4. Quá trình tách vỏ
K2CO3 (g/100g ca
(g/100g ca cao) Nước (g/100g ca cao) Nồng độ K2CO3 pH ca cao Màu sắc ca cao thành phẩm 0,14 1,7 4,0 1,7 4,0 2,8 5,0 4,4 16,0 4,4 5,0 25,0 47,0 13,0 45,0 6,1 7,0 8,5 7,0 9,5 Nâu vàng Nâu vàng Nâu sậm Hồng xám Nâu đen 7.Quá trình ép bơ 7.1.Mục đích công nghệ
- Khai thác: nhằm thu hồi lượng bơ cần thiết có trong ca cao, phục vụ cho công nghệ sản xuất chocolate.
- Hoàn thiện: bột ca cao thành phẩm cần phải có hương vị phù hợp và không bị chảy lỏng ở nhiệt độ thường, trong khi đó chất béo trong ca cao nghiền có nhiệt độ nóng chảy thấp (chừng 34 – 35oC). Do vậy ca cao nghiền sau quá trình kiềm hóa cần phải được tách bớt béo nhờ giai đoạn ép bơ. Sản phẩm của quá trình ép
bao gồm bánh và bơ ca cao. Ngoài ra, quá trình này còn tạo ra các loại sản phẩm với hàm lượng béo khác nhau phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau.
- Bảo quản: ở góc độ cảm quan, bột ca cao sau khi ép bơ có thể bảo quản được lâu hơn do giảm được hiện tượng oxi hoá chất béo gây mùi khó chịu cho sản phẩm.
7.2.Các biến đổi xảy ra
Vật lý:
+ Thay đổi khối lượng do bơ được tách ra.
+ Giảm hàm lượng ẩm ( bị mất nước sau khi ra khỏi máy ép).
+ Nhiệt độ tăng. Hoá lý:
+ Sự khuếch tán cấu tử lỏng ra bên ngoài.
+ Liên kết giữa các cấu tử rắn chặt chẽ hơn tạo thành khối rắn dạng bánh.
+ Sự thoát hơi nước và các cấu tử hương.
7.3. Thiết bị
7.3.1. Cấu tạo thiết bị
Thiết bị ép thủy lực được sử dụng ở quá trình ép này là loại thiết bị gồm 22 khung ép đặt đứng liên tiếp nhau. Mỗi khung có một màng lọc bằng thép nằm ở đáy khung có thể tháo lắp được.
7.3.2. Nguyên lý hoạt động
Thiết bị được vận hành tự động. Ban đầu, ca cao sau kiềm hoá ở nhiệt độ 80 – 90oC sẽ được bơm vào với áp lực 21 kg/cm2, ở giai đoạn này thì một lượng bơ ca cao tự do sẽ bị tách ra và thoát qua màng lọc. Khi khung ép đã đầy thì bơm sẽ ngừng hoạt động. Khi đó piston thủy lực sẽ làm việc và tạo ra áp lực ép đến 420kg/cm2. Lúc này, bơ ca cao sẽ thoát khỏi màng lọc và đi vào bồn chứa. Khi đã tách được lượng bơ ca cao theo đúng yêu cầu, piston thủy lực sẽ quay về vị trí ban đầu, kết thúc việc ép. Khung ép sẽ tự động được mở ra, bánh ca cao sẽ rơi xuống băng tải (đặt sẵn bên dưới máy ép) và được chuyển tới silo để làm nguội bằng không khí lạnh (hoặc đưa lên pallet để chuyển tới làm nguội trong phòng lạnh) rồi sau đó sẽ qua thiết bị nghiền để nghiền bánh ca cao thành bột ca cao thành phẩm.
Hàm lượng béo của ca cao được chỉnh dựa vào ba yếu tố là: thời gian ép, khối lượng bột ép và khoảng cách di chuyển của piston.
7.4. Thông số công nghệ
− Hàm lượng béo trong bánh ca cao: 10 – 20%.
− Thời gian ép: 15 – 30 phút.
8.Quá trình nghiền bánh ca cao
8.1.Mục đích công nghệ
Hoàn thiện: Quá trính nghiền làm giảm kích thước để thu được bột ca cao thành phẩm. Sau quá trình ép bơ ca cao, các hạt ca cao và chất béo còn lại liên kết với nhau rất chặt tạo thành khối, gọi là bánh ca cao – cocoa cake. Bánh ca cao sẽ qua hệ thống vis tải đánh tơi ra, và cuối cùng được nghiển bằng máy nghiền búa tạo ra sản phẩm bột ca cao. Quá trình nghiền này chỉ có tác dụng
chuyển bánh ca cao thành dạng bột chứ không làm cho hạt ca cao mịn hơn. Kích thước của hạt ca cao không khác nhiều so với quá trình nghiền trước đó.
