Bài tiểu luận tìm hiểu về QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO

Chúng không ngừng được đổi mới để đáp ứng thị hiếu củangười tiêu dùng, chẳng hạn như tăng thêm thành phần dinh dưỡng trong bánh mìsandwich, cung cấp thêm một số dưỡng chất cần thiết cho

LỜI MỞ ĐẦU

Hạt ca cao sử dụng làm nguyên liệu chế biến ra các sản phẩm cao cấp như Sô

cô la Ca cao còn là đồ uống thông dụng vì có chất kích thích nhưng lượngcaphein thấp hơn cà phê rất nhiều.Vỏ trái sau khi lấy hạt có thể phơi khô xaylàm thức ăn cho gia súc Cây không cạnh tranh về đất nhiều vì có thể trồng xentrong các vườn cây có sẵn giúp tăng hiệu quả sử dụng đất

Ở Việt Nam, ca cao được du nhập vào rất sớm, theo chân các nhà truyền giáophương Tây Hiện tại, cây được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, vùng Tây Nguyênvẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây ca cao Ở đây,theo nghiên cứu thống kê thì cây ra hoa cho quả quanh năm, sản lượng bìnhquân đạt 3 kg hạt khô / 1 cây 5 năm tuổi Tuy nhiên, hiện tại ở Việt Nam, cây cacao chưa phát triển rộng rãi do thu hoạch không tập trung, kỹ thuật xử lý sau thuhoạch cũng phức tạp, phải ủ lên men nên người dân ngại trồng Hạt ca cao từlâu đã rất quen thuộc với chúng ta Đây là những hạt rất thông dụng và tiện lợi.Chúng được vận chuyển đi xa, bảo quản dễ dàng, có mùi vị thơm ngon và hấpdẫn

Hiện nay được sản xuất với số lượng khá lớn, mùi vị và hình dạng rất phongphú và đa dạng Chúng không ngừng được đổi mới để đáp ứng thị hiếu củangười tiêu dùng, chẳng hạn như tăng thêm thành phần dinh dưỡng trong bánh mìsandwich, cung cấp thêm một số dưỡng chất cần thiết cho cơ thể như: canxi,vitamin B, vitamin D,…

Nắm bắt được những xu hướng sử dụng của người tiêu dùng và khả năngphát triển thị trường của dòng sản phẩm này, chúng em đã tìm hiểu một số vấn

ca cao”, hy vọng rằng với những thông tin mà chúng em thu thập được sẽ gópphần giúp cho bạn đọc hiểu rõ hơn về những đặc điểm cơ bản của dòng sảnphẩm này, từ đó có thể phát hiện ra những phương pháp cải tiến quy trình sảnxuất, chất lượng sản phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm phù hợp với thịhiếu người tiêu dùng và tiết kiệm chi phí sản xuất hơn nữa.

Qua đây, chúng em chân thành cảm ơn PGS TS Lê Văn Việt Mẫn đãhướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình tìm hiểu môn Công nghệ chếbiến cũng như trong suốt quá trình thực hiện đề tài tiểu luận này

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn thư viện bộ môn Công nghệ ThựcPhẩm, thư viện khoa Kỹ Thuật Hóa Học, thư viện trường ĐHBK TP HCM, thưviện trung tâm ĐHQG TPHCM đã giúp đỡ về tài liệu cho đề tài tiểu luận này

PHẦN 1 – TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CA CAO

1 Một số đặc điểm của ca cao

Ca cao thuộc họ Sterculiaceae, giống Theobroma, loài Ca cao, có nguồn

gốc từ miền nam Châu Phi

Hoa nhỏ, đường kính khoảng 15mm, có màu vàng, đỏ, trắng hay tím tùytheo loài Hoa mọc trực tiếp từ thân và cành, thuộc loại lưỡng tính và thụ phấnchủ yếu là nhờ côn trùng 0,5% hoa nở tạo quả, trong đó 90% quả non sẽ bị khô

và rụng

Hình dạng chung của quả ca cao:

