Thiết kế nhà máy sản xuất chocolate từ hạt cacao tại việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
o

Thiết kế nhà máy
sản xuất Chocolate từ hạt Cacao tại Việt Nam
GVHD:

Nguyễn Thị Hiền

Lớp:

HC17TP

Năm học 2019 - 2020

Nhóm: 4


LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế nhà máy Thực phẩm là lĩnh vực quan trọng trong Công nghệ Thực phẩm.
Để đề xuất ra một phương án thiết kế nhà máy đòi hỏi sự vận dụng kiến thức và kinh
nghiệm trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghệ, kinh tế, nhân sự, xây dựng, luật
pháp, quản lý... Môn học Thiết Kế Nhà Máy Thực Phẩm không chỉ cung cấp kiến thức
giúp sinh viên xây dựng được phương án thiết kế ra một nhà máy chế biến thực phẩm mà
còn tạo tiền đề để sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm thực hiện Đồ án Công nghệ
Thực phẩm cũng như vận dụng vào thực tiễn sau này.
Trong khn khổ báo cáo này, nhóm đề xuất phương án xây dựng nhà máy sản xuất
Chocolate từ hạt Cacao tại Việt Nam. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự định hướng và
chỉ dẫn của Tiến sỹ Nguyễn Thị Hiền đã hỗ trợ nhóm thực hiện báo cáo này.

Chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn các tác giả của những tài liệu tham khảo đã
được sử dụng để hồn thiện nội dung báo cáo này.
Nhóm sinh viên thực hiện
Trân trọng.

2


MỤC LỤC
1.

ĐẶC ĐIỂM NHÀ MÁY SẢN XUẤT CHOCOLATE............................................... 1
1.1.

1.1.1.

Tổng quan.................................................................................................... 1

1.1.2.

Phân loại...................................................................................................... 3

1.1.3.

Thành phần dinh dưỡng............................................................................... 3

1.2.

2.

Nguyên liệu sản xuất.......................................................................................... 5

1.2.1.

Hạt ca cao.................................................................................................... 6

1.2.2.

Bơ ca cao và các nguyên liệu thay thế......................................................... 2

1.2.3.

Chất tạo vị ngọt........................................................................................... 6

1.2.4.

Chất nhũ hóa lecithin................................................................................... 7

LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT................................................................. 9
2.1.

Luận chứng kinh tế............................................................................................. 9

2.1.1.

Tổng quan ngành Chocolate........................................................................ 9

2.1.2.

Thị trường tiêu thụ sản phẩm..................................................................... 16

2.1.3.

Thị trường cung ứng nguyên liệu.............................................................. 19

2.2.

3.

Giới thiệu Chocolate.......................................................................................... 1

Luận chứng kỹ thuật......................................................................................... 25

2.2.1.

Thiết bị và công nghệ................................................................................ 25

2.2.2.

Chi phí đầu tư dây chuyển cơng nghệ........................................................ 30

QUY TRÌNH SẢN XUẤT....................................................................................... 33
3.1.

Sơ đồ khối........................................................................................................ 33

3.2.

Mơ tả q trình................................................................................................. 34

3.2.1.

Q trình làm sạch..................................................................................... 34

3.2.2.

Quá trình xử lý nhiệt.................................................................................. 36

3.2.3.

Quá trình tách vỏ....................................................................................... 38

3.2.4.

Q trình nghiền........................................................................................ 39

3.2.5.

Q trình kiềm hóa.................................................................................... 41

3.2.6.

Q trình rang............................................................................................ 43

3.2.7.

Quá trình phối trộn.................................................................................... 45

3.2.8.

Quá trình nghiền tinh................................................................................. 47
i


4.

3.2.9.

Quá trình đảo trộn nhiệt (conching)........................................................... 48

3.2.10.

Quá trình làm dịu....................................................................................... 50

3.2.11.

Q trình rót khn – tách khn và bao gói............................................. 51

3.3.

Tổng kết các thiết bị......................................................................................... 54

3.4.

Sơ đồ thiết bị.................................................................................................... 56

LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY................................................ 57
4.1.

Nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy............................................ 57

4.2.

KCN Nhơn Trạch II Lộc Khang – Đồng Nai................................................... 58

4.2.1.

Quy mô khu công nghiệp........................................................................... 58

4.2.2.

Nguồn cung cấp nguyên liệu..................................................................... 58

4.2.3.

Điều kiện về giao thông............................................................................. 58

4.2.4.

Điều kiện cơ sở hạ tầng............................................................................. 59

4.2.5.

Điều kiện về điện nước.............................................................................. 59

4.2.6.

Điều kiện của lực lượng lao động.............................................................. 59

4.2.7.

Điều kiện thị trường.................................................................................. 60

4.3.

4.3.1.

Qui mô khu công nghiệp........................................................................... 60

4.3.2.

Nguồn cung cấp nguyên liệu..................................................................... 60

4.3.3.

Điều kiện về giao thông............................................................................. 61

4.3.4.

Điều kiện về cơ sơ hạ tầng......................................................................... 61

4.3.5.

Điều kiện về điện nước.............................................................................. 62

4.3.6.

Điều kiện về lực lượng lao động................................................................ 62

4.3.7.

Điều kiện thị trường.................................................................................. 62

4.3.8.

Điều kiện về khí hậu.................................................................................. 62

4.3.9.

Điều kiện thuận lợi của địa phương........................................................... 63

4.4.
5.

