Đề tài Nghiên cứu bột ca cao

MUÏC LUÏC: Trang Chöông I: Giôùi thieäu nguyeân lieäu laøm boät ca cao: 2 I. Giôùi thieäu chung veà caây ca cao 2 I.1. Lòch söû xuaát hieän 2 I.2. Ñaëc ñieåm thöïc vaät hoïc 2 I.3. Phaân loaïi gioáng ca cao 2 II. Thaønh phaàn haït ca cao 3 II.1. Thaønh phaàn voû 3 II.2. Thaønh phaàn haït 4 III. Nguyeân lieäu 6 III.1. Nguyeân lieäu töø haït cacao töôi 6 III.2. Nguyeân lieäu laø haït cacao thöông phaåm 12 Chöông II: Quy trình coâng ngheä vaø thuyeát minh quy trình coâng ngheä 13 I. Quy trình coâng ngheä 13 II. Thuyeát minh quy trình coâng ngheä 14 II.1. Quaù trình laøm saïch 14 II.2. Quaù trình rang 15 II.3. Quaù trình taùch voû 22 II.4. Quaù trình phaân ly 24 II.5. Quaù trình nghieàn thoâ 26 II.6. Quaù trình kieàm hoaù 31 II.7. Quaù trình eùp bô 34 II.8. Quaù trình nghieàn mòn 37 Chöông III: Chæ tieâu chaát löôïng saûn phaåm boät ca cao 39 CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU NGUYEÂN LIEÄU LAØM BOÄT CACAO I. Giôùi thieäu chung veà caây ca cao: I.1. Lòch söû xuaát hieän cuûa caây ca cao: Ca cao coù nguoàn goác ñaàu tieân laø ôû röøng Amazon, laø thöïc vaät moïc ôû taàng döôùi vaø ñöôïc xem laø thöùc aên cuûa thaàn thaùnh. Vaøo 3000- 4000 naêm tröôùc ôû Mexico 1 teân noâ leä gioûi ñöôïc ñoåi baèng 100 traùi cacao… Vieät Nam troàng ca cao ñaàu tieân laø ôû Quaõng Ngaõi, nhöng tính ñeán naêm 2004 DakLak laø nôi coù dieän tích troàng ca cao lôùn nhaát nöôùc (990ha). Do caây ca cao khoâng chòu naéng neân moâ hình troàng ca cao thöôøng xen keõ vôùi caùc caây ngaén ngaøy, daøi ngaøy khaùc ñeå che naéng. I.2. Ñaëc ñieåm thöïc vaät hoïc cuûa caây ca cao: Ca cao thuoäc hoï Sterculiaceae, gioáng Theobroma, loaøi Cacao. Thaân goã, cao 5- 10m. Sau 3-4 naêm cho hoa maøu vaøng, ñoû, traéng hay tím, hoa moïc tröïc tieáp töø thaân vaø nhöõng caønh, thuoäc loaïi löôõng tính vaø thuï phaán chuû yeáu laø nhôø coân truøng (ruoài). 0.5% hoa nôû taïo quaû trong ñoù 90% quaû non khoâ vaø ruïng. Khi quaû chín ñoåi maøu tuyø gioáng, trong quaû thöôøng coù 5 haøng haït, coù cuøi nhöïa bao quanh. Ñieàu kieän canh taùc: t0=20- 300C, ñoä cao 0-100m, löôïng möa 1500- 2000mm/naêm, pH=6,5- 6,7, phaân boùn ñaïm, kali vaø caùc khoaùng vi löôïng, aùnh saùng 25% caây con vaø 75% caây tröôûng thaønh. I.3. Phaân loaïi gioáng ca cao: I.3.1. Gioáng Forastero: Vieät Nam troàng chuû yeáu gioáng naøy. Chaát löôïng trung bình, naêng suaát cao vaø khaùng saâu beänh toát, chieám 80% thò tröôøng ca cao. Ñaëc tính thöïc vaät: quaû khi chín maøu vaøng, hình daøi, nhoïn, ít khía, maët trôn, haït hôi leùp, luùc töôi coù vò chaùt ñaéng, 30- 60 haït/quaû. I.3.2. Gioáng Ciollo: Naêng suaát thaáp vaø khaû naêng khaùng saâu beänh keùm nhöng chaát löôïng haït ca cao laø toát nhaát coù theå laøm ra loaïi chocolate ngon nhaát, thò phaàn 5% treân thò tröôøng ca cao. Ñaëc tính thöïc vaät: quaû khi chín maøu ñoû xaäm, hình daïng daøi, döôùi raát nhoïn, voû saàn suøi, haït töôi coù maøu traéng hoaëc hôi vaøng, haït khoâ muøi thôm maïnh, ít ñaéng, 20- 40haït/quaû. I.3.3. Gioáng Trinitrario: Naêng suaát cao vaø khaû naêng khaùng beänh toát, ñaây laø gioáng coù chaát löôïng trung bình. Thò phaàn 10- 15%. Ñaây laø gioáng ñöôïc lai taïo töø 2 gioáng: Criollo vaø Forastero. Ñaëc ñieåm trung gian: phoâi nhuõ maøu tím nhaït, quaû deït, quaû coù raõnh saâu khoâng roõ neùt, chöùa nhieàu hôn 40 haït/quaû. Gioáng Forastero Gioáng Ciollo II. Thaønh phaàn cuûa haït ca cao: II.1. Thaønh phaàn voû traùi ca cao: Ñaïi löôïng Gía trò (%) Nöôùc 57,75 Protein 9,69 Beùo 0,15 Tro 10,8 Xô 33,9 Nitô töï do 42,21 Glucose 1,16 Sucrose 0,18 Pectin 5,3 Theobromine 0,2 II.2. Thaønh phaàn haït ca cao töôi: Thaønh phaàn (%) Phoâi nhuõ Cuøi Voû haït Nöôùc 35 84,5 9,4 Cellulose 3,2 - 13,8 Tinh boät 4,5 - 46 Pentosan 4,9 2,7 - Saccarose - 0,7 - Glucose+Fructose 1,1 10 - Bô ca cao 31,3 - 3,8 Protein 8,4 0,6 18 Theobromine 2,4 - - Enzym 0,8 - - Polyphenol 5,2 - 0,8 Acid 0,6 0,7 - Muoái khoaùng 2,6 0,8 8,2 Bô cacao (31,3%): Bô cacao chieám thaønh phaàn khoái löôïng nhieàu nhaát trong haït cacao, haøm löôïng naøy trong haït cacao thöông phaåm leân ñeán 48 50%. Haït cacao ñöôïc goïi laø thöông phaåm khi ñaõ ñöôïc uû vaø phôi, haøm löôïng nöôùc khoâng quaù 8%, khoâng coù haït hoâi khoùi hoaëc muøi vò laï, khoâng coù vaät laï vaø khoâng pha troän gian laän Bô cacao laø chaát beùo ñöôïc chieát töø haït cacao ñaõ xay vaø loaïi maàm hoaëc thu ñöôïc töø quaù trình eùp trong saûn xuaát boät cacao. Phaàn lôùn bô cacao seõ ñöôïc loaïi boû trong saûn xuaát boät cacao( baèng quaù trình eùp) Ñaëc tính quan troïng cuûa bô cacao : Cöùng, doøn ôû nhieät ñoä thöôøng; noùng chaûy ôû 350C. Bô cacao khaù beàn vaø khoù bò oâxi hoùa ôû ñieàu kieän thöôøng neân coù theå ñeå laâu maø khoâng bò hoâi. Ngöôøi ta coù theå tieán haønh phaân loaïi boät cacao thaønh phaåm döïa vaøo haøm löôïng bô. Thaønh phaàn acid beùo trong bô cacao STT Teân glycerid Phaàn traêm (%) Nhieät ñoä noùng chaûy (0C) 1 Oleopanmetostearin 52 57 34,5 2 Oleodistearin 18 22 43,5 3 Oleodipanmitin 4 6 29 4 Dipanmitostearin 2,5 3,0 63 – 68 5 Dioleopanmitostearin 7 8 Nhieät ñoä thöôøng 6 Dioleostearin 6 12 Nhieät ñoä thöôøng 7 Oleolioleopanmitin 0,5 Nhieät ñoä thöôøng 8 Oleolioleostearin 4,5 Nhieät ñoä thöôøng 9 Acid beùo töï do 1,1 Nhieät ñoä thöôøng Theobromine(2,4%): Ñaây laø thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa haït cacao. Theobromine thöôøng toàn taïi ôû daïng boät vôùi tinh theå maøu traéng nhoû vaø coù vò ñaéng, thaêng hoa ôû nhieät ñoä 308 0C. Theobromine laø moät chaát kích thích yeáu, ít nhieàu noù cuõng taùc ñoäng ñeán heä cô tim vaø heä thaàn kinh. Theobromine trong saûn phaåm vôùi haøm löôïng thaáp coù theå taïo cho ta moät vaøi caûm giaùc höng phaán nhoû maø thoâi. Caffein: (1,3,7-Trimetylxantin) Haøm löôïng caffein trong voû haït chieám toái ña 0,3% coøn trong noäi nhuõ cuõng chæ chöùa toái ña 0,7%. Caffein coù daïng tinh theå maøu traéng, hình kim vaø coù vò ñaéng. Nhieät ñoä bay hôi laø 100 0C, nhieät ñoä thaêng hoa laø 180 0C vaø noùng chaûy laø 235 0C. Caffein coù theå hoaø tan ñöôïc trong nöôùc aám, tan toát trong Theobromine. Caffein ñöôïc xem nhö moät chaát kích thích vì coù khaû naêng taùc duïng ñeán heä thaàn kinh taïo ra nhöõng caûm giaùc höng phaán, saûng khoaùi cho ngöôøi duøng. Neáu haøm löôïng quaù cao noù seõ trôû thaønh moät chaát ñoäc ñoái vôùi heä thaàn kinh vaø heä tuaàn hoaøn. Haøm löôïng caffein trong boät cacao thaønh phaåm chæ chieám 0,1 g/100g saûn phaåm khoâng gaây nguy hieåm cho ngöôøi duøng. Caùc acid höõu cô: Haøm löôïng trong phoâi nhuû khoaûng 0,6% Acid höõu cô trong haït toàn taïi ôû 2 daïng: Acid höõu cô deã bay hôi: ñöôïc loaïi boû daàn trong quaù trình cheá bieán. Acid höõu cô khoâng bay hôi: acid malic, acid tauric, acid ovalic … Chaát thôm: Chaát thôm laø thaønh phaàn coù giaù trò lôùn trong quaû cacao, trong quaû toàn taïi ôû 2 daïng: Chaát thôm deã bay hôi: nhöõng chaát naøy thöôøng coù muøi khoù chòu vaø haàu heát seõ bay ñi trong quaù trình cheá bieán( rang vaø ñaûo troän nhieät), töø ñoù laøm taêng höông thôm vaø vò ngon cho saûn phaåm. Chaát thôm khoù bay hôi: laø yeáu toá aûnh höôûng ñeán höông vò cuûa saûn phaåm. Nhöõng chaát naøy hoaø tan trong bô cacao vaø raát khoù loaïi tröø. III. nguyeân lieäu: nguyeân lieäu cuûa quaù trình saûn xuaát boät cacao coù theå ñi töø haït cacao töôi hoaëc söû duïng haït cacao thöông phaåm Nguyeân lieäu laø haït cacao töôi: Haït cacao seõ ñöôïc qua quaù trình sô cheá thaønh haït cacao thöông phaåm vaø ñi vaøo qui trình saûn xuaát boät cacao. Caùc thoâng soá yeâu caàu veà tính chaát vaät lyù cuûa haït ca cao