 Quả ca cao có thể đạt chiều dài 15 – 20cm, khối lượng khoảng 200ghoặc hơn tùy giống Tùy theo từng loài mà hình dạng trái có khác nhau (dài, trònhoặc bầu dục) Màu sắc trái khá đa dạng: đỏ, xanh hay vàng

 Quả ca cao có chứa từ 25 đến 80 hạt Hạt ca cao có hình trứng, hơi dẹt

và thường có màu tím hoa cà hơi đỏ nhạt Vỏ hạt gồm có phần vỏ ngoài, mỏng

dễ vỡ cũng được gọi là vỏ cứng và phần vỏ lụa trông rất mỏng có màu trắng mỡbọc lấy lõi hạt và ăn vào phần lõi hạt, chia lõi hạt ra thành những ô góc cạnh

 Hạt ca cao là hạt không có nhân, mập, dài 2 – 3cm, có lớp nhầy màutrắng, có vị ngọt hơi chua bao quanh

 Hai phôi nhũ của phôi màu sắc có thể thay đổi từ trắng của Criollo sang tím đậm của Forastero qua các màu trung gian của các giống lai Trinitario

chiếm toàn bộ thể tích của hạt Phôi nhũ có nhiều nếp nhăn và gồm nhiều thùychồng lên nhau, quanh chúng có màng mỏng trong, bóng bao bọc Chúng đượcnối liền về phía gốc và bằng một cái rễ con dài 6-7 mm và một cái mầm thô sơcặp vào giữa có thùy bao quanh để tạo thành mầm của hạt ca cao

Có 3 chủng ca cao chủ yếu là: Forastero, Criollo và Trinitario.Trồng phổ biến nhất là: Criollo và Forastero Trinitario là kết quả của sự lai tạo giữa 2

Phôi nhũ có hàm lượng bơ ca cao khá cao, vỏ hạt có một ít và không có ởchất nhầy Bơ ca cao chiếm khoảng 31,3% khối lượng phôi nhũ Bơ ca cao chủyếu chứa các triglyceride của glycerol và các acid béo không no.

Bơ ca cao nóng chảy ở nhiệt độ 16 – 37oC, tùy thuộc vào dạng tinh thểcủa chất béo tạo thành trong quá trình kết tinh Bơ ca cao chiết từ hạt ca cao códạng tinh thể nhỏ màu trắng và có mùi thơm đặc trưng Bơ ca cao góp phần tạimùi vị cho ca cao

Chất nhầy có chứa một hàm lượng đường (glucose, fructose, sucrose) vànước khá cao Ngoài ra, còn có một lượng acid citric làm cho pH của chất nhầyluôn ổn định ở 3,5

Protein trong vỏ quả chiếm 18%, trong cùi 0.6% và trong phôi nhũ: 8.4%.Thành phần protein chiếm nhiều nhất trong quả ca cao là albumin và globulin

Một thành phần quan trọng khác trong ca cao là các alkaloid Alkaloidđiển hình trong ca cao là Theobromine (3,7-dimethylxanthine) Nó là chất kíchthích nhẹ, tạo cảm giác hưng phấn cho cơ thể người Cường độ kích thíchTheobromine thấp hơn caffein rất nhiều Trong ca cao, hàm lượng Theobrominedao động trong khoảng 1 – 4%(w/w) Trong ca cao cũng có chứa caffein nhưnghàm lượng rất thấp (0 – 2%) so với trong cà phê

2 Sản lượng ca cao thế giới

Hình 2: Sản lượng ca cao của các nước qua từng năm 1990 – 2005.

Hình 3: Biểu đồ thể hiện sản lượng ca cao trên Thế giới năm 2007 (%).

Hình 4: Tiêu thụ ca cao trên thế giới năm 2007.