KCN Giao Long, An Phước, Châu Thành, Bến Tre......................................... 60

Đánh giá cho điểm........................................................................................... 63

CÂN BẰNG VẬT CHẤT & NĂNG LƯỢNG......................................................... 64
5.1.

Cân bằng vật chất............................................................................................. 64

5.1.1.

Sàng........................................................................................................... 64

5.1.2.

Khử từ....................................................................................................... 65

ii


5.1.3.

Phân loại.................................................................................................... 65

5.1.4.

Xử lý nhiệt................................................................................................. 65

5.1.5.

Tách vỏ...................................................................................................... 65

5.1.6.

Nghiền....................................................................................................... 66

5.1.7.

Kiềm hóa................................................................................................... 66

5.1.8.

Rang.......................................................................................................... 66

5.1.9.

Phối trộn.................................................................................................... 67

5.1.10.

Nghiền tinh................................................................................................ 68

5.1.11.

Rót khn.................................................................................................. 68

5.1.12.

Làm dịu..................................................................................................... 68

5.1.13. Tách khn................................................................................................ 68
5.1.14.
5.2.

6.

Cân bằng năng lượng....................................................................................... 68

5.2.1.

Q trình gia nhiệt..................................................................................... 68

5.2.2.

Quá trình rang............................................................................................ 70

5.2.3.

Quá trình đảo trộn nhiệt (Conching).......................................................... 71

5.2.4.

Quá trình làm dịu....................................................................................... 72

5.2.5.

Q trình làm lạnh..................................................................................... 73

TÍNH TỐN HƠI – NƯỚC – ĐIỆN....................................................................... 75
6.1.

Nước................................................................................................................ 75

6.1.1.

Nước công nghệ......................................................................................... 75

6.1.2.

Nước sinh hoạt.......................................................................................... 76

6.2.

Hơi................................................................................................................... 76

6.2.1.

Hơi cho q trình kiềm hóa....................................................................... 76

6.2.2.

Hơi cho CIP............................................................................................... 77

6.3.

7.

Bao gói...................................................................................................... 68

Điện.................................................................................................................. 79

6.3.1.

Thiết bị trong phân xưởng sản xuất........................................................... 79

6.3.2.

Điện chiếu sáng......................................................................................... 79

6.3.3.

Điện cho hoạt động khác........................................................................... 81

BÀI TOÁN KINH TẾ.............................................................................................. 81
iii

7.1.

7.1.1.

Chi phí đầu tư ban đầu............................................................................... 81

7.1.2.

Chi phí vận hành........................................................................................ 83

7.2.

9.

Lựa chọn sản phẩm và năng suất nhà máy....................................................... 85

7.2.1.

Thiết kế sản phẩm...................................................................................... 85

7.2.2.

Lựa chọn năng suất nhà máy..................................................................... 88

7.3.
8.

Tính tốn chi phí.............................................................................................. 81

Tính tốn giá thành sản phẩm........................................................................... 88

VẬN HÀNH NHÀ MÁY......................................................................................... 90
8.1.

Kế hoạch sản xuất............................................................................................ 90

8.2.

Cơ cấu nhân sự................................................................................................. 90

8.3.

Hệ thống kiểm soát chất lượng và đảm bảo ATVSTP...................................... 95

8.4.

An toàn lao động - PCCC................................................................................. 96

8.5.

Giản đồ Gantt................................................................................................... 99

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT............................................................................................ 100
9.1.

Bản vẽ bố trí mặt bằng nhà máy..................................................................... 100

9.2.

Bản vẽ bố trí mặt bằng phân xưởng............................................................... 101

10. TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 102

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các loại Chocolate.............................................................................................. 2
Hình 1.2. Hạt ca cao............................................................................................................ 6
Hình 1.3. Bơ ca cao............................................................................................................. 2
Hình 1.4. CBR – ca cao butter replacer............................................................................... 5
Hình 1.5. CBS – ca cao butter substitute............................................................................. 5
Hình 1.6. CBE – ca cao butter equivalent........................................................................... 6
Hình 1.7. CBI – ca cao butter improver.............................................................................. 6
Hình 1.8. Đường Saccharose.............................................................................................. 7
Hình 1.9. Chất nhũ hóa Lecithin......................................................................................... 7
Hình 2.1. Sản lượng – Doanh thu ngành bánh kẹo giai đoạn 2011 – 2019.........................9
Hình 2.2. Cơ cấu sản phẩm 2014 (theo lượng).................................................................... 9
Hình 2.3. Nơng dân trồng ca cao ở xã Ea Sar (huyện Ea Kar) chăm sóc vườn cây...........21
Hình 2.4. Màng ghép OPP, PA hoặc PET.......................................................................... 23
Hình 2.5. Bao bì nhơm dùng bao gói kín Chocolate......................................................... 24
Hình 2.6. Dây chuyền sản xuất Chocolate YX.................................................................. 25
Hình 2.7. Sơ đồ thiết bị quy trình cơng nghệ sản xuất Chocolate theo dây chuyển YX....26
Hình 2.8. Những mẫu Chocolate được tạo ra từ dây chuyền sản xuất YX........................27
Hình 2.9. Dây chuyền thiết bị sản xuất Chocolate............................................................ 27
Hình 2.10. Các sản phẩm Chocolate từ dây chuyển trên................................................... 28
Hình 2.11. Sơ đồ dây chuyền của c.ty Chocolate Chengdu LST Science and Technology
............................................................................................................................................31
Hình 2.12. Những dịng sản phảm sản xuất từ dây chuyền Chengdu LST Science and
Technology....................................................................................................................... 31