Thoâng soá Giaù trò trung bình Khoái löôïng haït töôi/khoái löôïng traùi 0,25 Khoái löôïng haït uû/khoái löôïng haït töôi 0,86 Khoái löôïng haït khoâ/khoái löôïng haït töôi 0,44 Khoái löôïng haït khoâ/khoái löôïng haït uû 0,51 Khoái löôïng 1m3 haït töôi 900kg Khoái löôïng 1 haït ca cao khoâ 1-1,25g Tieâu chuaån chaát löôïng cuûa haït ca cao Tieâu chuaån Moâ taû Soá löôïng haït/100g Loãi (%) Khieám khuyeát Aåm (%) Laãn taïp chaát Haït moác Haït xaùm FAO Loaïi 1 - 3 3 3 7,5 0 AFCC Toát 100 5 5 - - - CAL Toát 100 5 5 - - - CMAA - 100 4 10 4 - - QUY TRÌNH SÔ CHEÁ HAÏT CACAO TÖÔI Traùi cacao töôi Voû Taùch voû Uû (leân men) Saáy Phaân loaïi Haït cacao thöông phaåm Taùch voû: Muïc ñích: Khai thaùc: taùch voû laáy haït Quaù trình naøy coù theå thöïc hieän baèng phöông phaùp thuû coâng hoaëc baèng maùy: Phöông phaùp thuû coâng: ñaàu tieân traùi cacao seõ ñöôïc taùch boû lôùp voû baèng dao hoaëc khuùc goã sau ñoù ngöôøi ta tieán haønh laáy haït: laùch hai ngoùn tay theo chieàu daøi vaø caû 2 beân phoâi nhuõ, haït seõ deã daøng taùch ra. Boùc traùi baèng maùy: - Maùy Cacaoette(Phaùp) - Maùy Zumex(TBN) - Maùy Dinhanlense(Brazil) - W.Zinke: Costa Rica Naêng suaát: 3.000 – 10.000 traùi/giôø. UÛ(leân men): UÛ haït laø khaâu quan troïng trong quaù trình cheá bieán boät ca cao, laø böôùc thieát yeáu ñaàu tieân taïo ra nhöõng tieàn chaát cho quaù trình taïo höông vò cho saûn phaåm boät ca cao veà sau Haït sau khi boùc quaû phaûi ñöa vaøo uû tröôùc 24 giôø. Thôøi gian uû khoaûng 3-7 ngaøy tuyø thuoäc vaøo gioáng ca cao vaø phöông phaùp uû. Muïc ñích leân men: Chuaån bò: Taïo tieàn chaát höông cho quaù trình rang haït veà sau Laøm cho noäi nhuõ gioøn daãn ñeán lôùp “voû luïa” cuûa haït hôû ra, thuaän lôïi cho vieäc laøm saïch lôùp voû luïa naøy tröôùc quaù trình rang haït. Baûo quaûn: Döøng quaù trình hoâ haáp vaø naûy maàm haït cacao( laøm haït cheát) keùo daøi thôøi gian baûo quaûn haït. Cheá bieán: Laøm cho haït bôùt chaát chaùt. Böôùc ñaàu taïo caùc hôïp chaát höông vaø maøu saéc cho haït cacao. Loaïi boû lôùp nhaày treân beà maët haït. Nhöõng bieán ñoåi xaûy ra trong quaù trình uû haït: Vaät lí: Coù söï gia taêng nhieät ñoä trong quaù trình leân men nhöng khoâng vöôït quaù 500C. Teá baøo tröông leân nhôø quaù trình huùt nöôùc cuûa noäi nhuõ. Xaûy ra hieän töôïng khueách taùn beân ngoaøi vaøo trong haït vaø caùc khueách taùn noäi taïi cuûa haït. Hoùa sinh: Heä vi sinh vaät coù saün trong haït cacao, döôùi ñieàu kieän thích hôïp cho quaù trình leân men, coäng vôùi nguoàn thöùc aên doài daøo cuûa phaàn thòt haït ñöôïc hoaït hoùa vaø thöïc hieän quaù trình trao ñoåi chaát maïnh meõ laøm thòt quaû bò raõ ra vaø taïo thaønh nhöõng hôïp chaát hoùa hoïc môùi . Quaù trình leân men bôûi naám men: trong 24 -36 giôø ñaàu cuûa quaù trình leân men, vôùi söï coù maët cuûa oxy, ñöôøng bò chuyeån hoùa thaønh alcohol, lôùp nhaøy bò thuûy phaân. Song song vôùi quaù trình ñoù, vi khuaån Acetic hoaït ñoäng chuyeån alcohol thaønh acid acetic vaø sinh nhieät laøm nhieät ñoä khoái haït naâng daàn leân ( khoaûng 50oC) Trong khoaûng thôøi gian 48 -96 giôø tieáp theo, nhieät ñoä aám thích hôïp cho vi khuaån lactic Lactobacillus hoaït ñoäng, chuùng chuyeån hoùa ñöôøng, moät vaøi acid höõu cô( citric, malic..) thaønh acid lactic ( saûn phaåm chính), ethanol, CO2. Söï taïo hôïp chaát Polyphenol: Quaù trình leân men yeám khí: anthocyanin→ cyanidin vaø ñöôøng ( glycosidase) ↠ haït bò maát maøu tím Quaù trình leân men yeám khí: Catechin → quinone ( Polyphenol oxydase ) → caùc hôïp chaát maøu↠ haït hoaù naâu. Bieán ñoåi hoùa hoïc: Methylxanthine( cafein va theobromine ) : giaûm 30% Caùc hôïp chaát Polyphenol: Quaù trình leân men yeám khí: anthocyanin→ cyanidin vaø ñöôøng ( glycosidase) ↠ haït bò maát maøu tím Quaù trình leân men yeám khí: Catechin → quinone ( Polyphenol oxydase ) → caùc hôïp chaát maøu↠ haït hoaù naâu. Quaù trình taïo caùc tieàn toá höông vaø maøu cho quaù trình cheá bieán: Sucrose → ñöôøng khöû ( invertase ) . ( fructose > gluco ). Protein → oligo peptid kî nöôùc ( aspatic – endopeptidase – pH opt =3.5) → oligo peptid öa nöôùc + caùc acid amin kî nöôùc ( cacboxy peptidase). Söï thay ñoåi pH trong quaù trình leân men: haøm löôïng acid acetic taêng töø 0 – 1.36%, acid lactic taêng töø 0.05 – 0.12%, do ñoù pH giaûm töø 6.45 xuoáng 4.5. Sinh hoïc : Phoâi nha bò tieâu, haït khoâng naûy maàm ñöôïc(haït cheát) Nhieät ñoä taêng coäng vôùi söï tích luõy caùc acid höõu cô, etanol laøm haït cacao bò cheát. Söï taêng sinh khoái heä vi sinh vaät trong khoái haït. Thoâng soá kyõ thuaät Thôøi gian leân men: 5-6 ngaøy Nhieät ñoä: 45-500C Caùc thieát bò leân men: Neáu thöïc hieän leân men theo phöông phaùp coå ñieån trong thuøng goã, coù theå söû duïng caùc thuøng nhoû 45 x 45 x 45 cm, coù theå chöùa töø 80 – 85 kg haït töôi. Ñaùy thuøng coù ñuïc loã , phuû laù chuoái. Khi leân men thöïc hieän ñaûo troän töø thuøng naøy sang thuøng khaùc. Hoaëc cuõng coù theå leân men trong khay. Söû duïng khay coù kích thöùôc: 75 x 75 x 10 cm, 2 khay caùch nhau 0.5 cm , choàng 10 khay ñaëc treân beä di ñoäng, khoâng ñaûo troän. Neáu thöïc hieän leân men ñoå ñoáng: loùt caùc taám laù chuoái leân nhöõng thanh goã vaø ñoå khoái haït vaø roài ñaäy laù laïi. Ñaûo troän sau ngaøy thöù 3 vaø thöù 5. Keát thuùc ngaøy thöù 7. Neáu thöïc hieän leân men ñaëc bieät: chæ coù loaøi cacao “ Nacional” nhoùm forastero ôû Equado, vôùi ñaëc ñieåm: haït to, maäp hôn, phoâi nhuõ coù maøu tím nhaït hôn vaø ñaëc bieät laø höông vò noù raát ñaëc bieät do ñöôïc thöïc hieän quaù trình leân men nhö sau: Leân men + phôi keát hôïp : 2-3 ngaøy Ñeâm : ñaùnh ñoáng → uû Ngaøy: phôi + ñaûo baèng chaân suoát ngaøy ( “ khieâu vuõ cacao” ).. Loaïi cacao naøy coøn ñöôïc goïi laø “ Arriba “ haûo haïng. Sau ñoù haït cacao ñöôïc röûa saïch ñeå loaïi boû lôùp nhaøy do phaàn thòt quaû ñaõ bò leân men. Yeâu caàu kyõ thuaät: coù söï ñaûo troäân hôïp lyù, haït cacao sau khi leân men seõ coù maøu naâu vaøng ñoàng nhaát. haït cacao leân men haït cacao leân men 20% haït cacao khong leân men III.1.3.Phôi, saáy cacao: Haït cacao sau khi röûa ñeå raùo sau ñoù ñem saáy khoâ tôùi ñoä aåm 7.5%. Ta coù theå saáy baèng loø saáy hoaëc traûi khoái cacao leân taám nylon hay taám vaûi saïch roài phôi naéng. Khi söû duïng loø saáy phaûi chuù yù laø khoâng ñeå nhieân lieäu dính vaøo haït cuõng nhö khoùi baùm vaøo vì nhö theá seõ laøm aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn phaåm. Muïc ñích quaù trình saáy: Chuaån bò: taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình nghieàn thaønh boät nhaõo. Hoaøn thieän: - Caùc bieán ñoåi hoaù hoïc xaûy ra tieáp tuïc beân trong haït sau thôøi kyø leân men ñeå taïo höông vò cho caca - Öùc cheá caùc vi sinh vaät khoâng mong muoán taïo muøi khoâng mong muoán vaø laøm toån thöông phoâi nhuõ trong quaù trình leân men Baûo quaûn: - Giaûm haøm aåm cuûa haït coøn 6-8% giuùp baûo quaûn haït laâu hôn tröôùc khi ñöa vaøo cheá bieán. - Tieâu dieät, öùc cheá vi sinh vaät . Caùc bieán ñoåi trong quaù trình saáy haït: Vaät lí & hoùa lí : - Haøm aåm cuûa haït giaûm töø 55% xuoáng coøn 6-8% do söï bay hôi - Giaûm khoái löôïng rieâng cuûa haït, khoái haït bò taùch nöôùc neân haït trôû neân cöùng, gioøn. - Söï khueách taùn nöôùc töø beân trong haït ra ngoaøi vaø söï khueách taùn noäi taïi cuûa haït(chuû yeáu laø theobromine). Hoùa sinh: - Trong giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình saáy, nhieät ñoä chöa cao laém, caùc vi sinh vaät tieáp tuïc hoaït ñoäng toång hôïp nhöõng hôïp chaát höông, khi nhieät ñoä trong thieát bò ñaõ oån ñònh, töùc khoaûng 60 – 70o C , vi sinh