theobromine thấp caffeine nhiều Trong ca cao, theobromine có hàm lượng dao động khoảng 14% (w/w) Trong ca cao có chứa caffine, nhiên hàm lượng thấp so với cà phê Ngoài alkaloid, ca cao cịn có thành phần khác có tính polyphenol Polyphenol chủ yếu ca cao catechin Các polyphenol chất chống oxy hóa tốt cho thể Vì vậy, sản phẩm từ ca cao thường có tác dụng chống lão hóa cho thể Tiêu chuẩn chất lượng hạt ca cao thương phẩm sau trình lên men quy định tiêu chuẩn Việt Nam “Hạt ca cao: yêu cầu kỹ thuật” (TCVN 7591:2005) Trong đó, số tiêu kể đến như: - Khơng có tạp chất lạ - Khơng có mùi khói, khơng có mùi vị lạ - Không chứa côn trùng sống - Đồng kích thước hạt - Khơng có hạt dính đơi dính ba - Khơ - Được lên men hồn tồn SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai 2.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ [ 3,4 ] Ca cao nhân Làm Rang Nghiền thô, phân ly Mảnh nhân Nghiền Bột dẻo Ép Bơ ca cao Bánh dầu Nghiền tinh Bột ca Bao gói Rây Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột cacao 2.4 Thuyết minh sơ đồ công nghệ [3] 2.4.1 Làm 2.4.1.1 Mục đích cơng nghệ Chuẩn bị: ca cao nguyên liệu trước đưa vào sản xuất bị lẫn loại tạp chất lá, cành khô, đất, đá, kim loại, xác côn trùng,… q trình làm giúp loại SVTH: Nguyễn Hịa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai bỏ thành phần tạp chất khỏi ca cao Ngồi ra, q trình làm giúp chuẩn hóa kích thước tỷ trọng hạt ca cao, loại hạt ca cao có kích thước q nhỏ to, hạt lép,… để đảm bảo cho hạt ca cao đồng hơn, từ q trình chế biến thuận lợi 2.4.1.2 Yêu cầu: Khối hạt ca cao sau làm phải loại bỏ hết tạp chất kích thước lớn nhỏ hạt ca cao, đồng thời không làm vỡ vụn hạt ca cao trình làm 2.4.1.3 Phương pháp thực Hình 2.2 Thiết bị làm Quá trình làm ca cao thường thực theo bước sau: - Đầu tiên, ca cao làm sang nhằm loại tạp chất hạt ca cao có kích thước nhỏ lớn hạt ca cao theo yêu cầu Thông thường, người ta sử dụng hai sang nối tiếp dòng ca cao sau làm dòng hai sang - Tiếp theo, ca cao làm tạp chất kim loại từ trừng SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai - Cuối cùng, ca cao làm khí động Tại đây, tạp chất nặng ca cao cát, đá tạp chất nhẹ ca cao cây, cành khô, hạt lép miếng vỡ vỏ ca cao loại 2.4.1.4 Các biến đổi nguyên liệu Khơng có biến đổi đáng kể xảy trình làm ca cao Biến đổi chủ yếu hàm lượng tạp chất giảm kích thước hạt, tỷ trọng hạt trở nên đồng 2.4.2 Rang 2.4.2.1 Mục đích Chế biến: q trình rang ca cao tạo biến đổi cần thiết để hình thành nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm ca cao, đồng thời phát triển màu sắc đặc thù chocolate Quá trình rang trình quan trọng có ảnh hưởng định chất lượng sản phẩm bột ca cao sản phẩm khác từ ca cao Chuẩn bị: rang ca cao tạo biến đổi mặt cấu trúc để trình nghiền ép bơ thuận lợi tách nhân vỏ mức độ làm lỏng lớp vỏ hạt Bảo quản: hạ độ ẩm hạt xuống 2,5 5% để sấy khô phần nhân ca cao đồng thời tiêu diệt