Hình 3.1. Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất Chocolate từ hạt ca cao.................... 33
Hình 3.2. Thiết bị sàng Sunrise......................................................................................... 34
Hình 3.3. Thiết bị tách từ.................................................................................................. 35
Hình 3.4. Thiết bị phân loại bằng khí động....................................................................... 36
Hình 3.5. Thiết bị xử lý nhiệt............................................................................................ 37
Hình 3.6. Thiết bị tách vỏ................................................................................................. 38


Hình 3.7. Nguyên lý làm việc của thiết bị tách vỏ............................................................ 39
Hình 3.8. Thiết bị nghiền.................................................................................................. 40
Hình 3.9. Nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền........................................................... 40
Hình 3.10. Thiết bị kiềm hóa............................................................................................ 42
Hình 3.11. Thiết bị Convap®............................................................................................ 44
Hình 3.12. Ngun lý hoạt động của thiết bị rang............................................................. 45
Hình 3.13. Thiết bị phối trộn............................................................................................. 46
Hình 3.14. Thiết bị nghiền................................................................................................ 47
Hình 3.15. Nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền......................................................... 47
Hình 3.16. Thiết bị nghiền................................................................................................ 49
Hình 3.17. Nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền......................................................... 49
Hình 3.18. Thiết bị làm dịu............................................................................................... 50
Hình 3.19. Nguyên lý làm việc của thiết bị làm dịu.......................................................... 51
Hình 3.20. Hệ thống đổ khn, làm mát và tháo khn trong sản xuất chocolate............52
Hình 3.21. Ngun lý làm việc của hệ thống rót khn.................................................... 53
Hình 3.22. Thiết bị đóng gói............................................................................................. 53
Hình 3.23. Ngun lý làm việc của thiết bị đóng gói........................................................ 54
Hình 3.24. Sơ đồ thiết bị................................................................................................... 56
Hình 4.1. KCN Nhơn Trạch – Lộc Khang........................................................................ 58
Hình 4.2. KCN Giao Long – Bến Tre............................................................................... 60
Hình 5.1. Minh họa sản phẩm chính của nhà máy............................................................ 86
Hình 5.2. Bao bì sản phẩm (tham khảo sản phẩm của thương hiệu Lindt)........................87

Hình 7.1. Cơ cấu nhân sự.................................................................................................. 90
Hình 7.2. Giản đồ Gantt.................................................................................................... 99
Hình 9.1. Bố trí mặt bằng nhà máy................................................................................. 100
Hình 9.2. Bản vẽ bố trí mặt bằng phân xưởng................................................................ 101


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của sản phẩm Chocolate trong 100g............................4
Bảng 1.2. Thành phần các chất (tính theo %khối lượng).................................................... 5
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu chất lượng quan trọng của bơ ca cao để sản xuất Chocolate...........3
Bảng 2.1. Các thương hiệu Chocolate quốc tế.................................................................. 11
Bảng 2.2. Các thương hiệu Chocolate trong nước............................................................ 13
Bảng 2.3. Những dòng Chocolate bán chạy nhất hiện nay trên thị trường thế giới...........16
Bảng 2.4. Tổng kết nguồn cung nguyên vật liệu............................................................... 24
Bảng 2.5. Thông số thiết bị trong dây chuyền của Trung Quốc........................................28
Bảng 2.6. Chi phí đầu tư một số dây chuyền cơng nghệ................................................... 30
Bảng 2.7. Thông số dây chuyền sản xuất đã lựa chọn....................................................... 32
Bảng 2.8. Chi phí đầu tư các thiết bị bổ sung.................................................................... 32
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật thiết bị sàng Sunrise............................................................ 35
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của thiết bị tách từ............................................................... 35
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật của thiết bị phân loại........................................................... 36
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật thiết bị xử lý nhiệt............................................................... 37
Bảng 3.5. Thông số thiết bị............................................................................................... 39
Bảng 3.6. Thông số công nghệ.......................................................................................... 41
Bảng 3.7. Thơng số cơng nghệ thiết bị kiềm hóa.............................................................. 42
Bảng 3.8. Thông số công nghệ của thiết bị rang............................................................... 45
Bảng 3.9. Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn.................................................................. 46
Bảng 3.10. Thông số công nghệ........................................................................................ 48
Bảng 3.11. Thông số công nghệ........................................................................................ 49
Bảng 3.12. Thông số công nghệ của máy làm dịu............................................................. 51

Bảng 3.13. Thông số kỹ thuật........................................................................................... 53
Bảng 3.14. Thông số cơng nghệ thiết bị đóng gói............................................................. 54
Bảng 3.15. Bảng tổng kết thiết bị...................................................................................... 54
Bảng 4.1. Bảng đánh giá cho điểm cho từng KCN........................................................... 63
Bảng 5.1. Tổn thất của từng quá trình............................................................................... 64
Bảng 6.1. Điện năng của thiết bị....................................................................................... 79


Bảng 6.2. Điện chiếu sáng................................................................................................ 79
Bảng 7.1. Chi phí xây dựng.............................................................................................. 81
Bảng 7.2. Chi phí thiết bị.................................................................................................. 82
Bảng 7.3. Chi phí ngun liệu........................................................................................... 83
Bảng 7.4. Chi phí bao bì................................................................................................... 84
Bảng 7.5. Chi phí năng lượng........................................................................................... 84
Bảng 7.6. Lương............................................................................................................... 84
Bảng 7.7. Tổng vốn đầu tư................................................................................................ 88
Bảng 7.8. Chi phí sản phẩm.............................................................................................. 88
Bảng 8.1. Nhân lực cho nhà máy...................................................................................... 90
Bảng 8.2. Nguồn nhân lực cho sản xuất............................................................................ 94
Bảng 8.3. Nguồn nhân sự khác......................................................................................... 95


