Đề tài Tìm hiểu các sản phẩm có ứng dụng bột ca cao, tìm hiểu một QTCN của một sản phẩm thực phẩm

Qua nghiên cứu, người ta cho biết rằng những acid không bay hơi trong cacao gồm có: acid malic, acid tauric, acid ovalic…Trong cacao còn chứa một lượng nhỏ các các acid hữu cơ tự do còn

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ, CÀ PHÊ, CA CAO

Đề tài: Tìm hiểu các sản phẩm có ứng dụng bột ca cao,

LỜI NÓI ĐẦU

Ca cao là một cây công nghiệp lâu năm rất phù hợp với vùng đất nhiệt

đới nóng ẩm mưa nhiều như nước ta Theo chân người Pháp vào Việt Nam khá

sớm nhưng hiện nay ca cao vẫn là một cây trồng còn mới mẻ, chiếm diện tích

khiêm tốn trên một đất nước nông nghiệp với nhiều mặt hàng xuất khẩu đứng

đầu thế giới như: gạo, cà phê, chè… Tuy nhiên, theo nhận định phân tích của

nhiều chuyên gia, Việt Nam đang là nước có nhiều cơ hội phát triển và tham

gia thị trường ca cao thế giới Để phục vụ chiến lược phát triển bền vững cây

ca cao ở Việt Nam, song song với việc phát triển diện tích và sản lượng thì

công nghệ chế biến ca cao cũng được đầu tư phát triển

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại thực phẩm bổ dưỡng, tốt cho

sức khỏe được làm từ ca cao Từ những sản phẩm cao cấp cho tới những sản

phẩm bình thường, các sản phẩm từ cao cao điều thỏa mãn nhu cầu của khách

hàng mục tiêu Bột ca cao hòa tan là một sản phẩm hiện nay rất được ưa

chuộng không chỉ vì đó là một loại thức uống bổ dưỡng mà còn bởi hương vị

khó chối từ Ca cao hòa tan còn là nguyên liệu cơ bản cho sản xuất các sản

phẩm khác như: chocolate, sữa, bánh kẹo, mỹ phẩm, dược phẩm…Chính vì

được sử dụng rộng rãi nên sản lượng ngày càng tăng

Trong bài tiểu luận này nhóm em xin trình bày về đặc điểm của cây ca

cao, tình hình sản xuất và tiêu thụ ca cao trên thế giới và Việt Nam, quy trình

sản xuất bột ca cao hòa tan và giới thiệu một số sản phẩm ứng dụng bột ca cao

Trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng em đã cố gắng tham khảo nhiều tài

liệu chuyên ngành, tìm kiếm chọn lọc những thông tin chính xác nhưng vì

trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi những sai sót

Chúng em rất mong nhận được sự góp ý của cô để nội dung của bài tiểu luận

này được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Các thành viên nhóm 16

MỤC LỤC

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU ……….2

MỤC LỤC ……….3

PHẦN 1 – TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ CA CAO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM….………….4

I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CA CAO 4

1 Đặc điểm của cây ca cao 4

2.Các giống cacao 4

3.Thành phần hóa học của hạt cacao 5

II.TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CA CAO TRÊN THẾ GIỚI 7

III.TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CA CAO Ở VIỆT NAM 10

PHẦN 2 – CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO………12

I.TIÊU CHÍ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU 12

II.SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT 13

III.THUYẾT MINH QUY TRÌNH 14

1 Quá trình phân loại và làm sạch 14

2 Quá trình rang 16

3 Quá trình nghiền thô 19

4 Quá trình tách vỏ 20

5 Quá trình nghiền 22

6 Quá trình kiềm hoá 24

7 Quá trình ép bơ 27

8 Quá trình nghiền bánh ca cao 29

9 Quá trình rây phân loại sản phẩm 30

10 Bao gói 32

IV.PHÂN LOẠI BỘT CA CAO THÀNH PHẨM 34

V.CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA BỘT CA CAO THÀNH PHẨM 34

