TIỂU LUẬN bột CA CAO

BỘT CA CAO

MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH.............................................................................................5
DANH MỤC BẢNG............................................................................................6
PHẦN 1 – TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.................................................7
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CA CAO..............................................7
1. Một số đặc điểm của ca cao......................................................................7
2. Sản lượng ca cao thế giới..........................................................................9
3. Ca cao ở Việt Nam..................................................................................11
4. Loại ca cao đề suất..................................................................................11
II.

TIÊU CHÍ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU...........................................12

PHẦN 2 – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO...........14
A – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1..............................................14
I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT..............................................14
II.

THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ..................................15

1. Quá trình phân loại và làm sạch..............................................................15
1.1. Mục đích công nghệ..........................................................................15
1.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................15
1.3. Hệ thống làm sạch............................................................................15
1.4. Thông số công nghệ..........................................................................16
2. Quá trình rang.........................................................................................16
2.1. Mục đích công nghệ..........................................................................16
-1-

BỘT CA CAO

2.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................17
2.3. Thiết bị..............................................................................................18
2.4. Thông số công nghệ..........................................................................19
3. Quá trình nghiền thô...............................................................................19
3.1. Mục đích công nghệ..........................................................................19
3.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................20
3.3. Thiết bị..............................................................................................20
3.4. Thông số công nghệ..........................................................................20
4. Quá trình tách vỏ.....................................................................................21
4.1. Mục đích công nghệ..........................................................................21
4.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................21
4.3. Thiết bị..............................................................................................21
4.4. Thông số công nghệ..........................................................................22
5. Quá trình nghiền.....................................................................................22
5.1. Mục đích công nghệ..........................................................................22
5.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................22
5.3. Thiết bị..............................................................................................23
5.4. Thông số công nghệ..........................................................................23
6. Quá trình kiềm hoá..................................................................................24
6.1. Mục đích công nghệ..........................................................................24
6.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................24
6.3. Thiết bị..............................................................................................25
-2-


BỘT CA CAO

6.4. Thông số công nghệ..........................................................................26
7. Quá trình ép bơ.......................................................................................26
7.1. Mục đích công nghệ..........................................................................26
7.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................27
7.3. Thiết bị..............................................................................................27
7.4. Thông số công nghệ..........................................................................28
8. Quá trình nghiền bánh ca cao..................................................................28
8.1. Mục đích công nghệ..........................................................................28
8.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................29
8.3. Thiết bị..............................................................................................29
8.4. Thông số công nghệ..........................................................................30
9. Quá trình rây phân loại sản phẩm...........................................................30
9.1. Mục đích công nghệ..........................................................................30
9.2. Các biến đổi của xảy ra....................................................................31
9.3. Thiết bị..............................................................................................31
9.4. Thông số công nghệ..........................................................................32
10.

Bao gói.................................................................................................32

10.1.

Mục đích công nghệ.......................................................................32

10.2.

Các biến đổi xảy ra........................................................................32

10.3.

Thiết bị...........................................................................................32

10.4.

Thông số công nghệ.......................................................................33

B – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO 2....................34
-3-


BỘT CA CAO

I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT..............................................34
II.

THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ..................................35

1. Xử lý nhiệt bằng tia hồng ngoại..............................................................35
1.1. Mục đích công nghệ..........................................................................35
1.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................35
1.3. Thiết bị..............................................................................................36
1.4. Thông số công nghệ..........................................................................37
2. Quá trình kiềm hoá..................................................................................37
2.1. Mục đích...........................................................................................37
2.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................37
2.3. Thiết bị..............................................................................................38
2.4. Thông số công nghệ..........................................................................38
3. Quá trình rang nhân ca cao.....................................................................38
3.1. Mục đích công nghệ..........................................................................38

3.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................39
3.3. Thiết bị..............................................................................................40
4. Quá trình nghiền.....................................................................................41
4.1. Mục đích...........................................................................................41
4.2. Các biến đổi xảy ra...........................................................................41
4.4. Thiết bị..............................................................................................42
C - SO SÁNH ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HAI QUY TRÌNH..................43
PHẦN 3 – BỘT CA CAO THÀNH PHẨM.....................................................45
-4-