vi sinh vật để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm 2.4.2.2 Phương pháp thực Có loại thiết bị rang sau: - Thiết bị rang gián đoạn: kiểu máy rang đơn giản nồi rang hình trống, đốt nóng từ bên với nguồn cấp nhiệt thường dùng nhiên liệu rắn củi, than khí đốt hay dầu đốt Máy hoạt động theo chế độ mẻ Hạt xáo trộn bên trống truyền nhiệt theo nguyên tắc dẫn truyền Sau máy cải tiến, điển hình máy rang Siroco, cách cho luồng khơng khí nóng thổi trực tiếp vào khối hạt theo nguyên tắc truyền nhiệt đối lưu nên máy cho sản phẩm rang đồng thiết kiệm lượng SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Hình 2.3 Thiết bị rang dạng thùng quay Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai - Thiết bị rang liên tục: Ngày máy rang liên tục ngày phát triển ứng dụng rộng rãi sản xuất máy rang tầng sôi Nguyên lý hoạt động: lớp hạt chuyển động lên xuống liên tục luồng khơng khí nóng thời gian lưu trú hạt buồng ngắn nêm hạt không bị nhiệt Hạt rang kĩ 2040 phút 1001050C Hạt vừa rang xong làm nguội để hương thơm không bị chất béo Các máy rang liên tục tiết kiệm lượng tiêu thụ đáng kể, hạt bị vỡ nát bơ ca cao bị chuyển từ mảnh hạt vào vỏ Hầu hết máy rang loại có trang bị kèm theo hệ thống làm nguội hạt sau rang Hình 2.4 Thiết bị rang liên tục SVTH: Nguyễn Hịa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai 2.4.2.3 Các biến đổi trình rang - Trong q trình ủ ca cao trước tạo acid amin tự hạt Các acid amin tiền chất quan trọng tạo mùi hương cho chocolate, trình rang chúng bị phân hủy số - Có nhóm acid amin phân lập thấy tất bị phân hủy phần rang với tỷ lệ khác nhau, khoảng 50% tổng số acid amin có hạt ca cao thơ ban đầu lại hạt cao cao rang - Một điểm đáng ý thành phần nito tổng số khơng bị suy giảm điều giải thích nhờ kết hợp phức nito với đường khử Các đường phản ứng với acid amin tạo hương vị chocolate đặc trưng trình rang đường khử bị phá hủy gần toàn - Ngồi cịn có nước, màu sắc mảnh nhân trở nên đậm hương vị bớt đắng Bơ ca cao chiết từ hạt ca cao rang có mùi vị nặng so với hạt chưa rang, hương vị đặc trưng chocolate bơ ca cao 2.4.2.4 Yêu cầu kỹ thuật - Rang ca cao trình gia nhiệt mà nhiệt cung cấp liên tục khoảng thời gian cần thiết đủ để xuyên thấu qua tâm hạt mà lại không làm cháy lớp vỏ hạt Kết cấu máy cho hạt không bị nhiễm bẩn sản phẩm cháy nguyên liệu, acid bay hơi, ẩm sản phẩm phân hủy khác q trình rang dễ dàng - Cường độ thời gian phải điều chỉnh cho phù hợp với giống, cỡ hạt, hàm lượng ẩm loại sản phẩm cần tinh chế Thời gian rang thay đổi khoảng 4570 phút tùy theo kết cấu máy khối lượng sản phẩm Nhiệt độ rang sản xuất bột ca cao khoảng 1161210C Các nhiệt độ nêu nhiệt độ đo hạt ca cao kết thúc mẻ rang - Các nhiệt độ rang thấp áp dụng sản xuất bơ ca cao phương pháp ép đùn cần đủ làm ấm hạt nhằm làm lỏng lớp vỏ hạt mà thôi, đồng thời tạo cho bơ ca cao hương vị nhẹ thích hợp cho ngành chế biến chocolate sữa 2.4.3 