8.2.Các biến đổi xảy ra trong quá trình
− Vật lý: từ bánh ca cao, sau khi qua quá trình nghiền thì kích thước nhỏ hơn (thành dạng bột).
− Hóa học: một số các glyceride có trong bơ ca cao bị chảy lỏng và bị oxy hoá tạo ra những màu sắc không mong muốn cho bột ca cao. Đó là do trong quá trình tách bơ chưa triệt để và vẫn còn một lượng bơ trong bánh ca cao.
− Cảm quan: có thể tạo ra những màu sắc không mong muốn cho bột ca cao.
8.3.Thiết bị (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
8.3.1. Cấu tạo thiết bị
Thiết bị gồm:
- Hệ thống vis tải: có dạng ống trụ nằm ngang, bên trong có 1 trục dạng xoắn ốc được gắn vào rotor quay. Vật liệu làm thiết bị là vật liệu cứng. Khi hoạt động thì trục vis này sẽ quay, vừa đánh tơi bánh ca cao ra một phần và cũng chuyển khối ca cao này đi về phía phễu nhập liệu của máy nghiền. Trước khi vào máy nghiền, thiết bị có gắn thêm van khóa để tránh trường hợp quá tải khi vào máy nghiền.
- Máy nghiền búa: gồm một rotor quay với tốc độ cao được gắn với một vòng đai, trên vòng đai có gắn các tay đập (búa). Khi rotor quay, các tay đập sẽ chuyển động và đầu của các tay đập tạo thành vòng tròn, khoảng cách giữa vòng tròn này và vỏ bao rất nhỏ. Mặt trong của vỏ bao được cấu tạo bằng vật liệu dai và cứng. Khi vận hành, bánh ca cao được tay đập đưa đến khe hẹp giữa đầu búa và thành của vỏ.
Hình 12: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền búa
8.3.2. Nguyên lý hoạt động
- Hệ thống vis tải: Bánh ca cao sau khi qua thiết bị ép bơ, vào cyclone và chuyển tới vis tải. Hệ thống vis tải hình xoắn ốc sẽ đánh tơi bánh ca cao ra nhờ tác dụng của lực ma sát và lực va đập, đồng thời chuyển chúng đến phễu nhập liệu của máy nghiền.
- Máy nghiền búa: Nhờ tác động của va đập của búa nghiền vào hạt và sự chà xát hạt giữa búa nghiền và thành máy nghiền mà sản phẩm thu được là các hạt bột mịn. Trên vỏ thiết bị có lắp đặt thêm rây để giữ lại các hạt ca cao chưa được nghiền đến mức độ đạt yêu cầu. Các hạt ca cao có kích thước nhỏ hơn lỗ rây sẽ đi ra cửa tháo liệu và được làm nguội bằng dòng khí lạnh thổi qua và nhờ hệ thống quạt đưa đến cyclone vào thiết bị rây.
8.4. Thông số công nghệ
- Nhiệt độ bánh ca cao nhập liệu: 43 – 45oC
- Nhiệt độ bột ca cao sau khi ra khỏi máy nghiền: 21 – 24oC
- Kích thước lỗ rây: 200 mesh (0,02mm)
9. Quá trình rây phân loại sản phẩm
9.1. Mục đích công nghệ
Hoàn thiện:
− Quá trình rây nhằm phân chia sản phẩm bột nghiền ra từng loại theo kích thước.
− Sau khi qua máy nghiền, các hạt ca cao có hình dạng và kích thước khác nhau. Sau khi qua quá trình rây, sản phẩm sẽ có kích thước đồng đều hơn.
9.2. Các biến đổi của nguyên liệu
Vật lý: kích thước hạt trờ nên đồng đều hơn.
9.3. Thiết bị
9.3.1. Cấu tạo thiết bị
Thiết bị sử dụng là máy rây rung 3 tầng. Thiết bị có 3 tầng rây đặt song song và chồng lên nhau. Mỗi tầng có một kích thước lỗ rây nhất định, kích thước lỗ rây giảm dần trong đó kích thước lỗ lớn nhất là ở tầng trên cùng, gần đầu nhập liệu. Bên dưới có các lò xo.
