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

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,
tìm hiểu một QTCN của một sản phẩm thực phẩm.
GVHD : ThS. NGUYỄN THỊ CÚC
SVTH : NGUYỄN THỊ DIỆU HIỀN - 2005120248
NGUYỄN NGỌC KHA - 2005120260
NHÓM : 16 (Thứ 3 - tiết 1-3)
TP.Hồ Chí Minh, tháng 6, 2015
1
1
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
2
2
MỤC LỤC
3
3
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.
4
4
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
O
C, 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…
2. Các giống cacao
Hiện nay, người ta chia cacao ra làm 3 nhóm lớn là: Criollo, Forastero
và Trinitario.
2.1. Nhóm Criollo
Nhóm này có các đặc điểm sau:
+ Nhị lép có màu hồng nhạt
+ 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
5
5
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
STT
Thành phần
(%w/w)
Phôi nhũ Cùi Vỏ hạt

1 Nước 35 84,5 9,4
2 Cellulose 3,2 - 13,8
3 Tinh bột 4,5 - 46
4 Pentosan 4,9 2,7 -
5 Saccharose - 0,7 -
6 Glucose + Fructose 1,1 10 -
7 Bơ ca cao 31,3 - 3,8
8 Protein 8,4 0,6 18
9 Theobromine 2,4 - -
10 Enzym 0,8 - -
11 Polyphenol 5,2 - 0,8
12 Acid 0,6 0,7 -
13 Muối khoáng 2,6 0,8 8,2
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.
6
6
+ Bơ cacao nóng chảy ở 35
O
C (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
308
O
C.
Theobromine là một chất thuộc họ alkaloid, có công thức phân tử là
C
7
H
8
N
4
O
2
. 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
7
7
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: K
2
O: 34%,
P
2
O
5
: 32%, MgO: 16%, Fe
2

O
3
: 0,01-0,02%. Ngoài ra trong cacao còn chứa một
lượng khá cao những khoáng chất như: Cu, Zn,As, I, Zn, Al…
8
8
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
9
9
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)
Brazil 195.000 35.000 702.000
Cameron 129.000 400.000 427.000
Côte d’Ivoire 1.140.000 900.000 2.176.000
Ecuador 80.000 55.000 263.000
Ghana 379.000 800.000 1.268.000
Indonesia 312.000 400.000 421.000
Malaysia 95.000 60.000 209.000
Nigeria 160.000 300.000 445.000
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
10
10
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
11
11
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.
12
12
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)

Thành phần Phôi nhũ (%) Vỏ (%) Mầm (%)
Bơ ca cao 54 3.76 2.96
Protein 12-14 15.58 28.8
Tinh bột 6
Caffeine 0.2 0.05 0.19
Theobromine 1.3 1.44 2.14
Tannin 6
Muối khoáng 2.6 8.18 6.82
Xơ thô 2.6 18.61 5.16
Các Cacbonhydrat khác 10.6 18.61 47.38
Độ ẩm 3.5 3.75 6.47
II. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT
Làm sạch
Rang
Nghiền thô
13
13
Tách vỏ
Nghiền
Kiềm hoá
Ép bơ
Nghiền mịn
Phân loại
Bao gói
Bột ca cao
Hạt ca cao thô
Tạp chất
Vỏ
Bơ ca cao
K

2
CO
3
Bao bì
14
14
Hình 3: Sơ đồ quy trình sản xuất ca cao
15
15
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
hơn do tạp chất bị loại bỏ.
1.3. Hệ thống làm sạch
1.3.1.Cấu tạo thiết bị
Hình 4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm sạch.
Hệ thống làm sạch bao gồm một thiết bị sàng và một thiết bị làm sạch
bằng khí động.
16
16

+ 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.
17
17
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:

18
18
+ 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
1. Màu nâu tối ưu của bột - 134
2. Vị chát giảm tối đa 40 150
3. Vị đắng giảm tối đa -
120
÷
150
4. Vị chua giảm tối đa 50 150
5. Vị cháy khét (burnt
flavor) giảm tối đa

10 120
2.3. Thiết bị
19
19
2.3.1. Cấu tạo thiết bị
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.
20
20
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 – 130
o
C.
− 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
Vật lý:
+ Lớp vỏ ca cao sẽ bị vỡ và tách ra khỏi hạt.
+ Khối lượng hạt thay đổi.
+ Kích thước hạt giảm.
+ Do ma sát giữa các lớp vỏ với nhau nên nhiệt độ của vỏ và hạt tăng lên.
III.3. Thiết bị
III.3.1 Cấu tạo thiết bị
21
21
Hình 7: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục.
Thiết bị nghiền trục bao gồm hai trục hình trụ nằm ngang, phễu nhập
liệu 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 hướng vào
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 kéo qua 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, kích thước
khe hẹp giữa hai trục.
3.4. Thông số công nghệ
Kích thước hạt sau nghiền: 3 – 5mm
4. Quá trình tách vỏ
4.1. Mục đích công nghệ
Khai thác: Nhằm tách lớp vỏ ca cao ra khỏi nội nhũ và loại chúng ra khỏi
nguyên liệu bằng cách kết hợp lực cơ học và các phương pháp phân riêng thích
hợp.
4.2. Các biến đổi xảy ra
22
22

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 tách ra.
4.3. Thiết bị
4.3.1. Cấu tạo thiết bị
Hệ thống tách vỏ bao gồm thiết bị tách vỏ, thiết bị sàng và thiết bị khí
động và cyclon thu hồi vỏ, tạp chất.
+ Thiết bị tách vỏ hình trụ có các cánh tay đập bố trí trong lòng hình trụ.
+ Thiết bị sàng gồm 5 lưới sàng có kích thước lỗ rây giảm dần.
Hình 8: Sơ đồ nguyên lý hệ thống tách vỏ
4.3.2. Nguyên lý hoạt động
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 đạt
được 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 làm việc
tương tự như thiết bị nghiền búa. Ở đây, các cánh tay đập sẽ quay và làm cho
hạt cũng chuyển động tròn theo. Khi hạt chuyển động, nó sẽ va đập vào thành
thiết bị cũng như cánh tay đòn làm cho vỏ vỡ ra.
23
23
Sau đó, ca cao sẽ chuyển sang bộ phận phân riêng vỏ và nhân bằng hệ
thống sàng và khí động. Hệ thống gồm nhiều sàng nối tiếp có chuyển động
rung lắc. Kích thước lỗ sàng nhỏ dần từ trên xuống dưới. Vỏ và các mảnh vụn
cũng như bụi sẽ được tách ra nhờ quạt hút. Nhân sẽ rơi xuống dưới và đi ra
ngoài.
4.4. Thông số công nghệ
Ca cao mảnh sau khi tách vỏ chứa khoảng 83% nhân, trong đó chứa
khoảng 1,5 – 2% vỏ và một ít mầm.
5. Quá trình nghiền
5.1. Mục đích công nghệ

Chế biến: quá trình nghiền làm giảm kích thước ca cao mảnh thành dạng
paste (ca cao khối).
Chuẩn bị: ca cao chuyển sang dạng paste giúp quá trình kiềm hoá diễn
ra tốt và đồng nhất hơn.
5.2. Các biến đổi xảy ra
− Vật lý: 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 và sinh nhiệt.
− Hoá lý: Sự hoá lỏng của ca cao: ban đầu ca cao có dạng rắn. Khi nghiền hạt ca
cao đến một giới hạn kích thước nhất định, ca cao sẽ hoá lỏng thành ca cao
khối.
5.3. Thiết bị
5.3.1. Cấu tạo thiết bị
24
24
Hình 9: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục bánh răng
Thiết bị nghiền trục bao gồm hai trục hình trụ nằm ngang, phễu nhập
liệu và thùng chứa sản phẩm sau nghiền. Trên bề mặt trục nghiền có các rãnh
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 hướng vào
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 kéo qua 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 quyết định
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 ít nhiệt.
5.4. Thông số công nghệ
- Độ ẩm vào: 2 – 2,5%.
- Độ nhớt: 1 – 2
- Nhiệt độ nghiền: 35 – 37

o
C (trên nhiệt độ nóng chảy của bơ ca cao).
- Kích thước hạt sau nghiền: 200 – 300μm.
6. Quá trình kiềm hoá
6.1. Mục đích công nghệ
25
25