Nghiền thô phân ly 2.4.3.1 Mục đích Là tiến trình nghiền sơ hạt ca cao rang nhằm làm vỡ lớp vỏ hạt tách hoàn tồn vỏ hạt khỏi mảnh nhân SVTH: Nguyễn Hịa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai 2.4.3.2 Yêu cầu Trong nghiền thô, cố gắng cho phần tử vỡ vỏ mảnh nhân lớn tốt (8595% phần tử nên có kích thước lớn 3mm) để tránh tạo mảnh hạt vụ bụi bặm 2.4.3.3 Phương pháp thực Cấu tạo: thiết bị nghiền thô phân mảnh gồm cặp trục nghiền thô, quạt thổi, ngăn có vách chắn máng thu Nguyên lý hoạt động: - Khối nguyên liệu cấp vào máy vào hai trục nghiền thô, khoảng cách hai trục đủ để ép cho hạt vỡ thành mảnh lớn vỏ hạt tách khỏi nhân không nghiền hạt thành mảnh vụn - Sau hỗn hợp gồm vỏ hạt mảnh nhân rơi xuống gặp luồng khơng khí thổi mạnh từ lên, mảnh vỡ hạt nhẹ bị thổi xa vượt qua vách chắn ngồi theo máng riêng, cịn mảnh nhân nặng nên không bị thổi lọt xuống theo máng tháo sản phẩm - Các phần tử nhỏ li ti gom vào cyclone lắng bụi Sau phân ly ta hai cấu tử mảnh nhân chứa vỏ, mầm vỏ hạt chứa lượng mảnh nhân khơng đáng kể Hình 2.5 Thiết bị nghiền trục SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 10 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai 2.4.3.4 Các biến đổi nguyên liệu Trong q trình nghiền thơ phân ly, lớp vỏ bị tác dụng lực học vỡ Bên cạnh đó, nội nhũ hạt ca cao bị vỡ Sau khối lượng nguyên liệu giảm vỏ ca cao tách Thơng thường, lượng vỏ cịn sót lại sau trình tách vỏ chiếm tỷ lệ nhỏ 1% khối lượng ngun liệu hàm lượng vỏ cịn sót lại nhiều chất lượng sản phẩm 2.4.4 Nghiền mảnh nhân 2.4.4.1 Mục đích Mảnh nhân chứa khoảng 55% bơ ca cao pha rắn Nghiền mảnh nhằm lỏng hóa bơ ca cao tạo thành chất bột nhão nhờ việc phá hủy thành tế bào nhiệt sinh ma sát nâng lên 340C- điểm nóng chảy bơ ca cao Bột ca cao nhào nghiền xong dùng để sản xuất bơ ca cao bột ca cao để làm chocolate Khi kích thước phần tử nghiền giảm dần chất bột nhão ngày có dạng lỏng gọi rượu mùi ca cao Hỗn hợp gồm phần tử chất rắn lơ lửng pha béo Người ta thể lỏng nhiệt, để nguội trở nên rắn gọi ca cao khối 2.4.4.2 Yêu cầu Khối bột dẻo sau nghiền phải có kích thước mịn đồng (50100 m) Tất sản phẩm ca cao chế biến từ rượu mùi ca cao Tuy nhiên rượu mùi ca cao dùng sản xuất bơ, bánh bột ca cao phải nghiền mịn rượu mùi ca cao sản xuất chocolate khơng yêu cầu phải nghiền mịn 2.4.4.3 Phương pháp thực Công đoạn nghiền mảnh nhân thực nhờ vào nhiều loại máy nghiền khác nhau, mẫu máy nghiền thông dụng thường dùng cối xay đá Cối xay có cấu tạo ba cặp thớt đá hoa cương, bề mặt làm việc có mảnh cắt, chồng lên Mỗi cặp thớt đá gồm lưỡi thớt cố định thớt xoay tròn, khoảng cách hai thớt định độ mịn sản phẩm Nguyên lý: nguyên liệu cấp vào nhờ bơm cấp liệu (1), bán thành phẩm thu vành cối ống dẫn bán thành phẩm (3) dẫn vào tâm cối phía để tiếp tục trình nghiền Thành phẩm thu taij vành cối cuối Máy làm nguội hoạt động để tránh rượu mùi ca cao không bị nhiệt SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 11 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Các máy nghiền đại dùng cặp trục nghiền hình ống thép chồng lên quay với tốc độ khác Khe hở ống hẹp dần làm cho khối bột nhão phải qua tất trục ống, nghiền thật nhỏ Hình 2.6 Thiết bị nghiền trục bánh 2.4.4.4 Các biến đổi nguyên liệu Sự giảm kích thước hạt ca cao: trình nghiền, tác dụng lực học, kích thước hạt ca cao giảm dần Tùy theo yêu cầu kích thước hạt mà mức độ nghiền khác Trong trình nghiền, tác dụng lực ma sát, nhiệt độ ca cao tăng lên Để hạn chế tượng này, cần phải có giải pháp để giải nhiệt cho ca cao Sự hóa lỏng ca cao: trình nghiền ca cao chưa tách béo, có tượng hóa lỏng ca cao Ban đầu, ca cao dạng rắn nghiền hạt ca cao đến giới hạn kích thước định, ca cao hóa lỏng tạo ca cao khối Mức độ nghiền cao độ nhớt khối ca cao giảm 2.4.5 Ép 2.4.5.1 Mục đích: Tách bơ ca cao khỏi thành phần không chứa chất béo Bơ ca cao chất béo có giá trị dinh dưỡng cao, khơng để sản xuất chocolate mà sử dụng ngành dược phẩm, mỹ phẩm bơ ca cao chất lượng thấp dùng sản xuất xà phòng Ca cao sau rang ép để thu hồi chất béo nhằm hiệu chỉnh hàm lượng béo bột ca cao thành phẩm Đối với sản phẩm bột ca cao, hàm lượng chất béo thường SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 12 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai so với hàm lượng chất béo có nguyên liệu Hàm lượng chất béo bột ca cao thường dao động khoảng 10-20% Một số sản phẩm có hàm lượng béo cao thấp Do để sản xuất bột ca cao, cần thực q trình ép để tách bớt hàm lượng béo có ca cao 2.4.5.2 Phương pháp thực Trong trình ép ca cao, có hai loại thiết bị ép thường sử dụng thiết bị ép đùn thiết bị ép thủy lực Ép đùn: máy ép đùn kiểu trục vis sử dụng rộng rãi công nghệ chế biến dầu thực vật dùng ngành công nghiệp ca cao Hàm lượng bơ ca cao hồn ngun phương pháp có hiệu suất cao so với phương pháp ép thủy lực hàm lượng chất béo bánh dầu ca cao cịn 8-9% - Cấu tạo: gồm ống hình nón bao quanh trục vis có bước vis thay đổi Bề mặt làm việc ống có gia cơng rãnh khoét theo suốt chiều dài ống, khe hở đầu sản phẩm thay nhờ vào van điều chỉnh hình nón - Ngun lý: rượu mùi ca cao bị đẩy dần vào khoảng trống ống hình nón trục vis Khi di chuyển ống, rượu mùi ca cao chịu áp lực gia tăng liên tục lực cắt trục vis Bơ ca cao thu qua rãnh khoét, cịn bánh dầu ép đùn cuối đầu SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 13 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Hình 2.7 Thiết bị ép đùn Ép thủy lực - Cấu tạo: máy ép thủy lực kiểu nằm ngang gồm từ 1422 mâm ép, mâm ép gồm buồng ép, khoang đế tạo áp lực ép, phận dẫn thu dầu, bao quanh buồng ép có gắng màng lọc kim loại - Nguyên lý: máy làm việc theo chế độ mẻ, khối lượng làm việc mâm ép khoảng 18kg/mẻ Rượu ca cao nóng với nhiệt độ 951050C đưa vào máy ép với áp suất làm việc 400800 kg/cm2 Nhờ nhiệt độ cao áp lực ép mà dầu theo khe dẫn