1. ĐẶC ĐIỂM NHÀ MÁY SẢN XUẤT CHOCOLATE
1.1. Giới thiệu Chocolate
1.1.1. Tổng quan
Hơn 2000 năm trước, cây ca cao đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc
sống của những người dân vùng Châu Mĩ Latinh. Người Mayan và Aztec trồng cây ca cao
từ rất lâu và họ tin rằng cây ca cao là của Thượng đế và hạt ca cao là ân sủng của chúa
cho con người. Từ thế kỉ V, người Aztec đã phát hiện ra rằng khi nghiền hạt cây thành bột
nhão và cho thêm gia vị, họ có thể tạo ra một thứ đồ uống ngon mát và bổ dưỡng. Nó

được mang tên xocoati (nghĩa là nước đắng), có thành phần là ca cao được pha với vanilla
và tiêu ớt. Thức uống này đắng hơn rất nhiều so với Chocolate ngày nay. Những nhà thám
hiểm Châu Âu vào thế kỷ XVI đã du nhập món đồ uống này, bổ sung thêm hương vị ngọt
ngào. Người Tây Ban Nha thừa nhận ca cao rất có giá trị dinh dưỡng, và họ cũng được
chứng kiến thói quen uống Chocolate của các bộ tộc Trung Mỹ. Không lâu sau đó, họ đã
tìm cách đem hạt ca cao về đất nước mình để trồng cây ca cao. Trong gần 1 thế kỉ, ca cao
được gọi là thức uống đặc trưng và là điều bí ẩn của những người Tây Ban Nha. Tuy
nhiên do giá cả quá đắt đỏ nên những người Tây Ban Nha thực dụng và nhạy bén đã ngay
lập tức trồng cây ca cao trên các thuộc địa của họ để xuất khẩu tới những quốc gia khác
trong châu lục và thu lại khoản lợi nhuận khổng lồ. Bản thân họ cũng không thể ngờ, suốt
ba trăm năm sau đó, Chocolate đã thống trị châu Âu như một sản phẩm ngoại nhập đắt
tiền, một thứ nước uống cao cấp và đặc biệt hơn, Chocolate được coi là một biểu tượng
cho giới thượng lưu châu Âu. Như ở Pháp, Chocolate đã từng giữ vị trí độc tơn là loại
nước uống chỉ dành riêng cho giới hoàng tộc.
Chocolate thực hiện cuộc hành trình qua nhiều nước như Pháp, Anh, Mỹ,… và đến
đâu nó cũng trở thành thực phẩm rất được ưa chuộng. Kể từ khi quán bán Chocolate đầu
tiên được khai trương năm 1657, tới đầu thế kỉ XVIII, những nhà máy sản xuất Chocolate
đầu tiên được thành lập (1728: ở Bistrol – nhà máy sản xuất Chocolate ra đời với máy
thủy lực). Tới năm 1730, ca cao sụt giá mạnh cùng với những máy móc được phát minh
trong cuộc công nghiệp đã tạo tiền đề cho một nền công nghiệp sản xuất Chocolate với số

1


lượng lớn và giá thành rẻ. Vào thế kỉ XIX, Chocolate rắn đã trở nên phổ biến, với sự ra
đời của

2

nhiều kiểu khuôn đúc. Người ta dùng máy xay nghiền nát hạt ca cao thành bột mịn rồi
đun nóng và đổ vào khn, tạo nên các hình dạng khác nhau khi đã nguội lạnh. Một người
Hà Lan tên Coenrad Van Houten đã hoàn thiện việc tách chiết bơ ca cao từ hạt ca cao vào
năm 1825. Hạt được nghiền nát thành lớp nhão, đun dưới áp suất cao, tạo nên chất lỏng
Chocolate và bơ ca cao. Bơ chiết xuất này được làm mịn và xử lý để khử mùi. Vào những
năm 1880, Rudolphe Lindt tại Switzeland đã bổ sung bơ ca cao vào quá trình sản xuất
Chocolate, để làm cho sản phẩm nhẵn và láng bóng hơn. Năm 1875, Daniel Peter người
Thụy Sĩ đã hồn thiện q trình sản xuất Chocolate sữa, ngọt và mịn hơn Chocolate đen.
Tới đầu thế kỉ XX, Chocolate đã trở thành nét văn hóa ẩm thực đặc trưng của tồn Châu
Âu.
Ngày nay, nhờ cơng nghệ hiện đại với việc sản xuất đồng loạt trên dây chuyền lớn,
Chocolate có mặt trên hầu khắp các siêu thị hay cửa hiệu lớn, nhỏ trên khắp thế giới.
Chocolate trở thành một trong những sản phẩm bánh kẹo phổ biến nhất với nhiều mẫu
mã, mùi vị và chất lượng ngày càng được cải thiện. Người dân với mức thu nhập bình dân
cũng đã có thể mua cho bản thân và gia đình những thanh Chocolate, món ăn trước kia
chỉ thuộc về giới quý tộc. Thế giới vẫn biết đến thương hiệu Chocolate nổi tiếng, ngon
nhất thế giới, đó là Chocolate do Pháp, Bỉ và Thuỵ Sĩ sản xuất.