PHẦN 3 – MỘT SỐ SẢN PHẨM CÓ ỨNG DỤNG BỘT CA CAO………37

TÀI LIỆU THAM KHẢO………40

PHẦN 1 – TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CA CAO

TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CA CAO

1 Đặc điểm của cây ca cao

Ca cao thuộc họ Sterculiaceae, giống Theobroma, loài T.cacao, có

nguồn gốc hoang dại trong các khu rừng nhiệt đới Trung và Nam châu Mỹ

Cây ca cao còn có tên là Theobroma cocoa, nghĩa của nó là “sản phẩm

dành cho Thượng đế” Sở dĩ người ta gọi như vậy là do cây ca cao rất quý Cây

ca cao là một loại thân gổ có chiều cao trung bình 5-7m Tuổi thọ của cây

thường từ 20-30 năm, sau khi trồng được 3-4 năm cây bắt đầu cho hoa, hoa có

nhiều màu như: đỏ, hồng hoặc tím

Cây ca cao ra hoa cả năm nhưng nhìn chung hoa thường nở rộ vào hai

khoảng thời gian: từ tháng 4 đến tháng 7 và từ tháng 11 đến tháng 1 Hoa mọc

trực tiếp từ thân cây và những cành to chứ không mọc ở ngọn như những cây

khác Hoa ca cao thuộc loại lưỡng tính

Mỗi cây cacao có thể nở đến 100.000 hoa nhưng tỉ lệ đậu trái rất thấp,

chỉ vào khoảng 0,5% là cao Hơn nữa, khi quả non đã đậu thì lại có hiện tượng

khô héo và rụng, có khi tới 90%

Khi chín vỏ trái ca cao đổi màu: các trái màu lục xanh hay oliu khi chín

chuyển sang màu vàng tươi, các trái màu ửng đỏ khi chín có màu da cam, trái

tím lợt thì chuyển sang tím đậm Quả ca cao có kích thước lớn, thường có dạng

hình cầu, dài hay nhọn tuỳ theo từng giống Chiều dài quả từ 7-30 cm (trung

bình là từ 12-15 cm) Trọng lượng cả vỏ và hạt khoảng 200g đến 1kg Từ lúc ra

hoa cho đến lúc quả chín mất khoảng 5-7 tháng Trong mỗi quả chứa từ 30-40

hạt

Mỗi cây ca cao hàng năm cho từ 0,5 đến 2 kg hạt, thay đổi tuỳ theo

giống và điều kiện sản xuất Trung bình mỗi ha thu được khoảng 1 tấn hạt

Cây ca cao chịu hạn kém nên chỉ trồng được ở những vùng thuộc khu

vực xích đạo nóng ẩm có nhiệt độ 20-30 OC, lượng mưa trung bình hàng năm

1500-2000 mm/năm Cây ca cao phát triển tốt trên đất có pH=6,5 và phải bón

phân đầy đủ: đạm, kali và các khoáng vi lượng…

 Trái có màu đỏ hoặc xanh trước khi chín

 Trái có dạng dài và có đỉnh rất nhọn, mang 10 rãnh đều nhau

 Vỏ thường sấn sùi mỏng, dễ cắt

 Hạt có tiết diện gần tròn, tử diệp màu trắng ít đắng

Nhóm Criollo có nguồn gốc từ Nam Trung Mỹ, chiếm 5% sản lượng

cacao trên thế giới và là giống làm ra loại chocolate ngon nhất Tuy nhiên

giống này có năng suất thấp và khả năng kháng bệnh kém nên ít trồng

2.2 Nhóm Forastero

Nhóm này có đặc điểm sau:

 Nhị lép có màu tím

 Trái màu xanh hay oliu, khi chín có màu vàng

 Trái ít có hoặc không có rãnh, bề mặt trơn, đỉnh tròn

 Vỏ dày và khó cắt vì ở trong có nhiều xenlulose

 Hạt hơi lép, tử diệp có màu tím đậm, lúc tươi có vị chát hay đắng

Nhóm này chiếm phần lớn sản lượng cacao của thế giới (khoảng 80%),

trồng phổ biến ở Brazil, Venezuela, Tây Phi, Malaysia, Indonesia…và Việt

Nam Tại Việt Nam trồng chủ yếu tại Đồng bằng sông Cửu Long (Tiền Giang,

Bến Tre…) và các vùng khác như Buôn Ma Thuộc…Giống này có chất lượng

hạt trung bình, năng suất cao, khả năng kháng sâu bệnh tốt

2.3 Nhóm Trinitario

Là dạng lai giữa hai giống Criollo và Forasterio, xuất xứ từ Trnidad

Trinitario có đặc điểm rất khó xác định, nó mang đặc điểm trung gian của hai

giống kia Giống này chiếm 10-15% sản lượng cacao trên thế giới

3 Thành phần hóa học của hạt cacao

Hạt cacao không có nhân, dài 20-30mm, rộng 10-17mm và dày

7-12mm, có cùi nhớt màu trắng và có vị hơi chua

Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt ca cao tươi

3.1 Lipid (bơ cacao)

Bơ cacao chiếm nhiều nhất trong hạt cacao hiếm tới 48-50% so với

trọng lượng hạt đã lên men và sấy khô Bơ cacao chiết từ hạt có dạng tinh thể

nhỏ, màu trắng và mùi thơm đặc trưng

Bơ cacao có những đặc tính quan trọng sau:

 Ở điều kiện bình thường nó cứng, dòn

 Bơ cacao nóng chảy ở 35OC (thấp hơn nhiệt độ cơ thể người) do đó

nó dễ dàng tan trong miệng người và không để lại cảm giác khó chịu

 Cacao khá bền và khó bị oxi hoá, do đó có thể để lâu mà không bị

hôi

 Bơ cacao chủ yếu chứa triglyxerid của các acid béo no

3.2 Theobromine

Theobromine là thành phần đặc trưng của hạt cacao vì nó tạo ra vị đắng

đặc trưng của cacao Chiếm từ 1,5-1,7% trọng lượng quả Chất Theobromine

thường ở dạng bột với tinh thể màu trắng và có vị đắng, thăng hoa ở nhiệt độ

308OC

Theobromine là một chất thuộc họ alkaloid, có công thức phân tử là

C7H8N4O2 Nó có thể tan trong tetraloruaetan, trong cồn, trong acid acetic sôi…

và không tan trong ete, dầu hoả, tetraloruacacbon Nó có khả năng oxi hoá

nhanh và tạo ra những sản phẩm có màu mà người ta thường gọi là “màu nâu

cacao” Theobromine là một chất kích thích yếu, tuy nhiên ít nhiều nó cũng tác

động đến hệ cơ tim và hệ thần kinh

3.3 Caffein

Caffein có công thức tổng quát là 1,3,7-Trimetylxantin Caffein là một

chất kích thích vì có khả năng tác động đến hệ thần kinh tạo ra cảm giác hưng

phấn, sảng khoái cho người dùng Nếu hàm lượng quá cao nó sẻ trở thành một

chất độc đối với cơ thể con người

Hàm lượng caffein trong vỏ chiếm khoảng 0,7% (tối đa) do đó không có

khả năng gây hại cho con người

3.4 Các acid hữu cơ:

Có trong thành phần hạt ở hai dạng: dễ bay hơi và khó bay hơi Qua

nghiên cứu, người ta cho biết rằng những acid không bay hơi trong cacao gồm

có: acid malic, acid tauric, acid ovalic…Trong cacao còn chứa một lượng nhỏ

các các acid hữu cơ tự do còn đối với các acid dễ bay hơi sẽ được loại bỏ dần

trong quá trình chế biến

3.5 Glucid

Tinh bột chiếm thành phần nhiều nhất, khoảng 4,5% trong phôi nhũ và

chiếm 46% trong vỏ ca cao Chất đường có trong quả ca cao không nhiều Hàm

lượng đường trong phôi nhũ như sau:

 Pentose: 3,8%

 Sacccharose: 0,7%

 Glucose và Fructose: 5,55%

3.6 Protein

Thành phần chiếm nhiều nhất trong quả cacao là Albumin và Globulin

Trong vỏ quả cacao chứa một lượng protein vào khoảng 18% trọng lượng quả,

cùi chiếm 0,6% và trong nội nhủ chiếm 8,4%

3.7 Các chất mùi

Là một trong những thành phần có giá trị lớn nhất trong quả cacao Chất

thơm trong quả là D- Linalool

3.8 Khoáng chất

Hàm lượng khoáng trung bình có trong vỏ quả cacao vào khoảng 8,2%

trọng lượng vỏ, trong cùi 0,8% và trong nội nhũ khoảng 2,6% Trong đó đa số

là Fe, K, P, Mg…với hàm lượng với một số muối khoáng như sau: K2O: 34%,

P2O5: 32%, MgO: 16%, Fe2O3: 0,01-0,02% Ngoài ra trong cacao còn chứa một

lượng khá cao những khoáng chất như: Cu, Zn,As, I, Zn, Al…

II TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CA CAO TRÊN THẾ GIỚI

Cây ca cao có nguồn gốc từ cá khu rừng nhiệt đới ẩm ướt Amazon,

dưới các tầng cây thấp phủ đầy bóng mát Người Mayas và người Aztecs của

Mexico đã trồng ca cao từ thế kỷ 14

Năm 1519, khi đổ bộ vào bờ biển Tabeco và tiến hành xâm lược

Mexico, Hernado Cortes đã nhận ra giá trị thương mại của loại thức uống mới

mẻ này và gửi về Tây Ban Nha các hạt ca cao cùng với cách thức pha chế thức

uống chocolate của người Aztecs Vì người Tây ban Nha thích uống nước giải

khát có vị ngọt nên không lâu sau Chocolate đã được tiêu thụ phổ biến tại đây

và từ đó cây ca cao được trồng ở các nước thuộc địa

Cuối thế kỷ 16, cây ca cao được trồng ở hầu hết các nước vùng nhiệt đới

Trung và Nam Mỹ, trên nhiều hòn đảo của vùng biển Caribê Trong những năm

của thế kỷ 17, việc sử dụng Chocolate dưới hình thức nước ngọt được lan sang

Ý, Hà Lan, Pháp, Anh, Đức Các phương pháp chế biến ca cao thời ấy còn rất

đơn sơ Tuy nhiên loại nước giải khát này vào thời ấy rất đắt và chỉ có những

người giàu mới có dịp thưởng thức Người Hà Lan, Bồ Đào Nha về sau cũng

đưa cây ca cao trồng ở các hòn đảo như: Cuba, Dominica, Jamaica, Philippin,

Indonesia, Srilanca Thực tế thì những năm của thế kỷ 19 nghề trồng ca cao

mới đạt đến những tiến bộ đáng kể, tạo cơ sở cho ngành chocolate phát triển ở

châu Âu

Trong thế kỷ 20, sản xuất ca cao phát triển với quy mô rất lớn vì có sự

mở rộng cực kỳ nhanh chóng về diện tích trồng ca cao ở châu Phi

Các nước trồng ca cao đều nằm trong khoảng vĩ tuyến 15 Bắc-Nam

Hiện nay, Côte d’Ivoire (Ivoiry coast, Bờ Biển Ngà) là nước dẫn đầu thế giới

về xuất khẩu chiếm sản lượng 46% sản lượng thế giới, còn Ghana-nước láng

giềng-đứng thứ 2 chiếm 15% Indonesia đứng hàng thứ 3 và đứng đầu Đông

Nam Á chiếm 12,5%

Khoảng 44% sản lượng ca cao được nhập khẩu vào châu Âu, 15% vào

Mỹ còn lại là nhập vào Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Singapore và

Canada Như vậy các nước phát triển nhập khẩu ca cao hạt, sau đó tái xuất

thành phẩm hoặc nguyên liệu cho ngành chế biến chocolate

Bảng 2: Sản lượng cacao của một số nước

Nước sản xuất Sản lượng (tấn) Ước tính (tấn) Diện tích (hectare)

Hình 1: Biểu đồ thể hiện sản lượng ca cao trên Thế giới năm 2007 (%)