chảy vào máng thu, sản phẩm lại bánh dầu ca cao cịn chứa 18% bơ ca cao Trong trường hợp ép với áp lực lớn làm cho bánh dầu chứa tối đa đa 10% chất béo gọi “ca cao nghèo” Năng suất máy ép suất thu bơ ca cao phụ thuộc vào áp lực, thời gian hành trình ép SVTH: Nguyễn Hịa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 14 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Hình 2.8 Thiết bị ép thủy lực 2.4.5.3 Các biến đổi nguyên liệu Trong trình ép ca cao, biến đổi quan trọng hàm lượng chất béo ca cao giảm Hàm lượng béo lại ca cao phụ thuộc vào yêu cầu sản phẩm 2.4.5.4 Yêu cầu kỹ thuật Kích thước ngun liệu đóng vai trị quan trọng Kích thước ngun liệu ca cao lớn hiệu suất ép thấp Nhiệt độ ca cao: trình ép bơ, nhiệt độ cao hiệu suất ép tăng nhiệt độ cao, chất béo chuyển sang trạng thái lỏng dễ khuếch tán ngồi Thơng thường ca cao khơng cần phải gia nhiệt trước ép mà ca cao sau nghiền đem ép Áp lực ép: áp lực ép cao hiệu suất ép cao Áp lực trình ép phụ thuộc vào loại thiết bị cụ thể 2.4.6 Nghiền tinh 2.4.6.1 Mục đích Hồn thiện: Sau q trình ép để loại bỏ bớt bơ ca cao, hạt ca cao chất béo lại liên kết với chặt tạo thành khối gọi bánh dầu ca cao Q trình nghiền giảm kích thước để thu bột ca cao thành phẩm 2.4.6.2 Phương pháp thực hiện: Bánh dầu ca cao sau khỏi mâm ép rơi vào thùng chứa băng chuyền để tiếp tục nghiền tinh thành bột mịn SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 15 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Cấu trúc bánh dầu ép kết chặt, đặc biệt khib bánh có hàm lượng chất béo thấp Do trước nghiền, bánh đập vỡ cách cho qua loạt cặp trục quay có bố trí rang xen kẽ Mục đích để đập vỡ bánh dầu thành miếng có kích thước nhỏ 5mm, sau đưa vào xay máy xay xát kiểu lăn Các miếng bánh dầu nạp liệu hoàn toàn tự động cho máy xay lăn Máy xay làm mát hoạt động cách cho tuần hồn khơng khí ống làm mát ( 21240C) lắng lọc qua cyclone Hình 2.9: Thiết bị nghiền búa 2.4.6.3 Các biến đổi nguyên liệu Vật lý: bánh ca cao bị nghiền thành dạng hạt có kích thước nhỏ Hóa học: số glyceride có bơ ca cao bị chảy lỏng bị oxy hóa tạo màu sắc không mong muốn cho bột ca cao 2.4.6.4 Yêu cầu kỹ thuật Thường nhiệt độ bánh ca cao nhập liệu dao động khoảng 43-45 0C, bột ca cao sau khỏi máy nghiền có nhiệt độ khoảng 21-240C Lượng khơng khí dùng để làm mát vận chuyển bột ca cao phải khô với độ ẩm không cao 5060%, không bột ca cao dễ bị hút ẩm nhiễm vi sinh vật tạo khả cho nấm mốc phát triển Tuy nhiên, độ ẩm khơng khí thấp lại làm cho phần tử bột tích điện, làm cho bột ca cao đóng thành khối khó cho cơng việc đóng gói sau SVTH: Nguyễn Hịa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 16 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai 2.4.7 Rây 2.4.7.1 Mục đích Sản phẩm sau q trình nghiền tinh hỗn hợp hạt có hình dạng kích thước khác Q trình rây nhằm phân chia sản phẩm bột nghiền theo kích thước 2.4.7.2 Phương pháp thực