3 Ca cao ở Việt Nam

Ở Việt Nam, cây ca cao được du nhập từ rất sớm theo chân các nhà truyềngiáo phương Tây nhưng phát triển rất chậm cho đến thời gian gần đây

Hiện tại, ca cao được trồng rộng rãi ở nhiều nơi: Tây Nguyên, một số tỉnhvùng 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 pháttriển của cây ca cao Ở đây, theo nghiên cứu thống kê thì cây ra hoa cho quảquanh năm, sản lượng bình quân đạt 3 kg hạt khô/1 cây 5 năm tuổi

Năm 2009, sản lượng ca cao của Việt Nam đạt 1000 tấn hạt khô Trong

đó, ĐakLak chiếm 33%, Bến Tre 25%, Bà Rịa-Vũng Tàu 17%, Tiền Giang 5%

và Bình Phước 2%

Về định hướng phát triển cây ca cao ở nước ta trong thời gian tới, theomục 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 quảkinh tế trên đơn vị diện tích đất, nâng cao thu nhập cho người dân và bảo vệ môitrường 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 hạtkhô 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 hakinh doanh, năng suất bình quân 18 tạ/ha, sản lượng hạt khô 108.000 tấn, kimngạch xuất khẩu đạt 100 – 120 triệu USD

4 Loại ca cao đề suất

Trong bài này sử dụng chủng ca cao Forastero vì chủng này khá phổ biến

ở Việt Nam

 Nguồn gốc: khu vực thượng lưu Amazon (Ecuador và Venezuela)

 Đặc điểm: có sản lượng cao và khả năng chịu bệnh

 Hình dạng: vỏ quả Forastero thường có màu xanh hay ôliu, khi chín có

màu vàng Trái ít có hoặc không có rãnh, bề mặt trơn, đỉnh tròn Vỏ dày và khócắt vì ở trong có nhiều chất gỗ

 Hạt giống: hạt ca cao Forastero có hình dạng phẳng, hơi lép, tử diệp

có màu tím đậm, lúc tươi có vị chát hay đắng

 Hương vị: nó mang một mùi thơm và vị đắng đặc trưng, bởi vì hương

và vị đậm này của nó, hạt ca cao Forastero chủ yếu được sử dụng để pha trộn.

 Địa lý: sự phân bố rộng rãi của ca cao, đặc biệt là ở châu Phi (Ghana,

Bờ Biển Ngà, Brazil,…) Ở nước ta nó được trồng ở Vĩnh Long, Tiền Giang,Buôn Ma Thuộc

 Sản xuất: hơn 85% sản lượng của thế giới

Hình 5: Giống ca cao Forastero

Tuy nhiên, việc phân loại ca cao chỉ dựa vào hình dạng quả bên ngoài màphải tách ra và phân loại các chủng riêng biệt

II TIÊU CHÍ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU

Ca cao hạt được phân loại theo trọng lượng (thường là trọng lượngcủa 100 hạt/110g) và theo hàm lượng hạt không đạt yêu cầu hay hạt khuyếttật, 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 tacũng sử dụng cách này để đánh giá mức độ lên men của hạt ca cao

Một số tiêu chí chọn hạt ca cao nguyên liệu như sau:

 Hạt phải được lên men hoàn toàn

 Hàm ẩm trong hạt không được phép vượt quá 7,5%

 Hạt phải đồng đều về kích cỡ, không có hạt dính đôi, dính ba

 Nguyên liệu không được chứa hạt mốc: hàm lượng hạt mốc lênđến 3% có thể tạo ra mùi mốc khó chịu cho bột ca cao thành phẩm

 Hạt không bị côn trùng tấn công: côn trùng làm tổn thất nguyênliệu, gây nhiễm bẩn bởi chất thải của chúng

 Nguyên liệu không chứa hạt nảy mầm trước khi lên men vì các hạtnảy mầm sau khi sấy khô, mầm bị tách ra, tạo một lỗ hổng khiếncho côn trùng và nấm mốc dễ dàng thâm nhập vào nguyên liệu.Nguyên liệu cũng không được chứa hạt nám, ám khói, hạt lép vàcác loại tạp chất lạ (như mạt sắt,…)

 Khối lượng nhân bên trong hạt cũng là một chỉ tiêu quan trọng: hạtphải chắc, chứa nhiều nhân bên trong Bên cạnh đó, hàm lượng bơcũng có ý nghĩa nhất định trong quy trình sản xuất (tuỳ thuộc vàoyêu cầu của nhà sản xuất)

 Hạt không được có mùi lạ như mùi khói, mùi mốc hoặc mùi lênmen, không có vị lạ như chua acid, đắng gắt, vị khé hay các vị lạkhác.