Hình 1.1. Các loại Chocolate


1.1.2. Phân loại
Dựa vào nguyên liệu sản xuất, có thể phân Chocolate thành các loại sau đây:
-

Chocolate trắng (white Chocolate): là Chocolate được sản xuất từ thành phần bơ
ca cao (chất béo), đường và khơng có sử dụng ca cao.

-

Chocolate đen (dark Chocolate): là Chocolate chỉ được sản xuất từ thành phần bơ
ca cao (chất béo), ca cao, đường và một số phụ gia khác. Vì sử dụng ca cao trong
quy trình sản xuất nên Chocolate đen có chứa các thành phần tốt cho sức khỏe
như polyphenol1, theobromine2,…

-

Chocolate sữa (milk Chocolate): ngoài nguyên liệu cơ bản như trong Chocolate
đen, Chocolate sữa cịn được bổ sung thêm sữa trong q trình sản xuất. Việc bổ
sung này vừa cung cấp thêm dinh dưỡng vừa nhắm tới tính chất cảm quan của sản
phẩm.
1.1.3. Thành phần dinh dưỡng

Đây là một loại thực phẩm vừa có giá trị về cảm quan vừa có giá trị về dinh dưỡng.
Các loại Chocolate khác nhau sẽ có hàm lượng các chất dinh dưỡng khác nhau tùy thuộc
vào công thức chế tạo của mỗi loại. Thông thường Chocolate chứa:
-

Protein: Cần cho sự nuôi dưỡng và phục hồi các tế bào. Ca cao chứa 8 acid amin
thiết yếu trong các thực phẩm mà con người cần sử dụng hàng ngày

-

Chất béo: Chủ yếu là các chất béo đã bão hòa, chiếm đến 50% thành phần
Chocolate. Các chất béo cấu thành nên bơ ca cao thúc đẩy quá trình giảm
cholesterol trong cơ thể

-

Vitamin E: Một loại vitamin có thể hịa tan các chất béo, rất cần thiết cho sự phát

triển của màng tế bào

-

Chất xơ: Giúp điều hịa q trình liên vận trong ruột

-

Các chất khống:
 Chất sắt: Khơng thể thiếu trong quá trình hình thành hemoglobin – một loại
hợp chất mang oxi đến cho máu

1

Polyphenol chủ yếu trong trong hạt ca cao là các cachein. Chúng là những chất chống oxy hóa tốt cho cơ thể
Theobromine (3,7-dimethylxanthine): là chất kích thích nhẹ, tạo cảm giác hung phấn cho cơ thể. Cường độ kích
thích của theobromine thấp hơn caffeine rất nhiều.
2


 Chất đồng: Trợ giúp cho việc chuyển hóa chất sắt, tạo nên melanin (trong tóc
và da) và các chức năng của hệ thần kinh trung ương.
 Kali: Ảnh hưởng tới việc kích thích cơ bắp và chuyển hóa của tim.
 Magie: Đảm bảo sự cân bằng trong hệ thần kinh và điều hịa sự kích thích cơ
bắp. Nếu thiếu chất này cơ thể sẽ cảm thấy mệt mỏi, cảm giác bất an, lo lắng,
mất ngủ và bị táo bón.
 Canxi: Đóng vai trị cơ bản trong hoạt động của tế bào và trong sự hình thành
xương và răng
 Phospho: Là thành phần của mạng lưới xương, đây là một loại chất khoáng
rất quan trọng cần thiết của cơ thể cũng như canxi

 Natri: có trong Chocolate sữa, có thể chứa khoảng 100mg.
-

Các chất có hoạt tính sinh học:
 Các alkaloid, điển hình là theobromine – chất kích thích nhẹ, tạo cảm giác
hưng phấn cho cơ thể. Trong ca cao hàm lượng này dao động khoảng 1 – 4 %
(w/w).
 Cafein: Chất kích thích hệ thần kinh (Hàm lượng thấp)
 Các pholyphenol, chủ yếu là cachein – chất chống oxy hóa tốt cho cơ thể. Vì
vậy các sản phẩm từ ca cao thường có tác dụng chống lão hóa.
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của sản phẩm Chocolate trong 100g

Thành phần

Đơn vị

Chocolate đen

Chocolate trắng

Chocolate sữa

Năng lượng

Kcal

544

588

562

Glucid

g

52.5

54.5

34.4

Lipid

g

35.2

37.6

43.7

Protein

g

5.6

8.7

18.7

Cellulose

g

0

0

0

Phospho

mg

138

218

-

Canxi

mg

63

246

2000

Sắt

mg

2.9

1.7

2000


1.2. Nguyên liệu sản xuất
Theo quan điểm cấu trúc thì Chocolate rất giống kẹo dẻo, pha lỏng của nó là bơ ca
cao chiếm khoảng 35% so với trọng lượng khối Chocolate, pha rắn là những tinh thể
đường bé chiếm khoảng 50%. Kích thước của những tinh thể pha rắn đặc biệt là đường có
đường kính khơng q 10 16m. Các phân tử đường nhỏ hơn 16m càng nhiều thì
Chocolate càng mềm, mịn và ngon.
Chocolate có thể đi từ nguyên liệu là hạt ca cao sản xuất thành bột ca cao đã tách bơ
hoặc ca cao khối sau đó phối trộn với bơ ca cao và bột số nguyên liệu khác. Tùy theo từng
loại nguyên liệu và tỉ lệ phối trộn ta có thể sản xuất ra các loại Chocolate có màu sắc và
mùi vị khác nhau, đặc trưng riêng cho từng loại.
Các nguyên liệu cơ bản sử dụng trong sản xuất Chocolate bao gồm:
-

Hạt ca cao (ca cao nhân)

-

Ca cao khối

-

Bơ ca cao và các nguyên liệu thay thế

-

Chất tạo ngọt

-

Chất nhũ hóa Lecithin

Thành phần chính trong hạt ca cao và Chocolate bao gồm: nước, protein, chất béo,
carbohydrate, chất khoáng, theobromine, caffeine, acid hữu cơ, một số chất thơm và chất
khống.
Bảng 1.2. Thành phần các chất (tính theo %khối lượng)
Thành phần

-

Hạt ca cao Chocolate

Nước

5

-

Protein

11.5

5

Lipid

54

32

Carbohydrate

17.5

51

Khoáng

2.6

0.6

Theobromine

1.2

-

Theobromine: là thành phần đặc trưng của ca cao, chiếm khoảng 1.2 – 1.5 khối
lượng hạt ca cao. Theobromine thuộc nhóm alkaloid, có cơng thức phân tử là


C7H8N4O2, ở dạng bột tinh thể có màu trắng, vị đắng đặc trưng cho Chocolate. Có
khả năng làm tăng sức chịu đựng của tim.
-

Acid hữu cơ: có trong thành phần hạt ở dạng dễ bay hơi và dạng không bay hơi
với hàm lượng 0.7 – 2.33 tính theo acid tactric. Bao gồm: acid malic, acid tactric,
acid oxalic và các acid hữu cơ tự do.

-

Glucid: bao gồm 7% tinh bột, 1% đường, 2.5 cellulose, 1.5 pentose.

-

Các chất thơm: là một trong những thành phần có giá trị lớn nhất trong ca cao.
Chúng gồm những sản phẩm dễ và khó bay hơi. Những chất thơm dễ bay hơi thì
phần lớn mất trong q trình rang và trong thời gian hồn thiện nâng cao chất
lượng Chocolate. Những hợp chất dễ bay hơi thường có mùi khó chịu. Phần chất
thơm khó bay hơi có giá trị lớn được giữ lại trong thành phần Chocolate và được
hòa tan trong bơ ca cao. Chúng tạo nên hương vị thơm ngon cho Chocolate.
1.2.1. Hạt ca cao

Nguyên liệu chính trong sản xuất Chocolate là hạt của quả ca cao hay cịn gọi là ca
cao nhân. Thành phần hóa học chính của hạt ca cao là chất béo. Ca cao nhân thu được
bằng cách tách vỏ quả ca cao, thu khối hạt ướt, lên men để loại bỏ lớp vỏ nhầy, dừng q
trình hơ hấp, diệt khả năng nảy mầm và khả năng tạo các hợp chất gây ảnh hưởng đến giá

trị cảm quan của sản phẩm như màu sắc, các chất tiền hương...Sau lên men là quá trình
phơi sấy để thu được ca cao nhân thương phẩm.

Hình 1.2. Hạt ca cao


Thông thường hạt ca cao chứa hơn 50% chất béo, tùy thuộc vào chủng loại và điều
kiện canh tác. Chất béo trong ca cao chủ yếu là triglyceride của glycerol và acid béo
khơng bão hịa. Chất béo là một thành phần ảnh hưởng đến các tính chất cơng nghệ, đặc
biệt là trong quá trình nghiền.
Một thành phần quan trọng khác của hạt ca cao là các alkaloid. Các alcaloid điển
hình trong ca cao là theobromine (3,7 - dimethylxanthine). Nó là một chất kích thích nhẹ,
tạo cảm giác hưng phấn cho cơ thể. Trong ca cao, theobromine có hàm lượng dao động
trong khoảng từ 1-4% (w/w). Ngồi các alkaloid, cịn có một thành phần khác gọi là
polyphenol, chủ yếu là catechin – chất chống oxy hóa tốt cho cơ thể.
Tiêu chuẩn chất lượng của hạt ca cao thương phẩm sau quá trình lên men được quy
định theo tiêu chuẩn Việt Nam “Hạt ca cao” (TCVN 7519:2005). Trong đó yêu cầu chung
cần đạt bao gồm:
-

Khơng được có tạp chất lạ

-

Khơng được có mùi khói, khơng có mùi hoặc vị lạ

-

Khơng được chứa cơn trùng sống

-

Đồng đều về kích cỡ hạt

-

Khơng có hạt dính đơi dính ba

-

Khơ đều

-

Được lên men hồn tồn

Hiện nay giá bán lẻ của hạt ca cao lên men mức 3 (lên men loại 1) khoảng 94.000đ/1kg
với những chỉ tiêu sau:
-

Độ ẩm: 7%

-

Nảy mầm, hư: dưới 2.5%

-

Số hạt: 83-90/100g

-

Tạp chất: 0%

-

Chai xám: dưới 3%

-

Lên men: 85%

-

Mốc: dưới 3%

Thu mua tại xưởng sản xuất ca cao AnA, Buôn Mê Thuột
Trang web mua hàng: http://ca caoana.com/san-pham/hat-ca cao-len-men.html
Kho bảo quản hạt ca cao phải khơ ráo, thơng thống khí, hạn chế cơn trùng và các
lồi gặm nhấm. Các thơng số của kho bảo quản hạt ca cao nhân:
-

Nhiệt độ trung bình của khối hạt (dưới 35oC)


-

Độ ẩm hạt (<13%)

-

Độ ẩm tương đối của môi trường (70%)

-

Hàm lương O2 trong khơng khí

-

Chiều cao đống hạt (nếu đổ đống)

-

Kích thước pallet, khoảng cách giữa các pallet nếu đóng bao, số bao trên một
pallet