Sản phẩm bột ca cao cuối rây qua vải lọc, nylon lưới kim loại trước đem đóng gói Hình 2.10: Máy rây rung 2.4.8 Bao gói sản phẩm 2.4.8.1 Mục đích Hồn thiện: q trình bao gói nhằm phân chia sản phẩm theo khối lượng tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Bảo quản: bao bì hạn chế tiếp xúc ánh sáng, khơng khí độ ẩm từ môi trường xung quanh đến bột ca cao Người ta thường dùng bao bì plastic phải có lớp nhơm để chắn ánh sáng tránh thất hương 2.4.8.2 Thiết bị bao gói: sử dụng thiết bị chun để đóng gói loại bột SVTH: Nguyễn Hịa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 17 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Hình 2.11: Thiết bị bao gói Bột ca cao sử dụng rộng rãi công nghệ thực phẩm để sản xuất bánh kẹo, số đồ uống, chocolate… bột ca cao người tiêu dùng sử dụng quy mơ gia đình 2.4.8.3 Phân loại bột cacao thành phẩm Sản phẩm bột ca cao phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo hàm lượng béo, theo màu sắc, theo hương vị, theo phương pháp chế biến … Tuy nhiên, đây, đề cặp đến phân loại theo hàm lượng béo cách phân loại phổ biến chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Codex Theo cách phân loại ta có dạng sản phẩm sau: - Bột ca cao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ ca cao - Bột ca cao có hàm lượng béo trung bình: 10-20% bơ ca cao - Bột ca cao có hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ ca cao Ngoài ba dạng sản phẩm trên, nhà sản xuất tạo thêm dạng sản phẩm đặc biệt khác như: bột ca cao hàm lượng béo thấp (≤ 0,5% bơ ca cao) 2.4.8.4 Tiêu chuẩn hóa chất lượng bột cacao Bột ca cao thành phẩm có chất lượng phụ thuộc vào nguyên liệu, công nghệ sản xuất yêu cầu đặt nhà sản xuất (về màu sắc, hương vị, hàm lượng bơ ca cao…) SVTH: Nguyễn Hòa Tân GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Trang 18 Tìm hiểu quy trình sản xuất bột cacao Gia Lai Để đánh giá chất lượng bột ca cao (bột ca cao sử dụng trực tiếp nguyên liệu cho sản phẩm khác), người ta dựa vào tiêu sau: - Hàm lượng chất béo - Độ ẩm - Hàm lượng acid - Hàm lượng tạp chất (thuốc diệt cỏ, kim loại nặng…) - Các tiêu vi sinh vật - Các tiêu cảm quan Dưới xin giới thiệu tiêu chuẩn đánh giá chất lượng bột ca cao hãng Cargill Chỉ tiêu Phương pháp xác định Giới hạn Ghi Lipid 10-24% IOCCC 37,1990 Tùy thuộc vào loại sản phẩm pH 5,0-8,0 IOCCC 15, 1972 Tùy thuộc vào loại sản phẩm Độ ẩm Max 4,5% IOCCC 26, 1998 Kích thước Min 99,8% qua sang IOCCC 11, 1970 Màu sắc Màu đặc trưng Mùi vị Mùi vị đặc trưng Tổng vi sinh vật Max 5000 CFU/g IOCCC 39, 1990 Nấm mốc Max 50 CFU/g IOCCC 39, 1990 Nấm men Max 10 CFU/g IOCCC 39, 1990 Enterobacteriaceae Không phát gam sản IOCCC 39, 1990 phẩm Escherichia coli Không phát gam sản IOCCC 39, 1990 phẩm Salmonella Không SVTH: Nguyễn Hòa Tân diện IOCCC 39, 1990 GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Pp sang ướt, kích thước lỗ sàng 75m Lấy mẫu theo FDA Trang 19