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

PHẦN 2 – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO

A – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1

I QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

Hình 6: Quy trình công nghệ sản xuất ca cao 1

II THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

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, giúpcác 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, xáccôn trùng… Bên cạnh đó, quá trình này cũng giúp phân loại sơ bộ hạt ca caotheo 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 tránhnhững 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 đồngđều hơn do tạp chất bị loại bỏ

 Thiết bị sàng gồm 2 mặt sàng được lắp kết hợp với nhau theo thứ tựđường kính lỗ giảm dần từ trên xuống Giữa các mặt sàng, người ta thườnglắp 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 bịsàng Ở sàng tầng 1 với kích thước lỗ lớn sẽ loại bỏ những tạp chất lớn nhưrơm rạ, đá, cành cây khô,… Hạt ca cao sẽ rơi xuống sàng tầng 2 để loại bỏcác tạp chất kích thước nhỏ như bụi đất, cát, mảnh kim loại, thủy tinh Quátrình sàng có sự rung lắc nhờ mô tơ Quá trình làm sạch chính là quá trìnhphân 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 tụcđặt ở đầu ra của sàng dưới

Sau đó hạt ca cao được đưa vào thiết bị làm sạch bằng khí động đểtách các tạp chất còn sót lại Quá trình làm sạch chính là quá trình phân loạidựa 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 kếthợp 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 bịlôi cuốn bởi dòng khí ra ngoài, những tạp chất có trọng lượng lớn hơn sẽ rơixuống 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 cylon thu hồi tạp chất.

Quá trình rang sẽ làm cho lớp vỏ hạt ca cao trở nên giòn hơn và táchrời 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 đểhình thành nên hương vị đặc trưng cho các sản phẩm ca cao Quá trình nàyquan trọng nhất và có ảnh hưởng quyết định của sản phẩm bột ca cao cũngnhư các sản phẩm khác từ ca cao

− Bảo quản: quá trình rang còn có tác dụng giảm hàm ẩm góp phần vôhoạt enzyme và tiêu diệt vi sinh vật có hại, kéo dài thời gian bảo quản sảnphẩm

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

 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

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 vàtiêu 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 loạibỏ

Bảng4: 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

1 Màu nâu tối ưu của

5 Vị cháy khét (burnt

2.3.Thiết bị

2.3.1 Cấu tạo thiết bị

Hình 8: 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 bịlàm nguội Bên trong mặt trống có những thanh gờ được thiết kế theo hìnhxoắn ốc dọc theo thân trống.

Hình 9: Cấu tạo thiết bị rang thùng quay

2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

Thiết bị thùng rang dùng tác nhân nhiệt là không khí nóng Không khíđược gia nhiệt rồi cấp vào thùng rang Hạt ca cao được đưa vào thùng rangqua phễu nhập liệu và tiếp xúc với không khí nóng Thùng rang có thể xoayquanh trục cố định để gia nhiệt đồng đều hơn Sau khi quá trình rang hoàntất, dòng hạt được đưa vào khoang dẫn có bố trí quạt làm nguội

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

3.1.Mục đích công nghệ

Khai thác: quá trình nghiền thô giúp làm vỡ vỏ hạt ca cao, loại bỏnhững phần không cần trong sản phẩm: vỏ hạt, nội nhũ, tạp chất còn sót,…

3.2.Các biến đổi xảy ra

3.3.1 Cấu tạo thiết bị

Hình 10: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục.

Thiết bị nghiền trục bao gồm hai trục hình trụ nằm ngang, phễu nhậpliệu và thùng chứa sản phẩm sau nghiền

3.3.2 Nguyên lý hoạt động :

Khi vận hành thiết bị nghiền, hai trục nghiền sẽ chuyền động hướngvào nhau Hạt ca cao sẽ được đưa vào thiết bị qua phễu nhập liệu, đưa vào

khe giữa của hai trục từ phía trên Nguyên liệu được kẹp giữa hai trục và kéoqua khe hẹp Khi đó, dưới tác dụng của lực nén ép, hạt sẽ bị vỡ ra.