Hình 13: Máy rây rung
9.3.2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị là dựa vào sự khác nhau về kích thước dưới tác dụng của lực cơ học. Bột ca cao sau khi nghiền sẽ được đưa vào rây ở tầng trên cùng. Thiết bị được gắn bên dưới bằng hệ thống lò xo, chúng giúp cho thiết bị có thể rung động lên xuống và chuyển động xoay xung quanh trục của rây khi hoạt động làm cho khối bột khi vào thiết bị sẽ dễ dàng rơi xuống tầng dưới và các hạt lớn còn nằm ở các tầng trên có thể chạy ra ngoài, đồng thời ngăn cản sự tắc nghẽn lỗ rây. Các hạt nằm tầng dưới cùng sẽ được đưa vào thiết bị bao gói.
Cả quá trình sẽ được thực hiện trong môi trường khí trơ (Nitơ).
9.4. Thông số công nghệ
- Kích cỡ sàng lọc: 120 – 200 mesh
- Kích thước hạt tiêu chuẩn: < 75 µm
10. Bao gói (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Hoàn thiện: quá trình bao gói nhằm phân chia sản phẩm về khối lượng, chất lượng và tăng tính cảm quan cho sản phẩm.
- Bảo quản: Sau khi rây xong phải được bao gói ngay để hạn chế tổn thất hương và hạn chế hiện tượng hút ẩm. Hạt ca cao sau khi nghiền và rây sẽ có kích thước rất nhỏ, diện tích bề mặt riêng tăng, tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi tăng lên (như cấu tử hương…) tốc độ hút ẩm tăng lên, làm độ ẩm của sản phẩm tăng lên, có thể dẫn đến hiện tượng vón cục và có thể dính vào thiết bị. Bao bì hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến bột ca cao. Muốn vậy bao bì dùng để bao gói thường là bao bì bằng plastic và phải có một lớp nhôm để chắn ánh sáng và tránh thất thoát hương.
10.2. Biến đổi của nguyên liệu
Không có biến đổi gì đáng kể.
10.3. Thiết bị
10.3.1. Cấu tạo
Sử dụng thiết bị chuyên để đóng gói các loại bột. Phễu nhập liệu, gàu tải nghiêng loại máy nhập liệu tự động kép đôi với cân tự động bằng thiết bị chuyền tải tự động cho sản phẩm vào túi tự động gọn gàng và khâu túi.
10.3.2. Nguyên lý hoạt động
Máy đóng gói có thể thực hiện nhập liệu tự động vào túi, mở túi, tính toán, đổ vào, và cân theo khối lượng đã cài đặt sẵn, sau đó sẽ trượt theo băng tải qua thiết bị khâu túi. Quy trình được thực hiện điều khiển tự động.
10.4. Thông số công nghệ
- Khối lượng mỗi túi: 25 kg bột
- Không khí cung cấp: không khí nén 0.5~0.7Mpa
- Nhiệt độ không khí xung quanh: -10 – 45oC
IV. PHÂN LOẠI BỘT CA CAO THÀNH PHẨM
Sản phẩm bột ca cao có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo hàm lượng béo (chủ yếu là bơ ca cao), theo màu sắc, theo hương vị, theo phương pháp chế biến (loại có kiềm hoá và không kiềm hoá)… Tuy nhiên, ở đây ta chỉ đề cập đến cách phân loại theo hàm lượng béo do cách này rất phổ biến hiện nay và được chuẩn hoá theo tiêu chuẩn Codex. Theo cách phân loại này, ta có các dạng sản phẩm sau:
+ Bột ca cao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ ca cao.
+ Bột ca cao hàm lượng béo trung bình: 10 – 20% bơ ca cao.
+ Bột ca cao hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ ca cao.
Ngoài ba dạng sản phẩm chính ở trên, các nhà sản xuất có thể có thêm những dạng sản phẩm đặc biệt khác như: bột ca cao hàm lượng béo rất thấp (≤ 0,5% bơ ca cao).
Bột ca cao thành phẩm có chất lượng tuỳ thuộc vào nguyên liệu, công nghệ sản xuất và yêu cầu đặt ra (về màu sắc, hương vị, hàm lượng bơ ca cao…).
Trong bài tiểu luận này, nhóm em đề xuất sản xuất bột ca cao có hàm lượng béo trung bình với bột ca cao có màu vàng nâu.