vaät haàu heát bò tieâu dieät hoaëc voâ hoaït, caùc phaûn öùng sinh hoùa luùc naøy döøng laïi. Hoùa hoïc: ôû nhieät ñoä saáy khoaûng 60 -70OC, khoái haït coù nhöõng bieán ñoåi hoùa hoïc nhö sau: Söï thay ñoåi ñoä acid vaø caùc chaát deã bay hôi: haøm löôïng caùc acid deãâ bay hôi ( tính theo acid acetic) tröôùc khi rang laø 0.4%, sau khi rang laø 0.3%; haøm löôïng acid tröôùc khi rang laø 0.92%, sau khi rang laø 0.67%. Acid deã bay hôi bò taùch ra laøm tieâu hao chaát khoâ trong giôùi haïn 0.1 – 0.2% Söï thay ñoåi maøu:ôû nhieät ñoä rang thích hôïp cho phaûn öùng Maillard giöõa acid amin ñöôïc taïo thaønh do protein bò thuûy phaân trong quaù trình leân men vaø ñöôøng khöû coù saün trong haït taïo höông, maøu cho haït. Yeâu caàu kyõ thuaät: Khoái cacao sau khi saáy ñaït ñoä ñoàng nhaát veà maøu saéc, haït khoâng bò chaùy kheùt, khoâng bò nhieãm muøi cuûa nhieân lieäu duøng gia nhieät. Phôi haït ca cao Saáy: ñöôïc aùp duïng ôû nhöõng nôi ít naéng vaø ñoä aåm khoâng khí cao, haït cacao ñöôïc saáy khoâ baèng caùc maùy saáy. Trong phöông phaùp naøy quaù trình saáy neân tieán haønh töø töø vôùi nhieät ñoä khoâng khí saáy khoaûng 60- 700C ñeå hoaøn taát quaù trình oxy hoaù cuûa enzym. Yeâu caàu: Nhieät ñoä saáy: 90-150 0C Thôøi gian saáy: 20-40 phuùt tuyø thuoäc vaøo thieát bò söû duïng. Hao huït 0,1- 0,2% löôïng chaát khoâ. Hình 6: Thieát bò saáy thuøng quay Thöïc hieän quaù trình theo töøng meû, moãi quaù trình thöïc hieän 45 phuùt (keå caû thôøi gian nhaäp lieäu vaø laáy saûn phaåm). Thieát bò coù: Dung tích: 2m3 Coâng suaát ñoäng cô: 4 Hp Vaän toác quaït: 500 voøng/phuùt Phaân loaïi: Muïc ñích: - Hoaøn thieän: loaïi boû taïp chaát ra khoûi khoái haït, phaân chia haït cacao thaønh nhöõng phaåm caáp chaát löôïng khaùc nhau. Loaïi haït Haït xaùm(%) Haït moác, naûy maàm, saâu(%) Loaïi I (good fermented) Döôùi 5% Döôùi 5% Loaïi II ( fair fermented) Döôùi 10% Döôùi 10% Loaïi III ( fair average quality) Döôùi 12% Khoâng giôùi haïn Nguyeân lieäu laø haït cacao thöông phaåm: Haït cacao thöông phaåm ñöôïc ñöa vaøo quaù trình cheá bieán boät cacao phaûi ñaûm baûo: Phaûi ñöôïc uû vaø phôi saáy khoâ hoaøn toaøn, khoâng coù muøi khoùi vaø muøi laï ngoaøi muøi cacao. Khoâng coù coân truøng trong haït. Haït cacao phaûi ñoàng ñeàu veà kích thöôùc. Trong khoái haït khoâng coù maûnh vôõ cuûa voû haït vaø caùc taïp chaát. Yeâu caàu caûm quan: Haït khoâ vaø coù ñoä cöùng caàn thieát, voû haït ít bò nhaên nheo. Coù söï phaân taùch giöõa voû vaø phoâi nhuõ. Phoâi nhuõ coù maøu naâu hoaëc naâu hôi tía, muøi thôm ñaëc tröng, ít chaùt. Khoái haït chæ coù ít haït xaùm (do len men quaù laâu) vaø haït moác. Troïng löôïng haït sau phôi saáy baèng 10- 15% troïng löôïng haït môùi taùch voû. Thaønh phaàn hoaù hoïc (khoâng bô) cuûa haït Ñaïi löôïng Thaønh phaàn (%) Tro 6,34 N 5 Theobromine 3,29 Caffeine 0,15 Tinh boät 14,2 Pectins 9,52 Tannic acid 4,61 CHÖÔNG II: QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ VAØ THUYEÁT MINH QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ I. Qui trình coâng ngheä: II. thuyeát minh qui trình coâng ngheä: Toång quan qui trình chuyeån ñoåi hoät cacao thaønh boät cacao Laøm saïch: haït cacao ñöôïc laøm saïch ñeå loaïi boû nhöõng vaät lieäu khoâng lieân quan tôùi: raùc, soûi, laù, coân truøng, haït bò hö hoûng do quaù trình vaän chuyeån, baûo quaûn. Rang: ñeå laøm daäy muøi thôm vaø maøu saéc, haït cacao phaûi ñöôïc rang. Nhieät ñoä, thôøi gian, ñoä aåm aûnh höôûng quaù trình rang phuï thuoäc loaïi haït söû duïng vaø loaïi saûn phaåm ñoøi hoûi töø quaù trình. Chaø: moät maùy chaø ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû voû töø haït ñeå laïi haït cacao, sau khi chaø ta ñöôïc “cocoa nibs”(hoät cacao) Kieàm hoaù: hoät cacao sau khi chaø coù theå ñöïôc kieàm hoùa. Trong saûn xuaát Dutch cocoa phaûi ñöôïc kieàm hoaù, thöôøng söû duïng K2CO3(potassium carbonate), ñeå caûi thieän muøi( do acid yeáu ñöôïc trung hoøa) vaø maøu ( phaûn öùng oxy hoùa, polyme hoùa, phaûn öùng vôùi nhöõng thaønh phaàn khaùc cuûa haït cacao laøm taêng haøm löôïng caùc hôïp chaát maøu Polyhydroxyphenol cho khoái haït). Nghieàn: haït sau ñoù ñöôïc nghieàn ñeå taïo dung dòch cacao liquor (moät thaønh phaàn cacao taïo thaønh bô cacao). Nhieät ñoä vaø möùc ñoä nghieàn khaùc phuï thuoäc loaïi haït cacao söû duïng vaø saûn phaåm yeâu caàu. EÙp: cacao liquor ñöôïc eùp ñeå trích ra bô cacao . Ñeå laøm boät cacao ta tieán haønh eùp maïnh trích ly 10-25% bô cacaco töø chocolate liquor. Baõ eùp cacao (cocoa presscake) ñöôïc söû duïng lamø boät cacao. Khoái löôïng bô trích ra töø liquor ñöôïc ñieàu khieån bôûi nhaø saûn xuaát ñeå taïo ra baõ eùp cacao vôùi haøm löôïng chaát beùo khaùc nhau. Nghieàn thaønh boät: Töø sau khi eùp qui trình ñöôïc chia laøm 2 höôùng khaùc nhau. Bô cacao ñöôïc söû duïng trong quaù trình saûn xuaát chocolate. Baõ eùp caocao ñöôïc phaù vôõ thaønh nhöõng mieáng nhoû (nghieàn sô boä), sau ñoù nghieàn thaønh boät cacao. Cocoa ít beùo chöùa 10-13% beùo Cocoa nhieàu beùo chöùa 15-25% beùo Cacao ít beùo thöôøng söû duïng cho thöùc uoáng cacao Cacao nhieàu beùo thöôøng söû duïng cho muøi vò baùnh ngoït Chuù yù: ñeå saûn xuaát ñöôïc boät cacao coù chaát löôïng toát ñoøi hoûi phaûi coù nguyeän lieäu haït toát, ñieàu naøy raát khoù thöïc hieän ( giaù thaønh cao). Ñeå caûi thieän chaát löôïng saûn phaån, ngoaøi vieäc ñieàu khieån toát caùc quaù trình caùc haõng saûn xuaát thöôøng troäân nhieàu loaïi cacao vôùi nhau theo moät coâng thöùc rieâng, qua ñoù hoï coù theå taïo ñaëc tröng rieâng cho saûn phaåm. Quaù trình laøm saïch: II.1.1.Muïc ñích coâng ngheä: Chuaån bò:loaïi taïp chaát ra khoûi khoái haït ñeå thöïc hieän caùc quaù trình tieáp theo. Hoaøn thieän: naâng cao ñoä ñoàng nhaát vaø chaát löôïng khoái nguyeân lieäu. II.1.2. Bieán ñoåi: Caùc bieán ñoåi vaät lyù, hoùa hoïc, hoaù lyù, sinh hoïc, hoaù sinh, caûm quan laø khoâng ñaùng keå trong quaù trình phaân loaïi. II.1.3.Phöông phaùp thöïc hieän: Thöïc hieän theo phöông phaùp röûa xoái: duøng doøng nöôùc chaûy ñeå keùo nhöõng chaát baån theo nöôùc ra ngoaøi. II.1.4. Thoâng soá kyõ thuaät: Duøng tia nöôùc phun (p=2-3 at) hay voøi sen ñeå xoái. Nöôùc röûa phaûi laïnh vaø saïch. Coâng vieäc laøm saïch bao goàm moät loaït caùc coâng ñoaïn nhôø vaøo söï phoái hôïp cuûa caùc saøng laéc vôùi caùc kích thöôùc loã saøng khaùc nhau, quaït huùt, nam chaâm vaø cyclone ñeå phaân ly taïp chaát trong khoái haït cacao thoâ nhö: MOG (Materials Other than Grain), voû haït vuïn, sôïi bao boá, soûi ñaù, maûnh kim loaïi, buïi baëm… Hao huït qua heä thoáng laøm saïch öôùc chöøng 1-1.3% tính theo khoái löôïng. II.2. Quaù trình rang: II.2.1.Muïc ñích coâng ngheä cuûa quaù trình rang: Chuaån bò: Chuaån bò cho quùa trình chaø:laøm lieân keát giöõa voû vaø nhaân haït ca cao yeáu ñi, giuùp thuaän lôïi cho quùa trình chaø sau naøy Cheá bieán : taïo caùc hôïp chaát thôm ñaëc tröng cho saûn phaåm, taïo maøu cho saûn phaåm Hoaøn thieän: loïai moät phaàn acid acetic, chaát deã bay hôi cuûa cacao( nhöõng hôïp chaát naøy laøm cho haït cacao coù muøi khoù chòu), caûi thieän muøivò, maøu saéc cho saûn phaåm. Baûo quaûn: haï haøm aåm töø 7-8% xuoáng coøn 2-3%, voâ hoïat enzym, tieâu dieät vi sinh vaät. II.2.2.Caùc bieán ñoåi cuûa haït ca cao xaûy ra trong quùa trình rang: II.2.2.1. Bieán ñoåi vaät lyù: - Söï taêng nhieät ñoä trong quaù trình rang. - Giaûm troïng löôïng :haït rang thöôøng maát 4-6% troïng löôïng ( do maát nöôùc, nhöõng caáu töû deã bay hôi laøm keùo theo giaûm haøm löôïng chaát khoâ), giaûm theå tích, taêng troïng löôïng rieâng cuûa saûn phaåm. Thaønh phaàn ñoä aåm cuûa haït