Mức độ nghiền được quyết định bởi đường kính trục nghiền, kíchthước khe hẹp giữa hai trục

4.2.Các biến đổi xảy ra

Vật lý:

 Lớp vỏ ca cao và nội nhũ của hạt ca cao bị tách vỡ ra

 Kích thước và khối lượng khối hạt giảm đi do vỏ ca cao được táchra

4.3.Thiết bị

4.3.1 Cấu tạo thiết bị

Kết hợp hai quá trình sàng và thổi khí

Hạt ca cao sau khi rang và nghiền đã được tách vỏ một phần do đó đạtđược hiệu quả tách vỏ tốt Sau khi nghiền thô, dòng hạt gồm vỏ hạt đã được

xé ra một phần cùng với nhân rơi xuống thiết bị tách vỏ Thiết bị này làmviệc tương tự như thiết bị nghiền búa Ở đây, các cánh tay đập sẽ quay vàlàm cho hạt cũng chuyển động tròn theo Khi hạt chuyển động, nó sẽ va đậpvào thành thiết bị cũng như cánh tay đòn làm cho vỏ vỡ ra

Sau đó, ca cao sẽ chuyển sang bộ phận phân riêng vỏ và nhân bằng hệthống sàng và khí động Hệ thống gồm nhiều sàng nối tiếp có chuyển độngrung lắc Kích thước lỗ sàng nhỏ dần từ trên xuống dưới Vỏ và các mảnhvụn cũng như bụi sẽ được tách ra nhờ quạt hút Nhân sẽ rơi xuống dưới và đi

 Kích thước hạt ca cao giảm dưới tác dụng của lực cơ học

 Nhiệt độ hạt ca cao tăng lên do chịu lực ma sát tác dụng lên nó vàsinh nhiệt

− Hoá lý:

 Sự hoá lỏng của ca cao: ban đầu ca cao có dạng rắn Khi nghiềnhạt ca cao đến một giới hạn kích thước nhất định, ca cao sẽ hoá lỏng thành

ca cao khối

5.3.1 Cấu tạo thiết bị

Hình 12: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục bánh răng

Thiết bị nghiền trục bao gồm hai trục hình trụ nằm ngang, phễu nhậpliệu và thùng chứa sản phẩm sau nghiền Trên bề mặt trục nghiền có cácrãnh dạng bánh răng ăn khớp với nhau

5.3.2 Nguyên lý hoạt động

Khi vận hành thiết bị nghiền, hai trục nghiền sẽ chuyền động hướngvào nhau Hạt ca cao sẽ được đưa vào thiết bị qua phễu nhập liệu, đưa vàokhe giữa của hai trục từ phía trên Nguyên liệu được kẹp giữa hai trục và kéoqua khe hẹp Khi đó, dưới tác dụng của lực nén ép, hạt sẽ bị vỡ ra

Trong quá trình nghiền, khoảng cách giữa hai trục nghiền sẽ quyếtđịnh đến kích thước của hạt Với thiết bị này không cần phải giải nhiệt cho

ca cao vì lực ma sát trong phương pháp nghiền trục không cao nên sinh ítnhiệt

5.4 Thông số công nghệ

 Độ ẩm vào: 2 – 2,5%

 Độ nhớt: 1 – 2

 Nhiệt độ nghiền: 35 – 37oC (trên nhiệt độ nóng chảy của bơ ca cao).

 Kích thước hạt sau nghiền: 200 – 300μm.m

6 Quá trình kiềm hoá

6.1.Mục đích công nghệ

Hoàn thiện:

− Trung hoà acid làm giảm độ chua trong ca cao: trong quy trình xử lý

ca cao sau khi thu hoạch, có quá trình lên men để tách lớp vỏ nhầy ra khỏihạt Trong quá trình lên men đó, có sự hình thảnh nên các acid hữu cơ, đặcbiệt là acid lactic và acid acetic Acid acetic bị bay hơi đáng kể trong quátrình phơi sấy sau đó, còn acid lactic vẫn lưu lại trong nhân Hàm lượng acidcao sẽ làm cho sản phẩm bị chua, giảm chất lượng thực phẩm nên cần quaquá trình kiềm hoá để trung hoà acid trong nguyên liệu

− Góp phần cải thiện các chỉ tiêu của sản phẩm, góp phần nâng cao chấtlượng cảm quan của sản phẩm

 Làm dịu hương vị cho bột ca cao trước ép dầu

 Tạo màu sắc đặc trưng cho ca cao trước khi ép

 Tăng tính hòa tan cho bột ca cao

 Màu sắc của bột ca cao được sậm hơn

Chuẩn bị: ca cao paste khi được kiềm hoá thì cấu trúc khối ca cao sẽđược mềm hơn và có độ ẩm tối ưu cho quá trình ép bơ, giúp quá trình épthực hiện dễ dàng hơn

6.2.Các biến đổi

− Hoá lý:

 Bơ ca cao tiếp tục được hoá lỏng: Nhiệt độ nóng chảy của các tinhthể lipid trong ca cao cao nhất là 37°C mà nhiệt độ của quá trìnhkiềm hoá là > 80°C nên bơ ca cao sẽ tiếp tục được hoá lỏng.

 Ngoài ra, do có bổ sung thêm dung dịch K2CO3 nên khối ca caođược hấp phụ nước làm tăng hàm ẩm trong ca cao

 Dưới tác dụng của nhiệt độ, nước trong khối hạt ca cao sẽ bay hơi,làm cho hàm ẩm của khối ca cao giảm xuống nhưng không đáng

kể so với lượng ẩm hấp phụ vào

 Sự thay đổi pH: trong quá trình kiềm hóa, pH của bột ca cao tăng

− Hoá học:

 Trung hòa các acid: Acetic, Citric, Tartatric, Tanic… làm giảm độchua của bột ca cao

 Khử Tannin thành những hợp chất ít chát hơn

 Thủy phân lipid tạo ra các hợp chất tiền hương

 Thuỷ phân một phần protein tạo thành acid amin, hợp chất amin,amoniac tự do, các hợp chất globulin tự do…

 Các polyphenol chuyển hóa thành quinon và ngưng tụ mạnh làmbột sẫm màu

 Tạo màu và mùi do phản ứng Maillard giữa đường khử và acidamin

 Giảm cấp cellulose cho ra những hợp chất có mùi tương tự vanillin

và màu nâu sậm tương tự caramel

6.3.Thiết bị

6.3.1 Cấu tạo thiết bị

Hình 13: Sơ đồ nguyên lý thiết bị kiềm hóa

Cấu tạo của thiết bị gồm một tank hình trụ có lắp đặt cánh khuấy,thường là cánh khuấy trục vis

Bằng cách điều chỉnh hai thông số cơ bản là nhiệt dộ kiềm hóa vàlượng kiềm sử dụng, có thể kiểm soát được độ màu, mùi của bột ca cao theomục đích sản xuất

 Ở nhiệt độ thấp, màu ca cao sẽ nhạt và hơi nâu

 Khi gia tăng nhiệt độ lên cao, ca cao sẽ chuyển màu nâu đậm và trởnên nặng mùi

 Ngoài ra, lượng kiềm sử dụng cũng ảnh hưởng nhiều đến màu sắc cacao Càng kiềm tính, pH càng cao thì ca cao càng sậm màu

6.4.Thông số công nghệ

− Tỷ lệ: khối lượng kiềm chiếm 3 – 8% so với khối lượng ca caonghiền

− Nâng pH từ 4.5-5 đến 6.8-7

− Nhiệt độ kềm hóa : 80 – 110C tùy yêu cầu của sản phẩm

− Thời gian kiềm hóa 30 – 45 phút

− Độ ẩm sau kiềm hoá 1.5 – 2%

Bảng 5: Sự ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến chất lượng ca cao thành phẩm

K 2 CO 3

(g/100g ca

cao)

Nước (g/100g ca cao)

5,025,047,013,045,0

6,17,08,57,09,5

Nâu vàngNâu vàngNâu sậmHồng xámNâu đen