 Tình hình thị trường cacao thế giới tháng 7 năm 2014

Theo Hiệp hội ca cao quốc tế (ICCO), giá ca cao tháng 7 trung bình ở

mức 3.196 USD/tấn, tăng 22 USD so với các tháng trước và dao động từ 3.144

USD/tấn đến 3.264 USD/tấn Giá bơ ca cao luôn ở mức cao 8.000 USD/tấn

Trái lại, giá mặt hàng bột ca cao dùng để nướng bánh, pha đồ uống sô-cô-la và

làm kem đang ở mức thấp

Về nguồn cung, số liệu mới nhất cho thấy lượng ca cao xuất khẩu tính từ

đầu mùa vụ đến ngày 3 tháng 8 năm 2014 đạt 1,707 triệu tấn, vượt xa mức

1,388 triệu tấn so với cùng kì năm ngoái

Về phía nguồn cầu, sản lượng ca cao nghiền tiêu thụ tại thị trường Châu

Âu giảm 0,7% trong khi tại thị trường Bắc Mỹ và châu Á lần lượt tăng 4,5% và

4,2% so với cùng kì năm ngoái Thị trường ca cao nghiền dự báo sẽ tăng

trưởng mạnh do nhu cầu lớn về mặt hàng bơ ca cao từ các công ty sản xuất

bánh kẹo Nguyên nhân là do sức tiêu thụ ca cao và các sản phẩm sô-cô-la tại

nhiều nước châu Á tăng mạnh nên các công ty sản xuất phải nâng cao công suất

chế biến cho thị trường châu Á- Thái Bình Dương

Hình 2: Biểu đồ giá ca cao hàng ngày của ICCO từ tháng 5- 7, năm 2014

III TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CA CAO Ở VIỆT NAM

Ở Việt Nam, cây ca cao được người Pháp mang vào trồng ở huyện Cái

Mơn (Bến Tre) nhưng việc trồng trọt, nghiên cứu cũng như thương mại hóa

không phát triển trong một thời gian dài

Hiện tại, ca cao được trồng rộng rãi ở nhiều nơi: Tây Nguyên, một số

tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long, Bà Rịa-Vũng Tàu, Bình Phước Trong

đó, vùng Tây Nguyên vẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho sự

phát triển của cây ca cao Ở đây, theo nghiên cứu thống kê thì cây ra hoa cho

quả quanh năm, sản lượng bình quân đạt 3 kg hạt khô/1 cây 5 năm tuổi

Ca cao là một cây trồng chiếm diện tích còn khiêm tốn trên phạm vi cả

nước nhưng Việt Nam đang là nước có nhiều cơ hội phát triển và tham gia thị

trường ca cao thế giới Theo Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn thì diện

tích trồng ca cao lên tới 100.000 ha vào năm 2010 với sản lượng trên 120.000

tấn Trong đó Tây Nguyên là một trong những vùng sản xuất chính với diện

tích 28.500 ha, riêng Đăk Lăk phát triển với diện tích lớn nhất là 10.000 ha

Song song với việc trồng ca cao, công nghệ chế biến ca cao cũng bắt

đầu phát triển Một nhà máy chocolate ở miền Trung đang hoạt động, một số

dự án xây dựng nhà máy chocolate đang được triển khai

Về định hướng phát triển cây ca cao ở nước ta trong thời gian tới, theo

mục tiêu của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn là phát triển bền vững

cây ca cao ở Việt Nam nhằm tăng khối lượng sản phẩm hàng hóa, tăng hiệu

quả kinh tế trên đơn vị diện tích đất, nâng cao thu nhập cho người dân và bảo

vệ môi trường Cụ thể, đến năm 2015, dự kiến diện tích trồng cây ca cao đạt

60.000 ha, trong đó có 35.000 ha kinh doanh, năng suất bình quân 15 tạ/ha, sản

lượng hạt khô đạt 52.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 50 – 60 triệu USD

Đến năm 2020, dự kiến diện tích đạt 80.000 ha, trong đó có 60.000 ha

kinh doanh, năng suất bình quân 18 tạ/ha, sản lượng hạt khô 108.000 tấn, kim

ngạch xuất khẩu đạt 100 – 120 triệu USD

PHẦN 2 – CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO

I TIÊU CHÍ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU

Ca cao hạt được phân loại theo trọng lượng (thường là trọng lượng của

100 hạt/110g) và theo hàm lượng hạt không đạt yêu cầu hay hạt khuyết tật, đó

là những hạt bị mốc, chưa được lên men, các hạt bị sâu bọ tấn công, hạt bắt đầu

nảy mầm, hạt lép (không có nhân bên trong)… Để kiểm tra hạt có khuyết tật

hay không, người ta sử dụng phép kiểm tra vết cắt Người ta cũng sử dụng cách

này để đánh giá mức độ lên men của hạt ca cao

Tiêu chuẩn chất lượng của hạt ca cao thương phẩm sau quá trình lên

men được quy định theo TCVN 7519:2005 Trong đó một số chỉ tiêu cơ bản

phải kể đến như:

 Không được có tạp chất lạ

 Không được có mùi khói, không có mùi vị lạ

 Không được chứa côn trùng sống

 Đồng đều về kích cỡ hạt, không có hạt dính đôi dính ba

 Khô đều

 Được lên men hoàn toàn

Bảng 3: Thành phần hóa học của hạt ca cao đầu vào (theo ICCO)