BỘT CA CAO

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................50

-5-


BỘT CA CAO

DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Hạt ca cao............................................................................................6
Hình 2: Sản lượng ca cao của các nước qua từng năm 1990 – 2005...............8
Hình 3: Biểu đồ thể hiện sản lượng ca cao trên Thế giới năm 2007 (%).........9
Hình 4: Tiêu thụ ca cao trên thế giới năm 2007...............................................9
Hình 5: Giống ca cao Forastero.......................................................................11
Hình 6: Sơ đồ quy trình công nghệ 1..............................................................13
Hình 7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm sạch....................................................14
Hình 8: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị rang dạng thùng quay...........................17
Hình 9: Cấu tạo thiết bị rang thùng quay........................................................18

Hình 10: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục................................................19
Hình 11: Sơ đồ nguyên lý hệ thống tách vỏ....................................................20
Hình 12: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục bánh răng...............................22
Hình 13: Sơ đồ nguyên lý thiết bị kiềm hóa....................................................24
Hình 14: Sơ đồ nguyên lý thiết bị ép bơ.........................................................26
Hình 15: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền búa.................................................28
Hình 16: Cấu tạo thiết bị rây...........................................................................30
Hình 17: Thiết bị bao gói ...............................................................................32
Hình 18: Sơ đồ quy trình công nghệ 2............................................................33
Hình 19: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống xử lý nhiệt hồng ngoại.........................35
Hình 20: Sơ đồ nguyên lý thiết bị rang liên tục..............................................39
Hình 21: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền nhiều trục......................................41
-6-


BỘT CA CAO

Hình 22: Màu sắc của các sản phẩm bột cacao khác nhau..............................44

-7-


BỘT CA CAO

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Những đặc tính chính của các nhóm ca cao........................................7
Bảng 2: Thành phần hóa học của hạt ca cao tươi.............................................7
Bảng 3: Thành phần hóa học của hạt ca cao đầu vào (theo ICCO).................12
Bảng4: Nhiệt độ và thời gian tối ưu để hình thành một số chỉ tiêu cảm quan 17
Bảng 5: Sự ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến chất lượng ca cao thành phẩm25

Bảng 6: Đánh giá ưu, nhược điểm của từng quá trình...................................42
Bảng 7: Đánh giá ưu, nhược điểm của quy trình............................................43
Bảng 8: Một số tiêu chuẩn chất lượng đối với bột ca cao có kiềm hoá..........45
Bảng 9: Một số tiêu chuẩn chất lượng đối với bột ca cao 10 – 12% bơ có kiềm
hoá của công ty American Health and Nutrition.............................................46
Bảng 10: Thành phần dinh dưỡng của bột ca cao loại N-11-N theo ICCO (tính
bằng g/100 g bột ca cao thành phẩm)..............................................................47
Bảng 11: Thành phần vitamin trong bột ca cao loại N-11-N theo ICCO........47
Bảng 12: Thành phần khoáng trong bột ca cao loại N-11-N theo ICCO........48

-8-


BỘT CA CAO

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 tùy
theo loài. Hoa mọc trực tiếp từ thân và cành, thuộc loại lưỡng tính và thụ phấn
chủ 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 200g
hoặc hơn tùy giống. Tùy theo từng loài mà hình dạng trái có khác nhau (dài, tròn

hoặc 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 mỡ
bọc 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 màu
trắng, 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 thùy
chồng lên nhau, quanh chúng có màng mỏng trong, bóng bao bọc. Chúng được

-9-


BỘT CA CAO

nối liền về phía gốc và bằng một cái rễ con dài 6-7 mm và một cái mầm thô sơ
cặp vào giữa có thùy bao quanh để tạo thành mầm của hạt ca cao.
Hình 1: 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
giống trên.
Đặc điểm
Dạng quả