-

Chu kỳ kiểm tra: 15ngày/lần

1.2.2. Bơ ca cao và các nguyên liệu thay thế
1.2.2.1.

Bơ ca cao

Bơ ca cao là nguyên liệu quan trọng nhất trong cơng nghiệp sản xuất Chocolate.
Tính chất đặc trưng của bơ ca cao sẽ tạo ra tính chất đặc biệt về cấu trúc của Chocolate.
Với nhiệt độ nóng chảy khoảng 32C, chiếm từ 32 – 36% trong Chocolate, bơ ca cao giúp
cho Chocolate tan chảy nhanh trong miệng tạo cảm giác mát dễ chịu cho người ăn.
Bơ ca cao chiếm nhiều nhất trong hạt ca cao khoảng từ 48 – 50% so với trọng lượng

hạt đã lên men và sấy khô. Ở nhiệt độ thường bơ ca cao cứng và giòn. Điều này có ý
nghĩa rất lớn vì Chocolate làm ra có độ cứng và giịn đặc trưng.

Hình 1.3. Bơ ca cao
Thành phần chính của bơ ca cao gồm những acid glyceric khác nhau có nhiệt độ
nóng chảy hầu hết gần bằng nhiệt độ nóng chảy của -olenalmetostearin (34C). Tất cả
các triglyceride cịn lại khơng ảnh hưởng nhiều đến độ nóng chảy của bơ ca cao. Nhờ có
sự khác nhau khơng lớn lắm giữa nhiệt độ nóng chảy ban đầu và cuối nên bề mặt của bơ
ca cao không bị nứt.
Các chỉ số của bơ ca cao:
-

Nhiệt độ nóng chảy ban đầu: 31 – 34C
2


-

Nhiệt độ nóng chảy cuối: 33 – 36C

-

Nhiệt độ đơng tụ:

23 – 28C

-

Chỉ số xà phòng:

192 – 200

-

Chỉ số acid:

1.0 – 1.5

Bảng 1.3. Các chỉ tiêu chất lượng quan trọng của bơ ca cao để sản xuất Chocolate
Thông số

Giới hạn

Phương pháp phân tích

Acid béo tự do

 1.75% (w/w)

IUPAC 2.201, 1987

Chỉ số iodine

33-42

IUPAC 2.205, 1987

Độ ẩm

 0.3% (w/w)

IOCCC 26, 1988

Chỉ số khúc xạ

1.456 – 1.459

IUPAC 2.102, 1987

Chất khơng bị xà phịng hóa

 0.35%

IOCCC 23, 1988

Chỉ số blue

 0.35%

IOCCC 29, 1988

Bơ ca cao ở nhiệt độ dưới 20C sẽ kết tinh, trở nên cứng và thô. Nếu làm lạnh bơ ca
cao không có khuấy trộn hoặc nhân kết tinh ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đơng tụ 10C thì
bơ ca cao sẽ giữ cấu trúc phi tinh khá lâu. Qua thời gian nó bị đục màu vì các tinh thể xuất
hiện lại phân bố không đều mà chỉ ở những vùng riêng biệt. Khả năng quá lạnh của bơ ca
cao (về trạng thái cứng khơng qua kết tinh) là một khó khăn trong giai đoạn tạo hình vì
đặc điểm này liên quan đến sự đơng tụ của Chocolate.
Một đặc tính rất quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của Chocolate của bơ ca cao
là tính đa hình của tinh thể bơ ca cao. Trong bơ ca cao có 4 dạng đa hình , , , ’. Trong
đó 3 dạng , ,  khơng bền, chỉ có dạng ’ bền. Dạng này có thể chuyển sang dạng khác

dưới ảnh hưởng của nhiệt độ xác định. Khi bơ ca cao bị lạnh thì có dạng  đa hình nóng
chảy ở trạng thái trong suốt và cứng. Dạng  đa hình này chuyển nhanh sang dạng  đa
hình tinh thể có nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Tiếp tục chuyển ta được dạng ’ có nhiệt độ
nóng chảy cao hơn. ’ là dạng tinh thể có tính dễ nóng chảy cao nhất so với các dạng trên.


Tính đa hình của bơ ca cao là do các triglyceride có khả năng tạo ra các tinh thể rắn
đồng nhất và vì vậy bơ ca cao có nét đặc trưng riêng đó là khả năng chuyển pha (tan chảy
nhanh).


Các biến đổi của bơ ca cao:
-

Hiện tượng xà phòng hóa

-

Sự phân tách chất béo: các phân tử chất béo được tách ra làm nhiều phần

-

Sự ôi thiu: là mối quan hệ đặc trưng giữa sự phân tách chất béo với sự oxy hóa

-

Sự thủy phân: dưới tác dụng của nước, triglyceride tách ra thành hai hay nhiều
phân tử tồn tại độc lập. Các acid béo tự do sẽ làm tăng độ acid và tùy theo mức độ
dài của mạch carbon gây ra mùi khó chịu. Ví dụ, nếu acid lauric bị tách ra khỏi
triglyceride thì có thể cảm nhận được mùi xà phịng.

-

Hiện tượng oxy hóa: xảy ra đối với các acid béo không no. Khi các chỉ số iod
thấp nghĩa là hàm lượng các acid béo không no thấp và do vậy chúng khó bị oxy
hóa.
1.2.2.2.

Các nguyên liệu thay thế

Bơ ca cao có ưu điểm là tạo cho sản phẩm Chocolate giòn và cứng ở nhiệt độ
thương, tan chảy nhanh trong miệng là một trong những tính chất đặc trưng nhất của
Chocolate. Tuy nhiên có có nhược điểm là giá thành cao, không ổn định giữa các vùng,
nhiệt độ nóng chảy thấp nên khó bảo quản, q trình chế biến rất phức tạp.
Vì vậy hiện nay để giảm giá thành sản phẩm cũng như khắc phục những nhược
điểm, người ta có thể sử dụng các chất béo từ thực vật để thay thế cho bơ ca cao. Tuy
nhiên, việc sử dụng này cũng rất hạn chế vì ảnh hưởng nhiều đến chất lượng Chocolate
thành phẩm. Một số quốc gia quy định rằng trong sản xuất Chocolate không được sử dụng
chất béo thực vật khác ngoài bơ ca cao. Tại Việt Nam, việc bổ sung chất béo thực vật
không phải là bơ ca cao không được quá 5 % sản phẩm cuối cùng, sau khi trừ đi tổng khối
lượng của tất cả các thực phẩm được bổ sung khác, mà không làm giảm hàm lượng tối
thiểu của ca cao nguyên liệu. Nguồn gốc của các chất béo thực vật được phép sử dụng
phải theo quy định (TCVN 10727:2015):
-

CBR (ca cao butter replacer): có thể dùng thay thế một phần bơ ca cao hoặc hoàn
toàn bơ ca cao với ưu điểm là định hình tốt và độ bóng tốt, khơng có vị xà phịng,
bảo quản được lâu, có thể kết hợp cùng với chất béo, sữa, thời gian nghiền trộn
giảm nhưng có nhược điểm là tan chảy chậm.

Hình 1.4. CBR – ca cao butter replacer
-

CBS (ca cao butter substitute): có ưu điểm là nhiệt độ nóng chảy gần như bơ ca
cao, thời gian kết tinh ngắn, không địi hỏi ủ nhiệt, dịn và dễ rót khn, giữ độ
bóng và có độ bóng vừa phải, có độ bền và ít bị oxy hóa, khó bị thủy phân, giá rẻ
nhưng có nhược điểm là khơng dùng chung với bơ ca cao được và không thể
dùng quá 1% bột ca cao mà trong đó chất béo chiếm 15%.

Hình 1.5. CBS – ca cao butter substitute
-

CBE (ca cao butter equivalent) và CBI (ca cao butter improver): chúng có khả
năng thay thế và hoàn thiện để cho bơ ca cao tốt hơn, nhưng địi hỏi cơng nghệ
cầu kỳ hơn nên ít được sử dụng hơn. Chúng cịn có ưu điểm là giống bơ ca cao về
sự kết tinh, cấu trúc, mùi vị và cảm giác khi ăn
 CBE có thể trộn lẫn được với bơ ca cao ở bất kỳ tỉ lệ nào mà khơng thay đổi
tính tan chảy, có thể hịa nhập được với bơ ca cao giá rẻ


Hình 1.6. CBE – ca cao butter equivalent
 CBI làm cho bơ ca cao giảm ảnh hưởng của chất béo sữa và trở nên cứng hơn

Hình 1.7. CBI – ca cao butter improver
1.2.3. Chất tạo vị ngọt
Vai trò của chất tạo vị ngọt trong sản xuất Chocolate là góp phần tạo ra tính chất
cảm quan đặc trưng cho Chocolate (mùi, vị, cấu trúc), cung cấp nặng lượng cho sản
phẩm. Hiện nay có nhiều loại chất tạo ngọt được sử dụng trong sản xuất Chocolate. Ở đây
chọn đường saccharose làm chất tạo ngọt cho Chocolate.

Đường saccharose là chất tạo ngọt được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất
Chocolate. Trong Chocolate, saccharose có thể tồn tại ở dạng tinh thể. Do đó nếu kích
thước của các tinh thể quá to, người sử dụng có thể cảm nhận được chúng, khi đó tính
chất cảm quan của Chocolate bị giảm đáng kể. Thông thường kích thước mong muốn của
tinh thể saccharose trong Chocolate nên nhỏ hơn 30m. Trong quá trình chế biến, sau khi
đã nhào trộn, để nghiền tinh thể đường đạt đến trạng thái theo yêu cầu sẽ tốn nhiều năng
lượng và thời gian.


Song, khơng thể nghiền đường saccharose đến kích thước như trên rồi nhào trộn vì như
thế, đường saccharose ở trạng thái vơ định hình sẽ khơng được hình thành, ảnh hưởng đến
tính cảm quan đặc biệt là về hương vị sản phẩm. Ngoài ra, hiện tượng tái kết tinh trong
quá trình bảo quản sản phẩm sẽ gây hiện tượng nở hoa, làm giảm độ bóng mịn của bề mặt
Chocolate, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

Hình 1.8. Đường Saccharose
Đường saccharose được chọn là đường tinh luyện (refined extra – RE), có hàm lượng
đường saccharose khơng thấp hơn 99.9% (w/w), hàm ẩm nhỏ hơn 0.06% (w/w), đường
nghịch đảo không vượt q 0.04% (w/w). Kích thước thơng thường của tinh thể đường là
0.5 – 1.25mm.
1.2.4. Chất nhũ hóa lecithin

Hình 1.9. Chất nhũ hóa Lecithin
Chocolate là một hệ ổn định gồm các hạt chất rắn rất mịn phân bố trong pha dầu.
Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất Chocolate, chất béo luôn ở dạng lỏng,
nhưng ở những giai đoạn sau, pha rắn là những tinh thể chất béo có ảnh hưởng đến độ