trong quaù trình rang. Chæ soá % Cuøi Voû Phoâi nhuõ Haøm löôïng aåm ban ñaàu 6,6 1,6 8,2 Haøm löôïng chaát khoâ 80,9 10,6 91,8 Tieâu hao ñoä aåm khi rang 4,6 1,4 6,0 Ñoä aåm coøn laïi sau rang. 2,0 0,2 2,2 II.2.2.2. Bieán ñoåi hoaù hoïc: - Giaûm haøm löôïng chaát chaùt.töø 6% -> 2-3%. Taïo maøu saûn phaåm do phaûn öùng Maillard.Maøu naâu ñoû cuûa Flobaphen vaø caùc chaát maøu khaùc nhö Anthocyanin Taïo höông cho saûn phaåm do söï phaân huûy hôïp chaát glucide taïo höông vanile vaø höông cuûa phaûn öùng Maillard. Söï bieán ñoåi haøm löôïng polyphenol: Söï bieán ñoåi haøm löôïng polyphenol trong quaù trình rang ôû nhieät ñoä khaùc nhau laø khaùc nhau: Nhieät ñoä rang Nhieät ñoä taâm cacao Löôïng Pentamer Toång procyanidin 1270C 1190C 1953 24.618 1590C 1420C 810 21.234 1810C 1620C 425 12.786 Nhieät ñoä laø moät yeáu toá quan troïng lieân quan ñeán haøm löôïng polyphenol coøn laïi trong cacao. Baûng 7: Moät soá chaát thôm ñöôïc tìm thaáy trong khoái cacao (baèng phöông phaùp AEDA: Aroma Extrac Dilution Analysis) Teân hôïp chaát Muøi FD factor (flavor dilution factor) 3-methylbutanal Ethyl 2-methylbutanoate Hexanal Unknown 2-methoxy-3-isopropylpyrazine (E)-2-octenal Unknown 2-methyl-3(methyldithio)furan 2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine 2,3-diethyl-5-methylpyrazine (E)-2-nonenal Unknown Unknown Phenylacetalñehyde (Z)-4-heptenal d-octenolactone d-decalactone Muøi maïch nha Muøi traùi caây Muøi green Muøi traùi caây, saùp Muøi buøn ñaát Muøi daàu beùo, saùp Muøi môõ Muøi thòt naáu Muøi kheùt, muøi ñaát Muøi kheùt, muøi ñaát Muøi môõ, green Muøi haêng coû Muøi saùp Muøi maät ong Muøi baùnh Muøi döøa Muøi ñaøo 1.024 1.024 512 512 512 512 512 512 256 256 256 128 128 64 64 64 64 II.3.2.3. Bieán ñoåi hoaù lyù: - Söï bay hôi nöôùc, bô cacao vaø caùc acid höõu cô.Acid deã bay hôi bò taùch ra vaø keøm theo söï tieâu hao chaát khoâ trong giôùi haïn 0.1-0.2% Tröôùc khi rang Sau khi rang Haøm löôïng caùc acid höõu cô deã bay hôi (tính theo a.acetic) 0.4% 0.3% Haøm löôïng caùc acid 0.92% 0.67% Quaù trình khueách taùn nöôùc vaø bô trong boät cacao ra beà maët haït. II.3.2.4. Bieán ñoåi sinh hoïc: - Tieâu dieät, öùc cheá ñöôïc caùc loaïi vi sinh vaät coù haïi II.3.2.5. Bieán ñoåi hoùa sinh: - Voâ hoïat caùc enzym. II.3.2.6. Bieán ñoåi caûm quan: - Taïo höông thôm ñaët tröng cho saûn phaåm ca cao. - Haït ca cao bò saãm maøu hôn. Thaønh phaàn haït cacao sau khi rang: Thaønh phaàn% Voû Loõi Phoâi Ñoä aåm 3.8 2.72 5.2 Protien 13.1 12.12 24.4 Caffein 0.1 0.4 - Theobromin 1.3 1.04 3.0 Chaát beùo 3.4 50.12 3.5 Tinh boät 2.8 9.07 - Xô 16.7 2.64 2.9 Chaát phi Nitô - 19.57 - Tro 8.1 3.32 6.5 II.2.3. Phöông phaùp thöïc hieän: Rang laø quaù trình ñoát noùng nguyeân lieäu vaø giöõ chuùng ôû traïng thaùi noùng ñöôïc ñaûo troän lieân tuïc trong thieát bò. Nhieät ñoä rang phuï thuoäc vaøo loïai haït cacao vaø yeâu caàu cuûa saûn phaåm cacao cuoái cuøng Thôøi gian rang töø 15-70’, phuï thuoäc vaøo caáu truùc vaø kích thöôùc maùy.Döøng quaù trình rang khi ngöûi thaáy muøi thôm ñaëc tröng, phaûi döøng laïi tröôùc khi muøi kheùt boác leân. Trong saûn xuaát boät cacao : nhieät ñoä rang cao hôn trong saûn xuaát chocolate :1160-1210C/240-250F. Nhöng ñeå coù maøu ñoû ñaët tröng cuûa cacao thì nhieät ñoä thaáp hôn coù theå ñöôïc öùng duïng. Trong saûn xuaát chocolate : xöû lyù nhieät “meàm” hôn : 990-1040C/210-220F vaø muøi vò ñöôïc taêng cöôøng trong caùc quaù trình tieáp theo. Nhieät ñoä ñöôïc tính laø nhieät ñoä cuoái cuøng cuûa haït rang Nhieät ñoä söû duïng chính xaùc ñöôïc xaùc ñònh qua thöïc nghieäm vôùi loïai maùy rang, loïai haït vaø yeâu caàu höông vò cuoái cuøng cuûa saûn phaåm. Trong saûn xuaát bô cacao thì nhieät ñoä chæ caàn aám ñeå nôùi loûng lieân keát voû-nhaân. Nhieät ñoä thaáp laøm cho bô cacao coù höông dòu phuø hôïp vôùi saûn phaåm söõa chocolate. * Thôøi gian vaø nhieät ñoä rang cuûa gioáng Criollo ngaén hôn gioáng Forastero. Rang giaùn ñoïan: Thöôøng rang trong thuøng quay.Nhieät ñöôïc truyeàn töø beân ngoøai vaøo. Nhieät ñoä rang khoûang 20-40’. Rang giaùn ñoïan khoâng öu vieät baèng rang lieân tuïc. Rang lieân tuïc mang tính chaát coâng nghieäp, ít laøm vôõ haït vaø ít laøm dòch chuyeån bô töø nhaân ra voû cacao. Rang lieân tuïc: Thöôøng coù daïng thuøng quay, hình oáng, söû duïng khoâng khí thoåi qua doøng haït lieân tuïc. Nhieät ñoä rang khoûang 900-1500C vaø coøn phuï thuoäc thôøi gian rang, loïai saûn phaåm ñeå sao cho voû cacao khoâng bò chaùy. Thieát bò rang lieân tuïc giuùp kieåm soùat chaëc cheõ caùc thoâng soá kyõ thuaät nhôø vaäy chaát löôïng rang cao hôn nhieàu. ÔÛ nhaø maùy hieän ñaïi thì taùc nhaân saáy laø khí hoùa loûng propan-butan.Loïai nguyeân lieäu naøy raát ñaét nhöng raát saïch, caloriphe nhoû goïn vaø deã kieåm soùat caùc thoâng soá quaù trình. Coù theå tieán haønh rang hai giai ñoïan : haït ñöôïc ñun noùng ôû nhieät ñoä thaáp trong thieát bò kín vaø aåm, sau ñoù môùi saáy ñeán nhieät ñoä caàn thieát. Haït sau khi rang phaûi laøm nguoäi ngay ñeå giöõ höông thôm vaø haïn cheá söï chuyeån chaát beùo vaøo voû. Sau khi rang thì haït raát deã huùt aåm neân caàn baûo quaûn thaät kyõ trong khi chôø cheá bieán. Ngoøai ra coøn coù rang nhaân cacao vaø rang khoái cacao Nhöôïc ñieåm cuûa rang nguyeân haït so vôùi rang nhaân vaø rang cacao khoái: Phaûi gia nhieät caû phaàn voû haït, Khoâng naâng cao ñöôïc chaát löôïng haït xaáu Khoâng loïai boû ñöôïc caùc hôïp chaát khoâng mong muoán. Laøm thaát thoùat chaát beùo, do chaát beùo di chuyeån ra voû. Nhöõng vaán ñeà veà kích thöôùc khaùc nhau cuûa haït: Haït coù kích thöôùc beù Haït coù kích thöôùc trung bình Haït coù kích thöôùc lôùn Khoái löôïng 100 haït 80-85 g 100-105 g 120-140 g Thaønh phaàn voû 16-18% 12-16% 10-14% Tình traïng rang Voû bò chaùy Taêng höông vò raát nhieàu. Chaát löôïng rang ñaït toát nhaát. Trong taâm cuûa haït chöa ñöôïc rang Öu ñieåm cuûa rang nguyeân haït so vôùi rang nhaân vaø rang cacao khoái: Deã thöïc hieän, khoâng caàn qua xöû lyù nhieät ñeå taùch voû Quaù trình nghieàn thoâ haït deã daøng. II.2.4. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa thieát bò rang: Caáu truùc maùy rang phaûi ñöôïc thieát keá sao cho ñaûm baûo khoâng coù söï nhieãm taïp chaát töø nhieân lieäu vaøo saûn phaåm, taùch aåm vaø bay hôi acid toát vaø söï phaân huûy caùc hôïp chaát trong baûn thaân haït. Thieát bò rang giaùn ñoïan: Maùy rang thuøng quay.Haït cacao ñöôïc ñöa vaøo noài rang moät laàn khoûang 50-60kg.Nhieät ñoä khoâng khí trong noài töø 2500-3000C ñöôïc ñöa vaøo nhôø quaït vaø ñieàu chænh baèng van ñaët treân oáng daãn khí.Thôøi gian rang khoûang 12-13’, nhieät ñoä haït laø 1250C.Sau khi rang ñöôïc laøm nguoäi haït xuoáng coøn 35-400C. Neáu rang quaù noùng thì bô cacao bò phaân huûy thaønh Arolein (C3H4O) laøm giaûm vò ngon cuûa saûn phaåm, protien bò bieán tính. Cöûa ñeå pheãu nhaäp lieäu khi ñoå haït vaøo rang Cöûa ñeå cho haït vaøo khoái caàu vaø thaùo ra khi chín. Khoái caàu chöùa haït ñem rang Haït ñem rang Truïc quay cuûa maùy löôõi gaø ñeå ñaûo troän khi maùy quay buoàng ñoát oáng thoùat khoùi vaø hôi naép hình noùn duøng ñeå ñaäy vaø giöõ nhieät, Thieát bò ñöôïc khôûi ñoäng tröùôc, nguyeân lieäu ñöa vaøo töø töø. Tuyø theo tính chaát nguyeân lieäu maø cho nguyeân lieäu vaøo thieát bò ñaõ ñöôïc ñun noùng tröôùc ñeán nhieät ñoä yeâu caàu hoaëc cho vaøo ngay töø ñaàu roài thieát bò ñöôïc ñun noùng daàn. Maùy konti roaster 304/1 pheãu nhaäp lieäu löôùi loïc haït rang quaït calorifer Öùng duïng : rang lieân tuïc. Ñaëc ñieåm caáu truùc : - Keát hôïp rang vaø laøm laïnh. Khu vöïc rang ñöôïc caùch nhieät baèng taám theùp saïch. - Rang trong doøng khí tuaàn hoaøn ñöôïc sinh ra baèng quaït.Doøng khí ñöôïc gia nhieät tröôùc khi tieáp xuùc vôùi khoái haït. - Laøm laïnh baèng khoâng khí maùt. - Loái vaøo cuûa haït vôùi söï ñieàu khieån töï ñoäng cho caùn rang. - Löôïng vaät lieäu ñöa vaøo ñöôïc ñieàu khieån töøng böôùc moät. - Nhieät ñoä rang ñöôïc ñieàu khieån töï ñoäng cho an toaøn. - Doøng khí tuaàn hoaøn vaø doøng khí laøm laïnh ñöôïc laøm saïch nhôø heä thoáng loïc. - Nhieät ñoä toaøn quaù trình ñöôïc hieån thò treân hoäp ñieàu khieån , hoäp ñieàu khieån noái vaøo mayù ghi. Thoâng soá kó thuaät Naêng suaát Max 1250kg/h Naêng löôïng ca62n 15kw Lu7o75ng khoâng khí tieâu thuï 220kg/h Kích thöôùc maùy 2900x2230x3965mm Tro5ng lu7o75ng 3500kg Haït cao cao sau khi rang haït cacao khoâng ñöôïc rang Quaù trình rang thuû coâng: II.3. Quaù trình chaø: II.3.1. Muïc ñích coâng ngheä cuûa quaù trình chaø: - Khai thaùc: chaø giuùp laøm vôõû voû cuûa haït ca cao, loaïi boû nhöõng phaàn khoâng caàn trong saûn phaåm cuoái cuøng: voû haït, taïp chaát baån… II.3.2. Caùc bieán ñoåi cuûa nguyeân lieäu trong quaù trình chaø: Bieán ñoåi vaät lyù: - Caáu truùc haït thay ñoåi: voû traáu ñaõ bò taùch ra khoûi haït ca cao, laøm khoái löôïng haït bò thay ñoåi.Kích thöôùc maûnh vôõ >3mm (chieám 85-90% toång saûn phaåm sau chaø ) Bieán ñoåi hoùa hoïc, hoaù lyù, sinh hoïc, hoaù sinh, caûm quan laø khoâng ñaùng keå trong quaù trình chaø. II.3.3. Phöông phaùp thöïc hieän: Haït ca cao sau khi rang gioøn, voû vaø loõi ñaõ rôøi nhau neân deã taùch voû ra khoûi haït. Döïa vaøo löïc ma saùt ñuû lôùn ta coù theå taùch voû ra khoûi nhaân haït. Maõnh vôõ phaûi ñuû lôùn sao cho caøng ít buïi caøng toát nhöng phaûi ñuû ñeå deã taùch nhaân ra khoûi lôùp voû cöùng vaø voû luïa deã daøng. II.3.4. Nguyeân taét hoaït ñoäng cuûa thieát bò: Caùc loïai maùy chaø cuõ thì söû duïng truïc baùnh raêng ñeå phaù vôõ haït. Caùc loïai maùy chaø hieän ñaïi : Maùy chaø hoïat ñoäng treân nguyeân taéc duøng löïc ma saùt cuûa hai ñóa gang ñeå xeù lôùp voû luïa. Haït vaøo pheãu nhaäp lieäu ñöôïc vít taûi chuyeån ñeán trung taâm cuûa 2 ñóa gang, hai ñóa naøy quay taïo ra löïc ma saùt laøm taùch lôùp voû luïa vaø laøm haït vôõ ra thaønh nhieàu maûnh theo maùy höùng vaøo thuøng chöùa. Naêng suaát 200 kg/ngaøy Ñóa gang coù ñöôøng kính 20cm Ñoäng cô 3 pha 1.5HP pheãu nhaäp lieäu ñóa gang ñöùng yeân ñóa gang quay boä phaän ñieàu chænh khe heïp cuûa ñóa gang coát maùy vít taûi oå bi buli thaân maùy Haït ca cao sau khi rang theo vít taûi ñöôïc ñöa vaøo pheãu naïp lieäu, pheãu coù khaû naêng ñieàu chænh ñöôïc löôïng naïp lieäu töï ñoäng. Trong thieát bò do ma saùt voû luïa ñöïôc taùch ra khoûi nhaân haït, phaàn nhaân haït theo moät ñöôøng rieâng ra ngoaøi, voû luïa ñöôïc quaït thoåi taäp trung chöùa ôû cylon. Winnowing plant90 Öùng duïng: nghieàn vaø laøm saïch haït cacao ñaõ rang vaø khoâ Mieâu taû: Haït ñöôïc laøm nay vaøo hoäp naïp lieäu baèng cöûa van ñieàu khieån Baêng taûi ñöa leân saøng phaân loaïi Saøng phaân loaïi vôùi nhöõng thanh chaén gaøi vaøo, töï noù laøm saïch, ñöôïc chaïy baèng hai boä phaän chaân ñoäng beân ngoaøi Maùy nghieàn hình phieãu vôùi vaän toác lôùn ñeã taïo löïc vôõ vaät lieäu ñoäc laäp caùi maø ñaõ rang Böôùc saøng vôùi 5 kích thöôùc khaùc töø thoâ ñeán tinh ñöôïc chaïy baèng hai maùy chaán ñoäng beân ngoaøi Caùi caøo saøn cho phaân boá vaät lieäu vaø cho laøm saïch Voû non taïi ñieåm cuoái cuûa saøng naèm treân saøng vaø ñöôïc taùch ra baèng doøng khí Quaït noái vôùi cylon ñeå huùt ra ngoaøi Ñieàu khieån Naêng suaát Max 1600kg/h Naêng löôïng 10kw Kích thöôùc 8280x2650x4000mm Khoái löôïng 5630kg Dieän tích 3750x9500mm Caùc phöông phaùp tröôùc ñaây : nhaân cacao coù theå chöùa 1.5-2% voû vaø moät löôïng raát ít phoâi. Trong qui trình saûn xuaát cacao chaát löôïng cao, phaàn nhaân cacao saûn phaåm coù theå chöùa ít nhaát 0.5% voû. Vôùi söï möu taû ôû treân cho thaáy raèng maùy chaø caàn ñieàu khieån vaø baûo döôõng caån thaän. Ñoù laø nhieäm vuï cuûa caùc kyõ thuaät vieân vaø quaûn lyù chaát löôïng baèng vieäc laáy maãu ngaãu nhieân ñem ñi phaân tích. Treân thöïc teá, söï hoaït ñoäng khoâng toát cuûa maùy chaø aûnh höôûng raát lôùn ñeán chaát löôïng vaø giaù caû saûn phaåm. II.4. Quaù trình phaân ly : II.4.1. Muïc ñích coâng ngheä cuûa quaù trình phaân ly: - Khai thaùc: phaân ly thaønh hai phaàn : phaàn maûnh nhaân coù ít voû vaø maàm; phaàn voû haït ít maûnh nhaân. Chuùng ta mang phaàn maûnh nhaân coù ít voû ñem nghieàn thoâ. II.4.2. Caùc bieán ñoåi cuûa nguyeân lieäu trong quaù trình phaân ly: Bieán ñoåi vaät lyù: Taùch phaàn voû ra khoûi phaàn nhaân. Bieán ñoåi hoùa hoïc, hoaù lyù, sinh hoïc, hoaù sinh, caûm quan laø khoâng ñaùng keå trong quaù trình chaø. II.3.3. Phöông phaùp thöïc hieän: Döïa treân söï khaùc nhau khoái löôïng rieâng cuûa maûnh nhaân vaø voû haït : phaân ly baèng saøng vaø phaân ly baèng khí ñoäng. Hieäu suaát phaân ly : 83% maûnh nhaân (1.5-2% voû + maàm) Phaân loïai maûnh nhaân: maûnh nhaân :52-55.5% bô maûnh nhaân : 35-48 % bô maûnh nhaân : 30-36 % bô boät cacao chæ ñöôïc chöùa toái ña laø 1.75% voû cöùng vaø voû luïa, neáu chöùa nhieàu quaù boät cacao seõ bò ñaéng vaø khoù nghieàn. Caùc phöông phaùp tröôùc ñaây : nhaân cacao coù theå chöùa 1.5-2% voû vaø moät löôïng raát ít phoâi. Trong qui trình saûn xuaát cacao chaát löôïng cao, phaàn nhaân cacao saûn phaåm coù theå chöùa ít nhaát 0.5% voû. II.3.4. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa thieát bò phaân ly: Chuùng ñöôïc thieát keá caùc saøng vaø caùc doøng khí ñeå phaân chia. Caùc loïai maùy phaân ly cuõ thì söû duïng saøng hình truï xoay vôùi söï giaûm kích thöôùc loã saøng, doøng khí gaëp khoái haït bò vôõ vôùi caùc phaàn töû kích thöôùc khaùc nhau. Caùc loïai maùy phaân ly hieän ñaïi thì söû duïng heä nhieàu saøng vôùi kích thöôùc loã saøng khaùc nhau giöõa saøng treân vaø saøng döôùi, loã saøng lôùn nhaát ñaët treân cuøng. Maûnh voû seõ ñöôïc loïai boû bôûi söï huùt cuûa doøng khí neùn phía treân moãi saøng, coøn maûnh nhaân cacao ñöôïc giöõ treân saøng vaø tröôït treân caùc maët phaúng khaùc nhau cuûa maùy. Heä thoáng saøng rung ñöôïc ñaët nghieâng. Buïi ñöôïc thu hoài nhôø heä cylon ñaët treân heä thoáng chaø. Saûn phaåm cuûa quaù trình chaø ñöôïc chia laøm hai phaàn cô baûn : phaàn nhaân cacao raát ít voû, phoâi vaø phaàn voû. Baûn thaân phaàn voû ñöôïc chia laøm nhieàu möùc khaùc nhau. Caùc saûn phaåm cuûa quaù trình chaø: Maûnh nhaân lôùn Maûnh nhaân nhoû Maûnh nhaân mòn Maûnh voû mòn, voû nhoû, buïi Maûnh voû lôùn Haøm aåm(%) 2-2.5 3.5-6.0 3.8-7.5 7-9 8-10 Löôïng bô(%) 52.5-55.5 35-48 30-36 5-17 2-3 Löôïng voû (%) 0.2-1.5 Löôïng phoâi(%) 0.1-1.5 Phaàn nhieàu maûnh nhaân cacao lôùn ñöôïc duøng cho saûn xuaát cacao, chocolate chaát löôïng cao. Phaàn nhieàu maûnh nhaân cacao nhoû thöôøng bò laãn voû vaø phoâi, ñöôïc duøng trong saûn xuaát bô cacao hoaëc troän vôùi moät phaàn maûnh nhaân lôùn ñöôïc duøng trong saûn xuaát cacao, chocolate caáp hai. Maûnh nhaân mòn khoâng söû duïng cho saûn xuaát cacao vaø chocolate. Thöôøng laãn vôùi maûnh voû mòn, phoâi mòn. Ñöôïc duøng trong saûn xuaát bô cacao. phaàn nhaân cacao raát ít voû, phoâi vaø phaàn voû phaàn voû II.5. Nghieàn thoâ: II.5.1 Muïc ñích: Cheá bieán: haït cacao sau khi ñöôïc taùch voû, ñöôïc nghieàn thaønh moät khoái seät- goïi laø dòch cacao hay khoái cacao nhaøo, laø nguyeân lieäu chính ñeå saûn xuaát boät cacao. Dòch cacao coù gaàn 55% bô cacao ôû daïng huyeàn phuø, trong ñoù pha loûng laø bô cacao, pha raén laø tinh boät vaø protein. So vôùi boät cacao thoâ ban ñaàu thì sau khi ñöôïc nghieàn thoâ nguyeân lieäu bò bieán ñoåi saâu saéc. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa khoái dòch cacao: Thaønh phaàn % Nöôùc 2 Lipid 55 Protid 10,8 Glucid 1 Theobromine 1,5 Xô 2,7 Tinh boät 6,2 Pentosan 1,5 Chaát chaùt 6 Axid höõu cô 2,5 Tro 2,68 Chaát phi Nitô 7,7 Chuaån bò: sau khi nghieàn thoâ ta ñöôïc dòch cacao, do ôû daïng huyeàn phuø neân laø böôùc chuaån bò thuaän lôïi hoå trôï cho quaù trình kieàm hoùa tieáp theo, ñoàng thôøi ñaây cuõng laø böôùc chuaån bò cho quaù trình eùp ñöôïc thöïc hieän deã daøng hôn. Hoaøn thieän: nhieäm vuï chính cuûa giai ñoaïn nghieàn thoâ laø xeù vôõ caùc teá baøo cuûa haït ñeå giaûi phoùng nhöõng chaát coù trong teá baøo nhaát laø bô cacao. Nhö vaäy caøng nghieàn kyõ thì löôïng teá baøo bò phaù vôõ caøng nhieàu, ñoàng thôøi löôïng bô cacao thu ñöôïc caøng taêng vaø kích thöôùc haït phaân töû cacao caøng beù, saûn phaåm caøng mòn ñeïp. Neáu quaù trình naøy thöïc hieän toát thì goùp phaàn giuùp saûn phaåm bô cacao taêng chaát löôïng caûm quan. I.4.2. Caùc bieán ñoåi xaûy ra trong quaù trình nghieàn thoâ: Bieán ñoåi vaät lyù: Haït bò giaûm kích thöôùc do teá baøo bò xeù vôõ. àÑaây laø bieán ñoåi coù lôïi, kích thöôùc haït caøng nhoû thì kieàm hoùa deã vaø saûn phaåm cacao caøng mòn ñeïp. Nhieät ñoä taêng: do quùa trình nghieàn sinh ra löïc ma saùt laøm khoái haït cacao noùng leân. àXeùt trong moät giôùi haïn thì ñaây laø bieán ñoåi coù lôïi: giuùp ta tieát kieäm ñöôïc phaàn naøo chi phí naêng löôïng do ta coù theå lôïi duïng naêng löôïng naøy ñeå taêng nhieät ñoä treân nhieät ñoä noùng chaûy cuûa bô cacao ñeå sau khi nghieàn thoâ ta ñöôïc dòch cacao seät. Nhöng caàn khoáng cheá nhieät ñoä cuûa quaù trình nghieàn trong moät giôùi haïn nhaát ñònh, neáu khoâng ñeå nhieät ñoä taêng leân quaù cao seõ gaây ra nhöõng taùc duïng baát lôïi nhö laøm saäm maøu saûn phaåm… Bieán ñoåi hoùa lyù: Sau khi teá baøo bò nghieàn xeù thì caùc chaát trong teá baøo nhaát laø bô cacao ñöôïc giaûi phoùng ra ngoaøi. àÑaây laø bieán ñoåi coù lôïi do sau khi caùc chaát beân trong teá baøo thoaùt ra ngoaøi seõ thuaän lôïi hôn cho quùa trình eùp. Coù söï thay ñoåi pha cuûa khoái cacao tröôùc vaø sau khi nghieàn, ban ñaàu ôû daïng raén chuyeån sang daïng huyeàn phuø. àÑaây laø bieán ñoåi coù lôïi do ôû daïng huyeàn phuø giuùp cho quaù trình kieàm hoùa ñöôïc thöïc hieän deã daøng hôn. Caùc bieán ñoåi khaùc haàu nhö khoâng ñaùng keå. I.4.3. Phöông phaùp thöïc hieän: Nhaân haït ñaõ taùch voû seõ ñöôïc nghieàn ôû nhieät ñoä treân nhieät ñoä noùng chaûy cuûa bô ca cao. Nhieät ñoä naøy laø do ma saùt cuûa quaù trình nghieàn sinh ra vaø ñöôïc khoáng cheá ôû 34-350C. Kích thöôùc phaân töû cacao sau khi nghieàn laø 150-200mm. Ta coù theå söõ duïng keát hôïp nhieàu loaïi maùy nghieàn nhö: maùy nghieàn buùa keát hôïp vôùi maùy nghieàn truïc hay laø maùy nghieàn ñóa keát hôïp vôùi maùy nghieàn bi truïc ñöùng hoaëc maùy nghieàn baèng hai thôùt ñaù. Thieát bò nghieàn thoâ- maùy nghieàn truïc I.4.4. Thieát bò nghieàn thoâ: 3 7 6 5 2 1 4 7 Söõ duïng thieát bò nghieàn hai thôùt ñaù: Caáu taïo cuûa thieát bò: Goàm ba caëp thôùt ñaù hoa cöông, beà maët laøm vieäc coù caùc raõnh caét, choàng leân nhau. Moãi caëp goàm coù moät thôùt döôùi coá ñònh coøn thôùt treân xoay troøn. Nguyeân taêc hoaït ñoäng cuûa thieát bò: Haït sau khi taùch boû taïp chaát vaø voû ñöôïc cho vaøo maùy nghieàn. Löu löôïng cuûa haït cho vaøo maùy nghieàn ñöôïc ñieàu chænh hôïp lyù vôùi cheá ñoä laøm vieäc cuûa nhaø maùy. Nguyeân lieäu bò eùp bôûi hai thôùt ñaù, vaø döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm sinh ra, boät nghieàn baén vaøo maùng höùng vaø ñi vaøo boàn chöùa. Khe hôû giöõa hai thôùt ñöôïc ñieàu chænh phuø hôïp thoâng qua boä phaän ñieàu chænh ñeå taïo kích thöôùc haït ca cao phuø hôïp. Trong suoát quaù trình laøm vieäc nhieät ñoä cuûa khoái ca cao ñöôïc giöõ oån ñònh trong moät giôùi haïn phuø hôïp. MAÙY BEATER MILL 13.110.3. ÖÙNG DUÏNG: Tieán haønh nghieàn haït sau khi rang laøm phaù vôû haït ca cao ñaõ kieàm hoùa hoaëc chöa kieàm hoùa thaønh khoái ca cao. Ñaëc bieät thích hôïp cho nghieàn sô boä. ÖU ÑIEÅM THIEÁT BÒ: Phuø hôïp vôùi chaát löôïng nghieàn toát, Ñieàu khieån ñöôïc löôïng naïp lieäu. Ñieàu khieån ñöôïc löôïng, kích thöôùc haït ca cao sau khi nghieàn baèng caùch ñieàu chænh ñoä roäng cuûa truïc nghieàn. Coù theå haïn cheá ñöôïc toån thaát nguyeân lieäu. Coù maøng chaén ñeå thoaùt saûn phaåm (chieàu roäng 0,5-0,8mm). Coù heä thoáng ñieàu khieån töï ñoäng dung baèng nam chaâm. Deã vaän haønh. Deã duy trì cheá ñoä hoaït ñoäng oån ñònh. Coù theå hoaït ñoäng phoái hôïp vôùi nhöõng maùy: differential mill 310H, spindle mill 292C.2. THOÂNG SOÁ KYÕ THUAÄT: Naêng suaát Max=1500kg/h Nöôùc noùng vaøo 600c 0,1m3/h Kích thöôùc maùy 1700x1480x2140mm Kích thöôùc cabinet ñieàu khieån 1000x440x1700mm Naêng löôïng 48kw Khoái löôïng maùy 1200kg Caùc yeáu toá aûnh höôûng: Haøm aåm cuûa boät thoâ coù aûnh höôûng ñaùng keå ñeán möùc ñoänghieàn vaø ñoä nhôùt cuûa khoái cacao nghieàn. Neáu ñoä aåm trong boät thoâ giaûm thì ñoä gioøn cuûa noù giaûm, do vaäy seõ khoù nghieàn boät thoâ ñeán kích thöôùc caàn thieát. Nhö vaäy ñoä aåm cuûa boät thoâ caàn giöõ ôû 2-2,5%. Ñoä nhôùt: theo moät soá nghieân cöùu cho bieát, ñoä aåm cuûa khoái cacao coù aûnh höôûng ñeán ñoä nhôùt cuûa khoái dòch cacao, vaø ñoä nhôùt thì laïi aûnh höôûng lôùn ñeán caùc quaù trình cheá bieán vaø taïo hình. Ñoä nhôùt cuûa khoái dòch cacao caøng thaáp thì quaù trình saûn xuaát caøng deã. Söï aûnh höôûng cuûa ñoä nhôùt ñeán ñoä aåm: Ñoä aåm (%) Ñoä nhôùt 2,35 1 3,65 1,4-1,5 4,9 2,2 Cocoa liquor II.6. Kieàm hoùa: II.6.1: Muïc ñích cuûa quùa trình: Cheá bieán: trong coâng ngheä saûn xuaát boät cacao quaù trình kieàm hoùa laøm thay ñoåi saâu saéc ñaëc tính cuûa nguyeân lieäu ban ñaàu, aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn phaåm cuoái cuøng. Chuaån bò: ñöa veà laïi ñoä aåm toái öu cho quaù trình eùp, giuùp quaù trình eùp thöïc hieän deã daøng hôn. Hoaøn thieän: Nhôø quaù trình kieàm hoùa maø chæ tieâu cuûa saûn phaåm ñöôïc caûi thieän roõ reät: taêng tính hoøa tan cho boät cacao, maøu naâu cuûa boät cacao taêng leân, gia taêng höông vò thôm ngon cho boät cacao, ñaây laø nhöõng yeáu toá haøng ñaàu maø khaùch haøng raát quan taâm. Laøm dòu höông vò cho boät cacao tröôùc eùp daàu Taïo maøu saéc ñaëc tröng cho khoái nhaân cacao tröôùc khi eùp. Taïo ñoä xoáp cho khoái nhaân cacao. II.6.2. Nhöõng bieán ñoåi trong quaù trình kieàm hoùa: Bieán ñoåi hoùa lyù: Söï haáp phuï nöôùc: khaû naêng hoøa tan cuûa dung dòch khoâng taêng leân nhöng caùc tieåu phaàn coù ñaëc tính huyeàn phuø laâu hôn, vaø möùc ñoä huyeàn phuø phuï thuoäc vaøo: Côõ haït: haït caøng nhoû khaû naêng laéng caøng chaäm neân tính hoøa tan taêng. Moâi tröôøng: protein vaø tinh boät lieân keát trong moâi tröôøng kieàm laøm taêng tính haùo nöôùc cuûa caû hai daãn ñeán lieân keát protein- tinh boät chaët cheõ hôn, khaû naêng laéng chaäm hôn. Söï thay ñoåi pH: trong quaù trình kieàm hoùa, pH cuûa boät cacao taêng. Bieán ñoåi hoùa hoïc: Trung hoøa caùc axid: Acetic, Citric, Tartatric, Tanic… laøm giaûm ñoä chua cuûa boät cacao. Khöû Tannin thaønh nhöõng hôïp chaát ít chaùt hôn. Thuûy giaûi este taïo ra caùc hôïp chaát coù muøi thôm. Phaân giaûi moät phaàn protein taïo thaønh axid amin, hôïp chaát amin, amoniac töï do, caùc hôïp chaát globulin töï do hay caùc protein thöù caáp khaùc. Caùc polyphenol chuyeån hoùa thaønh quinon vaø ngöng tuï maïnh laøm boät saãm maøu. Taïo maøu vaø muøi do phaûn öùng maillard giöõa ñöôøng khöû vaø acid amin. Giaûm caáp cellulose cho ra nhöõng hôïp chaát coù muøi töông töï vanillin vaø maøu naâu saäm töông töï caramel. Caùc bieán ñoåi khaùc haàu nhö khoâng ñaùng keå. II.6.3. Phöông phaùp kieàm hoùa: Ta söû duïng phöông phaùp kieàm hoùa dòch cacao hay khoái cacao nhaøo sau khi nghieàn thoâ. Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi hôn so vôùi phöông phaùp kieàm hoùa nhaân cacao bôûi vì : Boät cacao nghieàn ñaõ chuyeån thaønh dòch keo, nhôø ñöôïc khaáy troän neân dòch cacao vaø dung dòch kieàm deã daøng tieáp xuùc vaø kheách taùn ñoàng nhaát vôùi nhau, taêng cöôøng hieäu quaû kieàm hoùa Ruùt ngaén thôøi gian hôn so vôùi phöông phaùp kieàm hoaù nhaân cacao do boû qua giai ñoaïn ñôïi dung dòch kieàm thaåm thaáu hoaøn toaøn vaøo beân trong nhaân cacao. Quaù trình kieàm hoùa phuï thuoäc vaøo noàng ñoä, löôïng chaát kieàm, thôøi gian, nhieät ñoä kieàm hoùa. Xöû lyù kieàm laø cho khoái cacao taùc duïng vôùi dung dòch cacbonat hay hydroxid kieàm. Taùc nhaân kieàm hoùa thöôøng laø dung dòch Na2CO3, K2CO3 hoaëc NaOH, Ca(OH)2. Phöông phaùp kieàm hoaù bao goàm kieàm hoùa nhaân cacao, kieàm hoùa dòch cacao hay kieàm hoùa cacao nguyeân haït, noùi chung laø phuï thuoäc traïng thaùi cacao tröôùc khi vaøo trình kieàm hoùa. . . Hoùa chaát : dung dòch kieàm Na2CO3, K2CO3, NaOH hay Ca(OH)2. . Tyû leä : khoái löôïng kieàm chieám 3-8% so vôùi khoái löôïng cacao nghieàn. . Naâng pH töø 4.5-5 ñeán 6.8-7. . Nhieät ñoä keàm hoùa : 70-800C tuøy yeâu caàu cuûa saûn phaåm. . Thôøi gian kieàm hoùa 30- 45 phuùt. . Ñoä aåm sau kieàm hoaù 1,5-2%. I.5.4. Thieát bò kieàm hoùa: 2 3 1 8 7 4 5 6 Trong ñoù: 1: Van thaùo dòch kieàm. 2: Truïc maùy. Dòch cacao ñöôïc taåm dung dòch kieàm (thaønh phaàn vaø tyû leä tuøy töøng nhaø maùy cuï theå, thöôøng chieám tyû leä laøø 3-8%), sau ñoù ñöôïc uû trong thuøng quay ôû 70-800C trong 30-45 phuùt. Vôùi löôïng kieàm vöøa ñuû ñeå naâng pH cuûa boät cacao leân töø 4,5-5 ñeán 6,8-7. Tuøy theo yeâu caàu chaát löôïng boät maø caùc thoâng soá treân coù theå thay ñoåi. Thoâng thöôøng sau khi ñöôïc kieàm hoùa boät ñöôïc saáy khoâ ôû nhieät ñoä vöøa phaûi ñeán ñoä aåm 1,5-2%. Thieát bò kieàm hoùa: caáu taïo laø thuøng hình truï coù caùnh khuaáy thieát keá theo kieåu noài naáu 2 voû. Taùc nhaân truyeàn nhieät seõ ñi phía voû, thöôøng laø hôi nöôùc, hay nöôùc noùng coù theå ñöôïc gia nhieät baèng ñieän trôû tuøy thuoäc boä phaän ñieàu khieån nhieät ñoä. Thieát bò laøm baèng theùp khoâng gæ, beân trong coù caùnh khuaáy ñeå ñaûo troän hoãn hôïp kieàm hoùa. Sau khi kieàm hoùa, khí khoâ ñöôïc suït vaøo ñeå giaûm ñoä aåm ñeán 2%. Baèng caùch ñieàu chænh hai thoâng soá cô baûn laø nhieät doä kieàm hoùa vaø löôïng kieàm söû duïng, nhaø saûn xuaát coù theå kieåm soaùt ñöôïc ñoä maøu, muøi cuûa boät ca cao theo muïc ñích saûn xuaát. ÔÛ nhieät ñoä thaáp, maøu cacao seõ nhaït vaø hôi naâu. Khi gia taêng nhieät ñoä leân cao, cacao seõ chuyeån maøu naâu ñaäm vaø trôû neân naëng muøi. Ngoaøi ra, löôïng kieàm söû duïng cuõng aûnh höôûng nhieàu ñeán maøu saéc cacao. Caøng kieàm tính, pH caøng cao thì cacao caøng saäm maøu. Söï aûnh höôûng cuûa löôïng kieàm vaø nöôùc söû duïng leân maøu saéc dòch cacao K2CO3 (%) Nöôùc (%) pH Maøu saéc 0.14 1.7 4.0 1.7 4.0 2.8 5.0 4.4 16.0 4.4 6.1 7.0 8.5 7.0 9.5 Naâu vaøng Naâu vaøng Naâu cam Hoàng xaùm Naâu ñen Thieát bò kieàm hoùa Hình daïng caùch khuaáy II.7. Quaù trình eùp: II.7.1. Muïc ñích coâng ngheä cuûa quaù trình eùp: Khai thaùc: taùch laáy bô cacao ñeå saûn xuaát socola, boät cacao saûn xuaát caùc thöùc uoáng khaùc. Cheá bieán: tuøy loaïi boät cacao muoán saûn xuaát maø möùc ñoä eùp khaùc nhau. II.7.2. Caùc bieán ñoåi cuûa haït ca cao xaûy ra trong quaù trình eùp: Quaù trình eùp laø moät quaù trình cô hoïc chuû yeáu laø bieán ñoåi veà vaät lyù. Vaät lyù: Thay ñoåi khoái löôïng( chaát beùo-bô ñöôïc taùch ra) Giaûm haøm löôïng aåm ( bò maát nöôùc sau khi ra khoûi maùy eùp) Nhieät ñoä taêng Hoaù lyù: . Söï khueách taùn caáu töû loûng ra beân ngoaøi. . Lieân keát giöõa caùc caáu töû raén chaët cheõ hôn taïo thaønh khoái raén daïng baùnh . Söï thoaùt hôi nöôùc vaø caùc caáu töû höông Hoaù hoïc, hoùa sinh, sinh hoïc, caûm quan:do thôøi gian ngaén, nhieät ñoä khoâng cao laém, maëc duø phaûn öùng Maillard giöõa ñöôøng khöû vaø acid amin coù xaõy ra nhöng vôùi möùc ñoä khoâng cao neân bieán ñoåi khoâng ñaùng keå II.7.3. Phöông phaùp thöïc hieän: ÔÛ aùp suaát cao hoaëc aùp suaát thaáp, nhieät ñoä cao hoaëc nhieät ñoä thaáp: Neáu nhieät ñoä thaáp, aùp suaát thaáp chaát löôïng bô ca cao toát nhöng hieäu suaát eùp thaáp. Neáu nhieät ñoä cao, aùp suaát cao ta eùp ñöôïc kieät nhöng chaát löôïng xaáu. Vì vaäy thöôøng eùp ôû aùp suaát thaáp. II.7.4. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa thieát eùp: Haït ca cao sau khi ñöôïc nghieàn , xöû lyù kieàm, coøn ñang noùng, coù nhieät ñoä khoaûng 65-70oC ñöôïc ñöa vaøo maùy eùp vì vôùi nhieät ñoä naøy seõ giaûm ñöôïc ñoä nhôùt cuûa cacao vaø bô deã thoaùt ra hôn. Khoái cacao ban ñaàu coù khoaûng 55% bô cacao, sau khi eùp giaûm xuoáng coøn 18-26% bô , möùc ñoä eùp tuøy theo loaïi boät cacao caàn saûn xuaát. Bô cacao thu ñöôïc ôû daïng loûng vaø daàn daàn ñoâng ñaëc laïi ôû nhieät ñoä thöôøng vaø coù muøi thôm ñaëc tröng. Maùy eùp söû duïng laø maùy eùp thuûy löïc vôùi aùp löïc khoaûng 380- 410 kg/ cm2. Khi baét ñaàu eùp, baûng ñieàu khieån cuûa maùy eùp seõ ñieàu khieån bôm ñòng löôïng hoaït ñoäng bôm boät cacao loûng vaøo caùc xylanh chöùa cho ñeán khi vöøa ñuû soá löôïng thì ngöøng, khoâng bôm nöõa. Sau ñoù baûng ñieàu khieån seõ truyeàn tín hieäu cho bôm vaän haønh maùy eùp hoaït ñoäng. Döôùi taùc duïng cuûa bôm, thoâng qua oáng thuûy löïc nhöõng heä thoáng pittoâng seõ chuyeån ñoäng theo phöông ngangöø traùi qua phaûi eùp khoái boät cacao loûng; treân pittoâng coù caùc maët bích coù khoan loã vaø xeõ raõnh beân ngoaøi cho bô thoaùt ra. Ôû phía trong pittoâng coù löôùi chaën ngaên khoâng cho boät cacao thoaùt ra ngoaøi. Heä thoáng coù taát caû 4 pittoâng, moãi pittoâng coù ñöôøng kính 15 cm, ñaët xen keõ caùc xylanh chöùa boät cacao.Luùc maùy chaïy, caùc xylanh vaø pittoâng ñeàu chuyeån ñoäng. Treân ñöôøng ñi, caùc khoái cacao loûng seõ ñöôïc pittoâng eùp laïi, bô cacao chaûy ra ngoaøi theo caùc ñöôøng raõnh ñi vaøo boàn chöùa, coøn boät ñöôïc giöõ laïi trong xylanh nhôø nhöõng taám löôùi sau ñoù seõ ñöôïc caùc caàn gaït gaït ra thaûi xuoáng phía döôùi baêng chuyeàn ñöôïc boá trí ôû phía döôùi. COCOA PRESS HHP12 THOÂNG SOÁ KYÕ THUAÄT: Naêng suaát Max=1875 kg/h Aùp suaát eùp 850 bar Naêng suaát bôm 55HPP Khoâng gian 10800x5000 mm Naêng löôïng 32 KW Baùnh cacao sau khi eùp II.8. Quaù trình nghieàn (mòn): II.8.1. Muïc ñích coâng ngheä cuûa quaù trình nghieàn mòn: - Chuaån bò: giaûm nhieät ñoä khoái haït chuaån bò cho quaù trình bao goùi, baûo quaûn saûn phaåm. - Hoaøn thieän: taïo thaønh saûn phaåm boät ca cao mòn töø baõ eùp. II.8.2. Caùc bieán ñoåi cuûa haït ca cao xaûy ra trong quùa trình nghieàn mòn: Vaät lyù: Giaûm kích thöôùc cuûa baõ eùp. Giaûm nhieät ñoä sau khi qua heä thoáng laøm maùt. Hoaù hoïc, hoaù lyù, hoùa sinh, sinh hoïc, caûm quan: khoâng ñaùng keå. II.8.3. Phöông phaùp thöïc hieän: Döïa vaøo taùc ñoäng cô hoïc cuûa dóa quay cuûa boä phaän nghieàn leân baùnh cacao, söï ñaùnh tôi cuûa doøng khí maø khoái boät ñöôïc nghieàn nhoû, mòn. II.8.4. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa thieát bò nghieàn mòn: Töøng phaàn nhoû baùnh cacao sau khi eùp ñöôïc ñöa vaøo pheåu naïp lieäu cuûa thieát bò nghieàn. Khi oáng noái giöõa dóa quay vaø van naïp lieäu ñaõ ñaày thì van seõ ñoùng laïi traùnh laøm ngheõn maùy, hieäu quaû nghieàn khoâng toát. Treân dóa quay coù xeõ raát nhieàu raõnh theo nhöõng ñöôøng khaùc nhau; khi tuabia quay laøm dóa quay theo, döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm caùc baùnh cacao seõ bò vaên ra ngoaøi ñaäp vaøo thaønh dóa vaø bò vôõ ra. Sau ñoù boät cacao laïi tieáp tuïc theo nhöõng raõnh keá ñoù thoaùt ra ngoaøi vaø laïi bò ñaäp vaøo thaønh dóa. Soá raõnh treân dóa raát nhieàu do ñoù soá laàn va chaïm cuõng lôùn, kích thöùôc haït giaûm daàn khi ñi töø trong ra ngoaøi. Keát quaû laø baùnh cacao ñöôïc nghieàn nhoû. Phaàn boät mòn sau ñoù seõ rôi xuoáng döôùi khoang chöùa cuûa boä phaän nghieàn. Ñoàng thôøi luùc naøy doøng khí maùt ñöôïc thoåi töø treân xuoáng ñeå vöøa chuyeån chuùng ñeán heä thoáng chöùa boät saûn phaåm ñeå giaûi phoùng khoâng gian cho boä phaän nghieàn hoaït ñoäng vöøa giaûi nhieät cho khoái boät sau khi nghieàn. Ñeå vieäc taûi nhieät ñöôc hieäu quaû ngöôøi ta chia heä thoáng ñöôøng oáng ôû thaùp thöù 2 ra laøm 2 phaàn ñeå taêng dieän tích tieáp xuùc, traùnh hieän töôïng boät keát dính laïi vôùi nhau vaø ñoïng laïi treân thaønh thieát bò, gaây toån thaát. Doøng khí nhaän nhieät ñoä cuûa khoái boät do ñoù seõ bò noùng leân, neân doøng khí naøy seõ ñöôïc laøm maùt nhôø heä thoáng laøm laïnh voû aùo ôû thaùp thöù 2. Khoái boät mòn sau khi ñöôïc giaûi nhieät ñöôïc ñöa vaøo cylon. Cylon vôùi caáu taïo hình noùn coù taùc duïng hoã trôï taùch khoâng khí ra khoûi khoái boät, ñoàng thôøi quaù trình rôi boät töø treân xuoáng moät laàn nöõa traùnh khoái boät bò voùn cuïc. Phaàn boät bò cuoán theo khoâng khí seõ ñöôïc hoaøn löu trôû laïi, traùnh thaát thoaùt. Taùc nhaân taûi nhieät cho khoâng khí duøng laø Glycol. MAÙY COCOA POWDER PLANT 643/1 ÖÙng duïng: Ñeå saûn xuaát boät ca cao mòn töø baõ eùp. THOÂNG SOÁ KYÕ THUAÄT: Naêng suaát Max=700kg/h Söùc taûi laïnh (-100C brine) 120000KJ Kích thöôùc maùy 6410x2930x3500mm Khoâng gian 4000x7500mm Naêng löôïng 42kw Khoái löôïng maùy 4200kg Khoái löôïng tònh 5875kg CHÖÔNG 3: CHÆ TIEÂU CHAÁT LÖÔÏNG SAÛN PHAÅM BOÄT CA CAO GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ BOÄT CACAO Saûn phaåm boät Cacao cuûa quy trình coù teân thöông maïi laø “ boät Cacao laït” (Unsweetened Cocoa Powder). Saûn phaåm naøy tieáp tuïc ñöôïc phaân phoái, cung caáp vaø laøm nguyeân lieäu cho caùc ngaønh coâng ngheä thöïc phaåm khaùc, ñaëc bieät laø ñoái vôùi caùc ngaønh coâng ngheä saûn xuaát Baùnh – Keïo – Chocolate, boät Cacao ñoùng vai troø nguyeân lieäu raát caàn thieát, khoâng theå thieáu ñöôïc. Nhìn chung, khi khaûo saùt caùc saûn phaåm boät cacao coù treân thò tröôøng trong nöôùc vaø theá giôùi, ta coù theå phaân loaïi thaønh nhoùm caùc saûn phaåm nhö sau : ¨Döïa theo thaønh phaàn hoùa hoïc: Cacao giaøu beùo (high fat cocoa powder) : ³ 22% chaát beùo Cacao ñoä beùo trung bình (medium fat cocoa powder) : 12 – 22% chaát beùo Cacao ít beùo (low fat cocoa powder) : 10 – 12% chaát beùo ¨ Döïa theo maøu saéc Ñoû vöøa (mid-red) Ñoû dòu ( mild red) Ñoû naâu ( reddish brown) Naâu saùng (light brown) Naâu vöøa ( mid-brown) Naâu vaøng (yellow brown) Naâu xaùm ( gray brown) Naâu ñen (dark brown) ¨ Döïa theo höông vò: Höông vò töï nhieân cuûa cacao Höông vò ñaéng Höông vò truyeàn thoáng ñaëc tröng cuûa töøng vuøng troàng troït vaø cheá bieán cacao ( Anh, Phaùp, Bæ, Haø Lan, Ñan Maïch, Taây Phi, Nam Myõ, Chaâu AÙ..) ¨ Döïa theo yeáu toá khaùc : Cacao töï nhieân chöa kieàm hoùa (Natural Cocoa) Cacao ñaõ kieàm hoaù ( Dutch Cocoa, Alkalised Cocoa) Hình 18 : Maøu saéc cuûa moät soá saûn phaåm boät cacao ( töø naâu ñen ñeán naâu vaøng) Moät saûn phaåm boät cacao khoâng chæ chöùa moät maø coøn coù theå bao goàm nhieàu tính chaát hoaëc toaøn boä nhöõng tính chaát vöøa lieät keâ trong heä thoáng phaân loaïi neâu treân. Ví duï nhö saûn phaåm boät Cacao 23-MK-550 cuûa haõng Majula, Malaisia coù nhöõng ñaëc ñieåm laø : cacao daïng boät, giaøu chaát beùo ( > 22%), maøu naâu ñen vaø ñaõ ñöôïc kieàm hoùa. Moät saûn phaåm Cacao khaùc cuûa haõng CPC ( Anh ) coù teân goïi laø Kibbled Cocoa Cake ( natural) laïi coù nhöõng ñaëc ñieåm khaùc nhö : cacao daïng maûnh, ít chaát beùo ( 10 –12%), maøu naâu vöøa vaø chöa qua kieàm hoùa. Moät soá saûn phaåm Cacao duøng laøm nguyeân lieäu saûn xuaát caùc loaïi chocolate cao caáp thì ngoaøi nhöõng tính chaát treân coøn coù moät soá yeâu caàu veà maøu saéc ( maøu naâu ñen, maøu ñen thaät beàn) vaø veà höông vò ( höông vò ñaéng hoaëc höông vò ñaëc tröng cuûa Bæ chaúng haïn..). Thoâng thöôøng nhöõng tính chaát naøy ñöôïc khaùch haøng ñaët yeâu caàu rieâng cho nhaø saûn xuaát. Taäp trung laïi nhieàu yeâu caàu ñaët haøng töø nhöõng khaùch haøng khaùc nhau nhöng coù chung nhöõng cuïm tính chaát, nhaø saûn xuaát seõ cho ra ñôøi nhöõng loaïi saûn phaåm cacao vôùi teân goïi vaø maõ soá cuï theå cho töøng saûn phaåm rieâng bieät. Töø nhoùm heä thoáng phaân loaïi vöøa neâu treân, neáu thöû laøm moät pheùp toaùn toå hôïp, ta coù theå tính ra ñöôïc con soá saûn phaåm deã daøng leân ñeán vaøi traêm vaø töø ñoù coù theå nhaän xeùt raèng löôïng saûn phaåm boät cacao treân thò tröôøng laø cöïc kì phong phuù vaø ña daïng. Tieâu chuaån saûn phaåm boät cacao: Moãi saûn phaåm boät cacao ñeàu mang nhöõng chæ tieâu chaát löôïng rieâng cuûa noù. Hieän chöa coù nhöõng quy ñònh roõ raøng veà chæ tieâu cho töøng saûn phaåm cuï theå, thöôøng thay ñoåi theo thôøi kyø vaø theo töøng quoác gia. Noùi chung, nhöõng giaù trò chæ tieâu cho töøng saûn phaåm ñöôïc nhaø saûn xuaát ñöa ra döïa treân cô sôû laø heä thoáng chæ tieâu chaát löôïng chung cuûa IOCC ( Hieäp Hoäi Cacao vaø Chocolate Quoác Teá) vaø heä thoáng quaûn trò chaát löôïng veà thöïc phaåm. Moät trong nhöõng chæ tieâu quan troïng laø khoâng ñöôïc pheùp maët vi sinh vaät vaø baøo töû chòu nhieät cuûa noù, ñaëc bieät laø loaøi Samonela ( ñöôïc taïo thaønh trong quaù trình thu haùi, leân men, phôi saáy khoâng ñaûm baûo veä sinh). Haøm löôïng voû coøn soùt laïi trong boät cacao cuõng phaûi theo tieâu chuaån cho pheùp cuûa IOOC vì neáu löôïng voû coøn laïi quaù nhieàu seõ laøm giaûm chaát löôïng saûn phaåm. Chæ soá chaát löôïng boät cacao kieàm hoùa: Traïng thaùi: daïng boät mòn ñoàng nhaát, khoâng laãn taïp chaát, khoâng voùn cuïc Bình thöôøng Giôùi haïn Maøu saéc Tuøy theo thang ño vaø yeâu caàu cuûa nhaø saûn xuaát Höông vò Beùo % Tuøy thuoäc vaøo quaù trình eùp bô Aåm % <3 pH 4.8-6.0 4.6-6.2 Tro ( % khoái löôïng khoâng beùo) <13.5 <14.0 Ñoä kieàm cuûa tro <175 <175 Voû (% nhaân) <1.75 <2.0 Treân saøng 75mm % <0.5 <2.0 Nitô toång % 3.7 3-5 Theobromine % 2.3 2-3 Veát kim loaïi naëng Theo tieâu chuaån cuûa Codex vaø Quoác teá Dö löôïng thuoác tröø saâu Vi sinh vaät Toång vi sinh vaät (/g) <10.000 <20.000 Naám moác (/g) <50 <100 Naám men (/g) <50 <100 Enterobacteriaceace (/g) <1 (-) E.coli (/g) (-) (-) Samonela (-) (-) Hoaït tính cuûa lypolytic (-) (-) Baûo quaûn: Boät cacao laø loaïi deã huùt aåm, ñaëc bieät laø vuøng coù khí haäu aåm. Do ñoù caàn baûo quaûn boät cacao caån thaän trong caùc bao P.E kín hay trong caùc hoäp kín ( hoäp thuûy tinh hay hoäp thieác ) coù naép ñaäy. Nhieät ñoä: t< 25oC Caùc loaïi saûn phaåm boät cacao: Saûn phaåm Nguyeân lyù saûn xuaát Ñaët tính ÖÙng duïng Dutch cocoa Ñöôïc xöû lyù kieàm hoaù ñeå trung hoaø chaát ñaéng töï nhieân trong cacao Boät ñaäm ñaø hôn, ñen hôn, vò dieäu hôn Laøm cacao noùng hoaëc caùc thöùc uoáng chocolate Natural cocoa Nguyeân lyù saûn xuaát coå ñieån Vò ñaäm, vöøa ngoït vöøa ñaéng Thích hôïp cho baùnh nöôùng Black onyx dutch cocoa powder Ñöôïc xöû lyù kieàm toái ña Maøu toái, ñen ñoû Ít beùo neân coù khuynh höôùng laøm saûn phaåm bò khoâ Laøm baùnh nöôùng Caùc saûn phaåm boät cacao treân thò tröôøng: Saûn phaåm boät cacao töï nhieân