Criollo

Dài, thuôn, nhọn
đầu

Forastero

Trinitario

Tròn, bầu dục

Dài

Trơn, không

Sống quả

Nhọn, rãnh sâu

Kết cấu vỏ

Mỏng, mềm, ít

Cứng, dày, nhiều

quả

mô gỗ

chất gỗ

Màu sắc

Vàng-đỏ, các
đốm nâu nhỏ

rãnh sâu

Rãnh sâu không rõ nét
Hầu hết cứng

Xanh vàng

Không nhất định

Hoa

Nhụy hồng nhạt

Nhụy màu tím

có xanh có đỏ

Hạt

20 – 40 hạt

30 – 60 hạt

Nhiều hơn 40 hạt

-10-

BỘT CA CAO

Bảng 1: Những đặc tính chính của các nhóm ca cao
Bảng 2: 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

Phôi nhũ có hàm lượng bơ ca cao khá cao, vỏ hạt có một ít và không có ở
chất nhầy. Bơ ca cao chiếm khoảng 31,3% khối lượng phôi nhũ. Bơ ca cao chủ
yếu 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 thể
của chất béo tạo thành trong quá trình kết tinh. Bơ ca cao chiết từ hạt ca cao có
dạng tinh thể nhỏ màu trắng và có mùi thơm đặc trưng. Bơ ca cao góp phần tại
mùi vị cho ca cao.

-11-


BỘT CA CAO

Chất nhầy có chứa một hàm lượng đường (glucose, fructose, sucrose) và
nước khá cao. Ngoài ra, còn có một lượng acid citric làm cho pH của chất nhầy
luôn 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. Alkaloid
điển hình trong ca cao là Theobromine (3,7-dimethylxanthine). Nó là chất kích
thích nhẹ, tạo cảm giác hưng phấn cho cơ thể người. Cường độ kích thích
Theobromine thấp hơn caffein rất nhiều. Trong ca cao, hàm lượng Theobromine
dao động trong khoảng 1 – 4%(w/w). Trong ca cao cũng có chứa caffein nhưng
hàm 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.

-12-

BỘT CA CAO

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.

-13-


BỘT CA CAO

3. Ca cao ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cây ca cao được du nhập từ rất sớm theo chân các nhà truyền
giáo 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 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.
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, 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.
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).
-14-


BỘT CA CAO

 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 khó
cắt 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 mà
phải tách ra và phân loại các chủng riêng biệt.

-15-


BỘT CA CAO

II.

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.
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 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)
-16-


BỘT CA CAO

Mầm

Thành phần

Phôi nhũ (%)

Vỏ (%)

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

Hạt ca cao

(%)

Làm sạch
Tạp chất
Rang

Nghiền thô

PHẦN 2 – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT BỘT CA CAO
Tách vỏ
A – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1
Vỏ
Nghiền
I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT

K2CO3

Kiềm hoá

Ép bơ
Bơ ca cao
Nghiền mịn

Phân loại

Bao bì

Bao gói

-17Bột ca cao


BỘT CA CAO

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, 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

-18-


BỘT CA CAO

Hình 7: 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.
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.
-19-

BỘT CA CAO

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 cylon 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.

-20-


BỘT CA CAO

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.

-21-


BỘT CA CAO

 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.
Bảng4: Nhiệt độ và thời gian tối ưu để hình thành một số chỉ tiêu cảm
quan
Thời gian tối ưu, phút

Nhiệt độ tối ưu, oC

-

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

10

120

Yêu cầu
1. Màu nâu tối ưu của

bột

5. Vị cháy khét (burnt
flavor)

giảm tối đa

2.3.Thiết bị
2.3.1. Cấu tạo thiết bị

-22-


BỘT CA CAO

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 bị làm nguội. Bên trong mặt trống có những thanh gờ được thiết
kế theo hình xoắn 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 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.

2.4.

Thông số công nghệ
-23-


BỘT CA CAO

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 bỏ
những phần không cần trong sản phẩm: vỏ hạt, nội nhũ, tạp chất còn sót,…
3.2.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.
3.3.Thiết bị
3.3.1. Cấu tạo thiết bị

Hình 10: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền trục.
-24-

BỘT CA CAO

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
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

-25-