Hình 3: Sơ đồ quy trình sản xuất ca cao

Bao bì

III THUYẾT MINH QUY TRÌNH

1 Quá trình phân loại và làm sạch

1.1 Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: nhằm loại bỏ các tạp chất lẫn trong nguồn nguyên liệu, giúp

các quá trình chế biến tiếp theo sẽ được thuận lợi

Các tạp chất cần tách thường là: lá, cành cây khô, đất, đá, kim loại, xác

côn trùng… Bên cạnh đó, quá trình này cũng giúp phân loại sơ bộ hạt ca cao

theo kích thước và tỷ trọng, các hạt không đủ tiêu chuẩn như hạt lép, hạt quá to

hay quá nhỏ sẽ bị loại bỏ Kết quả là các hạt ca cao sẽ được đồng đều hơn, đảm

bảo yêu cầu về chất lượng của hạt khi nghiền và tách vỏ cũng như tránh những

tác động cơ học làm giảm tuổi thọ của các thiết bị

1.2 Các biến đổi xảy ra trong quá trình

Vật lý: chủ yếu là tỉ trọng và kích thước của nguyên liệu được đồng đều

 Thiết bị sàng gồm 2 mặt sàng được lắp kết hợp với nhau theo thứ tự đường

kính lỗ giảm dần từ trên xuống Giữa các mặt sàng, người ta thường lắp các

bi trống bít lỗ sàng để hạn chế hiện tượng các lỗ sàng bị bít lại

 Thiết bị làm sạch bằng khí động

1.3.2 Nguyên lý hoạt động

Dòng hạt ca cao nguyên liệu được đưa đến vị trí nhập liệu của thiết bị

sàng Ở sàng tầng 1 với kích thước lỗ lớn sẽ loại bỏ những tạp chất lớn như

rơm rạ, đá, cành cây khô… Hạt ca cao sẽ rơi xuống sàng tầng 2 để loại bỏ các

tạp chất kích thước nhỏ như bụi đất, cát, mảnh kim loại, thủy tinh Quá trình

sàng có sự rung lắc nhờ mô tơ Quá trình làm sạch chính là quá trình phân loại

dựa trên sự sai khác về kích thước của khối hạt còn gọi là phương pháp phân

loại bằng kích thước Đặt biệt, các tạp chất nhẹ (bụi, vỏ khô…) bám lên trên bề

mặt đống hạt cũng được tách nhờ hệ thống quạt thổi liên tục đặt ở đầu ra của

sàng dưới

Sau đó hạt ca cao được đưa vào thiết bị làm sạch bằng khí động để tách

các tạp chất còn sót lại Quá trình làm sạch chính là quá trình phân loại dựa trên

sự sai khác về tỉ trọng của các phần tử trong khối hạt còn gọi là phương pháp

phân loại bằng trọng lực Khi đó, dòng hạt ca cao được đưa đến một bề mặt có

đục lỗ và được đặt nằm nghiêng so với mặt đất Dòng khí sẽ được thổi qua

những lỗ này từ dưới lên trên vuông góc với bề mặt sàn kết hợp với chuyển

động rung lắc có tác dụng làm cho khối hạt tung lên trên Dưới tác dụng của

dòng khí, các hạt ca cao và tạp chất có trọng lượng nhỏ bị lôi cuốn bởi dòng khí

ra ngoài, những tạp chất có trọng lượng lớn hơn sẽ rơi xuống dưới tác dụng của

trọng lực, hạt ca cao đạt yêu cầu sẽ ở đứng yên (trạng thái tầng sôi)

Bên cạnh đó, hệ thống còn có các cyclon thu hồi tạp chất

1.4 Thông số công nghệ

Cỡ hạt ca cao lựa chọn: 100 hạt/ 110g

2 Quá trình rang

2.1 Mục đích

Chuẩn bị: quá trình rang giúp chuẩn bị cho quá trình nghiền thuận lợi

hơn Lớp vỏ hạt ca cao thường mểm và có liên kết khá chặt với nội nhũ Khi

chịu tác dụng của nhiệt độ, lớp vỏ hạt và nội nhũ bên trong sẽ có nhiều biến

đổi: vỏ hạt sẽ mất ẩm và cấu trúc hạt ca cao có xu hướng trương nở, nội nhũ thì

bị biến dạng Khi đó, liên kết giữa nội nhũ và vỏ bị phá vỡ, vỏ tách rời khỏi nội

nhũ Quá trình rang sẽ làm cho lớp vỏ hạt ca cao trở nên giòn hơn và tách rời

khỏi nội nhũ nên chỉ cần tác dụng lực cơ học vừa đủ mạnh lên hạt ca cao là có

thể làm vỡ lớp vỏ và tách lớp vỏ ra

Chế biến: quá trình rang ca cao sẽ tạo ra những biến đổi cần thiết để

hình thành nên hương vị đặc trưng cho các sản phẩm ca cao Quá trình này

quan trọng nhất và có ảnh hưởng quyết định của sản phẩm bột ca cao cũng như

các sản phẩm khác từ ca cao

Bảo quản: quá trình rang còn có tác dụng giảm hàm ẩm góp phần vô

hoạt enzyme và tiêu diệt vi sinh vật có hại, kéo dài thời gian bảo quản sản

phẩm

2.2 Các biến đổi xảy ra

Vật lý:

 Nhiệt độ tăng lên kèm theo quá trình thoát ẩm làm giảm tỉ trọng hạt

 Độ xốp của vỏ ca cao thay đổi giúp cho hạt ca cao sau rang dễ nghiền và

tách vỏ

Hóa học:

 Phản ứng tạo màu do các hợp chất Polyphenol và Anthocyanin bị oxy

hoá chuyển thành hợp chất Flobaphen (màu nâu đỏ)

 Sự giảm hàm lượng chất chát (sản phẩm ngưng tụ catechin hình thành

sau quá trình lên men): sau khi rang còn lại 2 – 3%

 Phản ứng Maillard: các acid amin và đường khử tác dụng với nhau tạo

ra sản phẩm Melanoidin có màu nâu và hương vị đặc trưng

 Một số protein bị biến tính bởi nhiệt độ

Hóa lý:

 Ẩm khuếch tán từ trong lòng hạt ra bề mặt vỏ và bay hơi làm hàm ẩm

của hạt giảm xuống còn 2,5 – 5%

 Các acid dễ bay hơi và tạo mùi không mong muốn như acid acetic sẽ

giảm đáng kể trong suốt quá trình rang

 Một lượng nhỏ bơ ca cao bị chuyển thành thể lỏng khuếch tán ra ngoài

vỏ

Hoá sinh và sinh học: Các vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật trên bề mặt hạt ca

cao sẽ bị ức chế và tiêu diệt

Cảm quan:

 Màu sắc: quá trình rang tạo màu nâu đặc trưng cho ca cao (thông qua

phản ứng Maillard và oxy hoá polyphenol)

 Mùi vị: một số cấu tử hương sẽ được hình thành ở nhiệt độ này như các

aldehyd, ester… Nhiều hợp chất dễ bay hơi như acid acetic, aldehyd,

keton, rượu, ester phân tử lượng thấp có mùi vị không mong muốn sẽ bị

loại bỏ

Bảng 4: Nhiệt độ và thời gian tối ưu để hình thành một số chỉ tiêu cảm quan

Yêu cầu Thời gian tối ưu, phút Nhiệt độ tối ưu, o C

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị rang dạng thùng quay

Thiết bị rang sử dụng là thiết bị rang gián đoạn dạng thùng quay Cấu

tạo của thiết bị bao gồm trống rang, thiết bị gia nhiệt và thiết bị làm nguội Bên

trong mặt trống có những thanh gờ được thiết kế theo hình xoắn ốc dọc theo

thân trống

2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

Thiết bị thùng rang dùng tác nhân nhiệt là không khí nóng Không khí

được gia nhiệt rồi cấp vào thùng rang Hạt ca cao được đưa vào thùng rang qua

phễu nhập liệu và tiếp xúc với không khí nóng Thùng rang có thể xoay quanh

trục cố định để gia nhiệt đồng đều hơn Sau khi quá trình rang hoàn tất, dòng

hạt được đưa vào khoang dẫn có bố trí quạt làm nguội

Hình 6: Cấu tạo thiết bị rang thùng quay

2.4 Thông số công nghệ

− Thời gian rang thay đổi từ 20 – 30 phút, tuỳ thuộc vào cấu tạo thiết bị và

khối lượng của từng mẻ

− Nhiệt độ hạt: 115 – 130oC

− Tốc độ dòng khí 1m/s

3 Quá trình nghiền thô

III.1 Mục đích công nghệ

Khai thác: quá trình nghiền thô giúp làm vỡ vỏ hạt ca cao, loại bỏ những

phần không cần trong sản phẩm: vỏ hạt, nội nhũ, tạp chất còn sót,…

III.2 Các biến đổi xảy ra

III.3.1 Cấu tạo thiết bị

Hình 7: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục.