Quy trình công nghệ sản xuất bơ cacao

Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

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.
Cacao 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.
Vì những công dụng mà cây cacao mang lại em hy vọng sẽ hoàn thành tốt đề
tài cô giao: “Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất bơ ca cao với năng suất 400kg
nguyên liệu/giờ”. Trong quá trình thực hiện đề tài này, 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. Em rất
mong nhận được sự góp ý của cô để nội dung đề tài này được hoàn thiện hơn. Em xin
chân thành cảm ơn!

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 1

Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

MỤC LỤC

MỤC LỤC BẢNG

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 2


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

MỤC LUC HÌNH

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Mục tiêu đề tài

Trong thời đại công nghiệp hóa hiện nay, người phụ nữ ngoài việc nội trợ còn phải
làm việc ngoài xã hội. Do vậy, quỹ thời gian dành cho việc nội trợ và làm đẹp đã bị
thu hẹp lại rất nhiều. Hiểu được điều đó, xu hướng mới hiện nay trong các nhà sản
xuất thực phẩm là sản xuất ra các loại thực phẩm có vừa ăn được vừa dinh dưỡng mà

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 3


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

còn có thể dùng làm mỹ phẩm. Ngoài Cacao ra ít có sản phẩm nào đáp ứng được các
yêu cầu đó. Bên cạnh đó tình hình tiêu thụ Cacao trên thế giời ngày càng tăng, lượng
Cacao sản xuất không đáp ứng đủ cho người tiêu dùng. Đó là cơ hội cho nông dân, các
nhà sản xuất thực phẩm quan tâm đầu tư sản xuất. Điển hình trên thị trường là các loại
sản phẩm từ Cacao như: chocolate, dùng làm thức uống, bột cacao, rượu cacao, làm
bánh…và một sản phẩm không những giàu dinh dưỡng khi chế biến mà còn dùng làm
mỹ phẩm trong những năm gần đây ở nước ta đã được người tiêu dùng rất quan tâm đó
là bơ cacao.
Bơ cacao là phần chất béo bên trong hạt được ép từ bột cacao sau khi khử mùi hay
thêm vào những mùi dễ chịu thì có thể bán ra thị trường làm phong phú sản phẩm cho
người tiêu dùng lựa chọn.
Cùng với những xu thế trên em quyết định tiến hành thực hiện đề tài “Tìm hiểu
quy trình công nghệ sản xuất bơ ca cao” để hiểu rõ hơn về cây cacao nói chung và bơ
cacao nói riêng.
1.2 Ý nghĩa đề tài

Để đáp ứng nhu cầu làm đẹp từ các sản phẩm tự nhiên thì bơ cacao là sự lựa
chọn hoàn hảo bởi khi ép thành bơ và đem đi khử mùi là có thể sử dụng như mỹ phẩm
làm đẹp da, làm son môi. Một sản phẩm rẻ và chất lượng, mang lại hiệu quả cao.
Bơ cacao là nguyên liệu không thể thiếu khi sản xuất chocolate trắng, một sản
phẩm rất được ưa thích ở các nước phương tây.
Theo dự báo của Tập đoàn thực phẩm Mars Icoporated (Mỹ) thì thế giới đang

thiếu hụt Cacao. Đó là cơ hội cho Việt Nam đầu tư vào sản xuất – xuất khẩu Cacao dể
tăng trưởng kinh tế. Tuy nhiên, Việt Nam hiện nay công nghệ sản xuất Cacao vẫn
chưa được phát triển. Qua đề tài này, em hy vọng sẽ biết rõ thêm được công nghệ sản
xuất bơ cacao.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 4


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về cây cacao
2.1.1 Đặc điểm của cây ca cao

Cây cacao 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 cacao rất quý. Cây cacao 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 m àu như: đỏ, hồng hoặc tím.
Cây cacao ra hoa cả năm nhưng nhìn chung hoa thường nở rộ vào hai khoảng thời

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 5


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

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 cacao thuộc loại
lưỡng tính.

Hình

1:

Hoa

cây

cacao.

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 cacao 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
cacao có kích thước lớn,

Hình 2: Trái cây cacao khi chín
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 cacao 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 cacao 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 cacao phát triển tốt trên đất có pH=6,5 và phải bón phân đầy đủ: đạm,
kali và các khoáng vi lượng…
phải bón phân đầy đủ: đạm, kali và các khoáng vi lượng…
2.1.2 Các giống cacao

Hiện nay, người ta chia cacao ra làm 3 nhóm lớn là: Criollo, Forastero và

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 6


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Trinitario.
2.1.2.1 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.
Hình 3: Criollo cacao.
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.
2.1.2.2 Nhóm Forastero

Hình 4: Forastero cacao khi chín
SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 7


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

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.
2.1.2.3 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.

Hình 5:Trinitario cacao.
2.1.3 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.
SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 8


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

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

2
2.1.3.1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
cacao)

Thành phần
(%w/w)
Nước
Cellulose
Tinh bột
Pentosan
Saccharose
Glucose + Fructose
Bơ ca cao
Protein
Theobromine
Enzym
Polyphenol
Acid
Muối khoáng

Phôi nhũ

Cùi

Vỏ hạt

35
3,2
4,5
4,9
1,1
31,3
8,4
2,4
0,8
5,2
0,6
2,6

84,5
2,7
0,7
10
0,6
0,7
0,8

9,4
13,8

46
3,8
18
0,8
8,2

Lipi
d
(bơ

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.

Hình 6: Hạt cacao sau sấy.
Bơ cacao có những đặc tính quan trọng sau:

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 9


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

•
•

Ở điều kiện bình thường nó cứng, dòn.

Bơ cacao nóng chảy ở 350C (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.
Bảng 2: Các dạng cấu hình của bơ cacao
Dạng
Nhiệt độ nóng chảy
(0C)

17

Bảng 3: Đặc điểm tinh thể bơ cacao
Dạng

Hình dáng
Kích thước ()
Dạng tiểu cầu không bền
5
Hình kim nhỏ
1
Tinh thể kết thành khối lớn
(có thể đến 100)
Số lượng, kích thước và hình dạng tinh thể phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh

(làm dịu) hoặc làm nóng vào sự khuấy trong các giai đoạn này và vào các điều
kiện (thời gian, nhiệt độ và sự thay đổi của nhiệt độ) của sự bảo quản về sau.

2.1.3.2

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.

Hình 7: Công thức hóa học của Theobromine
Theobromine là một chất thuộc họ alkaloid, có công thức phân tử là C 7H8N4O2.
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

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 10


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

kích thích yếu, tuy nhiên ít nhiều nó cũng tác động đến hệ cơ tim và hệ thần kinh. Do
vậy Theobromine còn được trích từ quả cacao để bổ sung vào một vài loại thuốc chữa
bệnh tim.
2.1.3.3

Caffein

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

Hình 8: Công thức

hóa học của Caffein

Caffein có màu trắng, tinh

thể dạng hình kim và

có vị đắng. Nó bắt đầu bay hơi ở

1000C, nhiệt độ thăng

hoa là 1800C và nóng chảy ở 2350C.
Caffein có tính tan cao hơn Theobromine và có thể hòa tan được trong nước ấm
với tỷ lệ 80% nước nóng pha 20% nước lạnh.
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.
2.1.3.4

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.

Bảng 4: Hàm lượng các acid amin trong cacao.
Acid Amin

Hàm lượng (% khối lượng)

Phenylethylamine

0,02-2,20

Tele-methylhistamine

0,01-1,54

Spermidine

0,05-1,15

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 11


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

p-tyramine

0,02-0,35

3-methyloxytyramine

0,02-0,33

Tryptamine

0,03-0,18

Spermine

0,00-0,13

Theobromine

<1,3

Caffeine

Không xác định
Glucid

2.1.3.5

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:
•
•
•
2.1.3.6

Pentose: 3,8%
Sacccharose: 0,7%
Glucose và Fructose: 5,55%
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%.
2.1.3.7

Các chất mùi

Là một trong những thành phần có giá trị lớn nhất trong quả cacao. Chất thơm
trong quả là D- Linalool có trng thành phần hợp chất với acid béo thấp và ete của
chúng (acid caprylic, acid capric, acid valerialic, amylacetat, amybutyrat,…)
2.1.3.8

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 2O: 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…

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 12

Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

2.2 Tiêu chí lựa chọn nguyên liệu hạt cacao lên men khô.

Ca cao hạt được phân loại theo trọng lượng (thường là trọng lượng của
100g/110hạt) 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.
 Một số tiêu chí chọn hạt ca cao nguyên liệu như sau:
•
•
•
•

Hạt phải được lên men hoàn toàn chiếm 77% trong nguyên liệu
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 lên đến 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 nguyên liệu, gây nhiễm bẩn
bởi chất thải của chúng.
• Nguyên liệu không chứa hạt nảy mầm trước khi lên men vì các hạt nảy mầm sau khi
sấy khô, mầm bị tách ra, tạo một lỗ hổng khiến cho côn trùng và nấm mốc dễ dàng
thâm nhập vào nguyên liệu. Nguyên liệu cũng không được chứa hạt nám, ám khói, hạt

lép và các loại tạp chất lạ (như mạt sắt,…).
• Khối lượng nhân bên trong hạt cũng là một chỉ tiêu quan trọng: hạt phải chắc, chứa
nhiều nhân bên trong. Bên cạnh đó, hàm lượng bơ cũng có ý nghĩa nhất định trong quy
trình sản xuất (tuỳ thuộc vào yêu cầu của nhà sản xuất).
• Hạt không được có mùi lạ như mùi khói, mùi mốc hoặc mùi lên men, không có vị lạ
như chua acid, đắng gắt, vị khé hay các vị lạ khác.Bảng 3: Thành phần hóa học của hạt
ca cao đầu vào (theo ICCO).
Bảng 5: Thành phần nguyên liệu trong hạt cacao.
Thành phần
Bơ ca cao
Protein
Tinh bột
Caffeine
Theobromine
Tannin
Muối khoáng
Xơ thô
Các Cacbonhydrat khác

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Phôi nhũ (%)
54
12-14
6
0.2
1.3
6
2.6
2.6

10.6

Trang 13

Vỏ (%)
3.76
15.58
-0.05
1.44
-8.18
18.61
18.61

Mầm (%)
2.96
28.8
-0.19
2.14
-6.82
5.16
47.38


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

Độ ẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

3.5

3.75

6.47

2.3 Giới thiệu về bơ cacao.

2.3.1 Bơ cacao
Bơ cacao là một chất béo được chiết thằng từ hạt cacao đã xay và loại mầm,
hoặc chiết từ bột cacao nhào đã xử lý. Thông thường người ta chiếc ra bằng các dung
môi: Trichloethylen, cyclohexan, cồn etylic và isopropylic.
Trong quá trình lên men của cacao, các vi sinh vật sẽ:
•

Làm tăng nhiệt độ của khối men.

•

Làm giảm pH khoảng từ 6,5 đến 4,5 trong đó:
 Acid acetic có thể đạt tới 2%
 Acid lactic tăng từ 0,01-0,02%

Hiện có khoảng 17 loại enzym tạo thành trong quá trình lên men. Ở một số
nước, nhất là ở Anh và Ireland, người ta được phép dùng những chất béo khác để thay
thế cho bơ cacao.
2.3.2 Công dụng
Bơ ca cao có màu tái nhạt hoặc màu vàng kem, chứa hàm lượng lớn các chất
béo bão hòa, có nguồn gốc từ acid stearic và acid palmitic và lượng nhỏ caffeine và
theobromine, tan chảy ở nhiệt độ cơ thể và dạng rắn ở nhiệt độ phòng. Các ngành
công nghiệp sử dụng bơ ca cao đều mong muốn sự thành công của tiến trình tinh chế

bơ để nâng cao giá trị thương mại của chúng. Bơ ca cao tinh chế (không còn mùi
thơm và màu sắc bơ trắng) có thể được bổ sung vào bất kỳ sản phẩm khác (ngoài
chế biến sô cô la) như dầu gội đầu, dầu xả, chất dưỡng thể, son dưỡng môi, kem…
Vì tính chất đặc biệt và công dụng của bơ ca cao mà chúng có thể được
tinh chế thông qua các công đoạn trung hòa, tẩy màu và khử mùi để sử dụng cho các

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 14


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

mục đích khác nhau. Tinh chế bơ ca cao cũng hướng đến mục đích loại bỏ các acid
béo tự do (nonglyceride) bằng cách rửa dầu bằng giải pháp nước kiềm mạnh.
Tẩy màu được sử dụng để loại bỏ các sắc tố từ dầu thực vật. Bơ ca cao được
tẩy màu để tạo ra sản phẩm có màu trắng so với màu vàng kem vốn có. Khử mùi
được thực hiện bằng biện pháp
chưng
cất bằng hơi nước trong điều kiện chân
Hạt ca
cao lên
không nhằm loại bỏ các hương
không mong muốn và quá trình ly tâm tiếp theo
menvịkhô
để loại bỏ các thành phần dễ bay hơi, làm giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn mùi hương sô
cô la mạnh của bơ ca cao.

Làm sạch

Đất tẩy trắng là dạng sét có tác dụng khử màu trong các loại dầu hoặc chất lỏng
lý nhiệt
ngoại
để thay thế biện pháp sửXử
dụng
hóa hồng
chất độc
hại. Loại này được sử dụng để tăng khả
năng hấp phụ trong dầu, mỡ, hỗ trợ quá trình lọc, tinh chế và khử chất màu trong chế
Tách vỏ
biến thực phẩm hoặc có thể sử dụng tốt trong các ngành công
nghệ dược phẩm hoặc
Tạp chất
công nghệ
khác…
dd K2CO3

Kiềm hoá
Vỏ

Rang
Nghiền
Ép bơ

Bánh cacao

Bơ cacao thô
Tẩycacao

màu và chocolate trắng.
Hình 9:Bơ

CHƯƠNG III:Khử
CÔNG
mùi NGHỆ SẢN XUẤT BƠ CACAO
3.1 Sơ
đồbìquy trình sản xuất
Bao

Bao gói

Bảo quản

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 15

Bơ ca cao thành phẩm


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

3.2 Thuyết minh quy trình

3.2.1 Quá trình làm sạch
3.2.1.1 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.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 16


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

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.
3.2.1.2 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.
3.2.1.3 Hệ thống làm sạch
3.2.1.3.1

Cấu tạo thiết bị

Hình 10: Thiết bị làm sạch thực tế

Phễu nhập liệu

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Thiết bị sản

Trang 17


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Thiết bị phân
loại từ tính
.

Sàn rung
Bao chứa
tạp chất
Hình 11: 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.
•

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.
3.2.1.3.2

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

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 18


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

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.
3.2.1.4 Thông số công nghệ

Cỡ hạt ca cao lựa chọn: 100 hạt/ 110g.
3.2.2 Quá trình xử lý nhiệt bằng tia hồng ngoại
Trong quy trình này quá trình tách vỏ diễn ra trước quá trình rang. Do vậy, để
tăng cường hiệu suất tách vỏ ca cao chúng ta phải xử lý nhiệt sơ bộ khối hạt ca cao.
Một trong những phương pháp xử lý nhiệt thường dùng nhất hiện nay là phương pháp
xử lý nhiệt bằng tia hồng ngoại.
3.2.2.1 Mục đích

Chuẩn bị quá trình tách vỏ:
•

Làm yếu các liên kết giữa vỏ và nhân ca cao, giúp cho quá trình tách vỏ sau này dễ

dàng và triệt để hơn, hiệu suất thu hồi nhân ca cao tốt hơn.
• Ngăn chặn việc khuếch tán bơ ca cao từ nhân ra vỏ ca cao.
3.2.2.2 Các biến đổi xảy ra

Hoá lý:
•

Tia hồng ngoại mang năng lượng cao sẽ làm nóng bề mặt hạt ca cao, dẫn tới việc bốc
hơi đột ngột của lớp nước nằm giữa vỏ và nhân ca cao. Vì vậy, lớp vỏ sẽ phồng lên và

ở một số hạt thì vỏ sẽ bị bể và tách luôn ra khỏi hạt.
• Quá trình làm nóng nhanh vỏ ca cao làm cho nhiệt không có đủ thời gian để truyền
vào nhân ca cao nên sẽ ngăn được sự thất thoát do khuếch tán bơ ca cao từ nhân ra vỏ.

Vi sinh:

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 19


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

•

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Dưới tác dụng của tia hồng ngoại, một số vi sinh vật bị ức chế và tiêu diệt.
3.2.2.3 Thiết bị
3.2.2.3.1 Cấu tạo thiết bị

Thiết bị xử lý hồng ngoại có cấu tạo dạng trống quay như sau :

Phễu
nhập
liệu

Cyclone thu
hồi bụi

Trống gia
nhiệt

Quạt ly tâm

Vùng xử lý
hồng ngoại

Phễu tháo
liệu

Hình 12: Cấu tạo của hệ thống xử lý nhiệt hồng ngoại.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 20


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Hình 13: Thiết bị xử lý nhiệt hồng ngoại
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. Ngoài ra, ở thiết bị này còn bộ phận tạo hồng ngoại cho quá trình xử lý nhiệt.
3.2.2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

Sau khi được làm sạch, các hạt ca cao sẽ được qua sàn phân loại để phân riêng
những hạt đã bị bể vỏ với những hạt còn nguyên. Những hạt đã bị bể sẽ không qua
thiết bị xử lý hồng ngoại mà sẽ trực tiếp đi vào thiết bị tách vỏ (vì nếu xử lý hồng
ngoại thì phần chất khô trong nội nhũ của những hạt này sẽ có thể bị tổn thất).
Hạt ca cao nguyên được đưa vào thiết bị thông qua phễu và vít điều. Thùng
rang có thể xoay quanh trục cố định để gia nhiệt đồng đều hơn. Khi trống quay, khối

hạt sẽ chuyển động theo thanh gờ và đi qua những vùng có chiếu tia hồng ngoại theo
chu kỳ quay của trống.
Dưới tác dụng của tia hồng ngoại vỏ ca cao sẽ được làm nóng nhanh chóng và
nước ở giữa vỏ và nội nhũ sẽ bốc hơi làm phồng vỏ tạo điều kiện cho việc tách vỏ sau
này dễ dàng hơn. Nếu độ ẩm trong hạt quá ít thì nước sẽ được phun sương lên bề mặt
của hạt đến mức cần thiết trước khi xử lý nhiệt.
Thông qua khối lượng phễu tháo liệu và bộ điều khiển tự động ta có thể điều
chỉnh tốc độ vít điều tiết để cho lưu lượng khối hạt trong trống được ổn định. Khí thải
sẽ được hút bởi quạt ly tâm và đưa qua cyclone thu hồi bụi, sau đó sẽ dùng nước để lấy
phần bụi lắng ở đáy cyclone thông qua ống xyphon.
Chất lượng của quá trình sẽ được quyết định bởi tốc độ quay của trống, thời
gian lưu của hạt cũng như vị trí chiếu tia hồng ngoại.
3.2.2.4 Thông số công nghệ
•

Thời gian rang thay đổi từ 10 – 12 phút, tuỳ thuộc vào cấu tạo thiết bị và khối
lượng của từng mẻ.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 21


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

•
•

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Nhiệt độ hạt: 1350C.
Tốc độ dòng khí 1m/s.

3.2.3 Quá trình tách vỏ
3.2.3.1 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.
3.2.3.2 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 tách ra.
3.2.3.3 Thiết bị
3.2.3.3.1 Cấu tạo thiết bị

Khí thải
Cánh tay đập

Gàu tải
Vỏ hút vào
Cyclone
Nhập
liệu

Hình 14: Sơ đồ nguyên lý hệ thống tách vỏ.
Thiết bị sàn
SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Thiết bị khí

động
Trang 22


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Hình 15: Thiết bị tách vỏ thực tế.
Hệ thống tách vỏ bao gồm thiết bị tách vỏ, thiết bị sàng và thiết bị khí động và
cylon 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.
3.2.3.3.2 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.
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.
3.2.3.4 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.

3.2.4 Quá trình kiềm hóa

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 23


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Đây là quá trình kiềm hoá nhân ca cao dưới tác dụng của nhiệt độ và tác nhân
kiềm hoá là dung dịch K2CO3. Nhân ca cao sẽ được nhúng ngập trong dung dịch kiềm
và được khuấy đảo liên tục.
3.2.4.1 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 khỏi hạt. Trong quá trình lên men
đó, có sự hình thảnh nên các acid hữu cơ, đặc biệt là acid lactic và acid acetic. Acid
acetic bị bay hơi đáng kể trong quá trình phơi sấy sau đó, còn acid lactic vẫn lưu lại
trong nhân. Hàm lượng acid cao sẽ làm cho sản phẩm bị chua, giảm chất lượng thực

phẩm nên cần qua quá trình kiềm hoá để trung hoà acid trong nguyên liệu.
• Góp phần cải thiện các chỉ tiêu của sản phẩm, góp phần nâng cao chất lượng cảm quan
của sản phẩm.
Chuẩn bị: ca cao paste được kiềm hóa, một số thành phần tạo cấu trúc của hạt
ca cao bị biến đổi, làm hạt ca cao mềm và xốp hơn. Do đó, quá trình nghiền và ép bơ

được thực hiện dễ hơn.
Trong quá trình kiềm hóa ca cao khối, bơ sẽ ngăn cản phản ứng hóa học xảy ra
giữa dung dịch kiềm và hạt ca cao. Vì vậy quá trình kiềm hoá nhân ca cao sẽ giúp tăng
khả năng tiếp xúc giữa kiềm và nhân ca cao.
Đối với kiềm hóa dạng nhân thì sẽ cần nhiều nước hơn và nhiệt độ sẽ ôn hòa
÷

hơn (80 850C).
3.2.4.2 Các biến đổi xảy ra

Vật lý:
Khi kiềm hóa ca cao mảnh, các thành phần tạo cấu trúc, đặc biệt là các
polysaccharide sẽ bị thủy phân. Khi đó, cấu trúc của hạt ca cao sẽ trở nên xốp hơn.
Bên cạnh đó, do các phản ứng ngưng tụ của các hợp chất phenol, màu sắc của ca cao
sẽ trở nên sậm hơn. Trong trường hợp kiềm hóa ca cao khối, độ nhớt của khối ca cao
sẽ giảm do nhiệt độ tăng.
Hoá lý:
• Bơ ca cao tiếp tục được hoá lỏng: Nhiệt độ nóng chảy của các tinh thể lipid trong ca
cao cao nhất là 37°C mà nhiệt độ của quá trình kiềm hoá là > 80°C nên bơ ca cao sẽ
tiếp tục được hoá lỏng.

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Trang 24


Đồ án công nghệ chế biến thực phẩm

•

GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Hợi

Ngoài ra, do có bổ sung thêm dung dịch K 2CO3 nên khối ca cao được 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 độ chua 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 làm bột sẫm màu.
• Tạo màu và mùi do phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin.
• Giảm cấp cellulose cho ra những hợp chất có mùi tương tự vanillin và màu nâu sậm
tương tự caramel.
3.2.4.3 Thiết bị
3.2.4.3.1 Cấu tạo thiết bị

Hình 16: Thiết bị kiềm hóa.
Không

khí ra
SVTH: Nguyễn Đăng Khoa

Nhập liệu

Trang 25