Quá trình kiềm hoá

Hoàn thiện:

- Trung hoà acid làm giảm độ chua trong ca cao: trong quy trình xử lý ca

cao sau khi thu hoạch, có quá trình lên men để tách lớp vỏ nhầy ra khỏi hạt.

Trong quá trình lên men đó, có sự hình thành nên các acid hữu cơ, đặc biệt là

acid lactic và acid acetic. Acid acetic bị bay hơi đáng kể trong quá trình phơi

sấy sau đó, còn acid lactic vẫn lưu lại trong nhân. Hàm lượng acid cao sẽ làm

cho sản phẩm bị chua, giảm chất lượng thực phẩm nên cần qua quá trình kiềm

hoá để trung hoà acid trong nguyên liệu.

- Góp phần cải thiện các chỉ tiêu của sản phẩm, góp phần nâng cao chất

lượng cảm quan của sản phẩm.

+ Làm dịu hương vị cho bột ca cao trước ép dầu

+ Tạo màu sắc đặc trưng cho ca cao trước khi ép.

+ Tăng tính hòa tan cho bột ca cao

+ Màu sắc của bột ca cao được sậm hơn.

Chuẩn bị: Ca cao paste khi được kiềm hoá thì cấu trúc khối ca cao sẽ

được mềm hơn và có độ ẩm tối ưu cho quá trình ép bơ, giúp quá trình ép thực

hiện dễ dàng hơn.

Các biến đổi



6.2.



Hoá lý: Bơ ca cao tiếp tục được hoá lỏng: Nhiệt độ nóng chảy của các

tinh thể lipid trong ca cao cao nhất là 37°C mà nhiệt độ của quá trình kiềm hoá

là > 80°C nên bơ ca cao sẽ tiếp tục được hoá lỏng. Ngoài ra, do có bổ sung

thêm dung dịch K2CO3 nên khối ca cao được hấp phụ nước làm tăng hàm ẩm

trong ca cao. Dưới tác dụng của nhiệt độ, nước trong khối hạt ca cao sẽ bay

hơi, làm cho hàm ẩm của khối ca cao giảm xuống nhưng không đáng kể so với

lượng ẩm hấp phụ vào. Trong quá trình kiềm hóa, pH của bột ca cao tăng.

Hoá học:

Trung hòa các acid: Acetic, Citric, Tartatric, Tanic… làm giảm độ chua của



+



bột ca cao.

+ Khử Tannin thành những hợp chất ít chát hơn.

+ Thủy phân lipid tạo ra các hợp chất tiền hương.

26



26



Thuỷ phân một phần protein tạo thành acid amin, hợp chất amin, amoniac



+



tự do, các hợp chất globulin tự do…

+ Các polyphenol chuyển hóa thành quinon và ngưng tụ mạnh làm bột sẫm

màu.

+ Tạo màu và mùi do phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin.

+ Giảm cấp cellulose cho ra những hợp chất có mùi tương tự vanillin và màu

6.3.



nâu sậm tương tự caramel.

Thiết bị



6.3.1. Cấu tạo thiết bị



Cấu tạo của thiết bị gồm một tank hình trụ có lắp đặt cánh khuấy,

thường là cánh khuấy trục vis. Bằng cách điều chỉnh hai thông số cơ bản là

nhiệt dộ kiềm hóa và lượng kiềm sử dụng, có thể kiểm soát được độ màu, mùi

của bột ca cao theo mục đích sản xuất.



Hình 10: Sơ đồ nguyên lý thiết bị kiềm hóa

Ở nhiệt độ thấp, màu ca cao sẽ nhạt và hơi nâu. Khi gia tăng nhiệt độ lên

cao, ca cao sẽ chuyển màu nâu đậm và trở nên nặng mùi. Ngoài ra, lượng kiềm

sử dụng cũng ảnh hưởng nhiều đến màu sắc ca cao. Càng kiềm tính, pH càng

cao thì ca cao càng sậm màu.

6.3.2. Nguyên lý hoạt động



27



27



Tác nhân truyền nhiệt sẽ đi phía vỏ, thường là hơi nước, hay nước nóng

có thể được gia nhiệt bằng điện trở tùy thuộc bộ phận điều khiển nhiệt độ. Ca

cao khối và dung dịch K 2CO3 sẽ được đưa vào tank (nơi xảy ra quá trình kiềm

hoá) và được cánh khuấy để đảo trộn hỗn hợp kiềm hóa. Sau khi kiềm hóa, khí

khô được sụt vào để giảm độ ẩm đến 2%.

6.4.

Thông số công nghệ

−

Tỷ lệ: khối lượng kiềm chiếm 3 – 8% so với khối lượng ca cao

−

−

−

−



nghiền.

Nâng pH từ 4.5-5 đến 6.8-7.

Nhiệt độ kềm hóa : 80 – 110°C tùy yêu cầu của sản phẩm.

Thời gian kiềm hóa 30 – 45 phút.

Độ ẩm sau kiềm hoá 1.5 – 2%.



Bảng 5: Sự ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến chất lượng ca cao thành phẩm

K2CO3



Nước



(g/100g ca

cao)



(g/100g ca

cao)



0,14



Nồng độ

K2CO3



pH ca cao



Màu sắc ca

cao thành

phẩm



2,8



5,0



6,1



Nâu vàng



1,7



5,0



25,0



7,0



Nâu vàng



4,0



4,4



47,0



8,5



Nâu sậm



1,7



16,0



13,0



7,0



Hồng xám



4,0



4,4



45,0



9,5



Nâu đen



7. Quá trình ép bơ

7.1. Mục đích công nghệ



Khai thác: nhằm thu hồi lượng bơ cần thiết có trong ca cao, phục vụ cho



-



công nghệ sản xuất chocolate.

-



Hoàn thiện: bột ca cao thành phẩm cần phải có hương vị phù hợp và không bị

chảy lỏng ở nhiệt độ thường, trong khi đó chất béo trong ca cao nghiền có nhiệt

độ nóng chảy thấp (chừng 34 – 35oC). Do vậy ca cao nghiền sau quá trình kiềm

hóa cần phải được tách bớt béo nhờ giai đoạn ép bơ. Sản phẩm của quá trình ép

28



28



bao gồm bánh và bơ ca cao. Ngoài ra, quá trình này còn tạo ra các loại sản

phẩm với hàm lượng béo khác nhau phù hợp với các mục đích sử dụng khác

nhau.

-



Bảo quản: ở góc độ cảm quan, bột ca cao sau khi ép bơ có thể bảo quản được

lâu hơn do giảm được hiện tượng oxi hoá chất béo gây mùi khó chịu cho sản

phẩm.

7.2. Các biến đổi xảy ra



Vật lý:

+ Thay đổi khối lượng do bơ được tách ra.

+ Giảm hàm lượng ẩm ( bị mất nước sau khi ra khỏi máy ép).

+



Nhiệt độ tăng.

Hoá lý:



+

+



Sự khuếch tán cấu tử lỏng ra bên ngoài.

Liên kết giữa các cấu tử rắn chặt chẽ hơn tạo thành khối rắn dạng bánh.



+



Sự thoát hơi nước và các cấu tử hương.



7.3.



Thiết bị



7.3.1. Cấu tạo thiết bị



Hình 11: Sơ đồ nguyên lý thiết bị ép bơ



29



29



Thiết bị ép thủy lực được sử dụng ở quá trình ép này là loại thiết bị gồm

22 khung ép đặt đứng liên tiếp nhau. Mỗi khung có một màng lọc bằng thép

nằm ở đáy khung có thể tháo lắp được.

7.3.2. Nguyên lý hoạt động



Thiết bị được vận hành tự động. Ban đầu, ca cao sau kiềm hoá ở nhiệt

độ 80 – 90oC sẽ được bơm vào với áp lực 21 kg/cm 2, ở giai đoạn này thì một

lượng bơ ca cao tự do sẽ bị tách ra và thoát qua màng lọc. Khi khung ép đã đầy

thì bơm sẽ ngừng hoạt động. Khi đó piston thủy lực sẽ làm việc và tạo ra áp lực

ép đến 420kg/cm2. Lúc này, bơ ca cao sẽ thoát khỏi màng lọc và đi vào bồn

chứa. Khi đã tách được lượng bơ ca cao theo đúng yêu cầu, piston thủy lực sẽ

quay về vị trí ban đầu, kết thúc việc ép. Khung ép sẽ tự động được mở ra, bánh

ca cao sẽ rơi xuống băng tải (đặt sẵn bên dưới máy ép) và được chuyển tới silo

để làm nguội bằng không khí lạnh (hoặc đưa lên pallet để chuyển tới làm nguội

trong phòng lạnh) rồi sau đó sẽ qua thiết bị nghiền để nghiền bánh ca cao thành

bột ca cao thành phẩm.

Hàm lượng béo của ca cao được chỉnh dựa vào ba yếu tố là: thời gian

ép, khối lượng bột ép và khoảng cách di chuyển của piston.

Thông số công nghệ



7.4.

−



Hàm lượng béo trong bánh ca cao: 10 – 20%.



−



Thời gian ép: 15 – 30 phút.



8. Quá trình nghiền bánh ca cao

8.1. Mục đích công nghệ



Hoàn thiện: Quá trính nghiền làm giảm kích thước để thu được bột ca cao

thành phẩm. Sau quá trình ép bơ ca cao, các hạt ca cao và chất béo còn lại liên

kết với nhau rất chặt tạo thành khối, gọi là bánh ca cao – cocoa cake. Bánh ca

cao sẽ qua hệ thống vis tải đánh tơi ra, và cuối cùng được nghiển bằng máy

nghiền búa tạo ra sản phẩm bột ca cao. Quá trình nghiền này chỉ có tác dụng

30



30



chuyển bánh ca cao thành dạng bột chứ không làm cho hạt ca cao mịn hơn.

Kích thước của hạt ca cao không khác nhiều so với quá trình nghiền trước đó.

8.2. Các biến đổi xảy ra trong quá trình

−



Vật lý: từ bánh ca cao, sau khi qua quá trình nghiền thì kích thước nhỏ hơn



(thành dạng bột).

− Hóa học: một số các glyceride có trong bơ ca cao bị chảy lỏng và bị oxy hoá

tạo ra những màu sắc không mong muốn cho bột ca cao. Đó là do trong quá

trình tách bơ chưa triệt để và vẫn còn một lượng bơ trong bánh ca cao.

−



Cảm quan: có thể tạo ra những màu sắc không mong muốn cho bột ca cao.

8.3. Thiết bị

8.3.1. Cấu tạo thiết bị



Thiết bị gồm:

-



Hệ thống vis tải: có dạng ống trụ nằm ngang, bên trong có 1 trục dạng xoắn ốc

được gắn vào rotor quay. Vật liệu làm thiết bị là vật liệu cứng. Khi hoạt động

thì trục vis này sẽ quay, vừa đánh tơi bánh ca cao ra một phần và cũng chuyển

khối ca cao này đi về phía phễu nhập liệu của máy nghiền. Trước khi vào máy

nghiền, thiết bị có gắn thêm van khóa để tránh trường hợp quá tải khi vào máy

nghiền.



-



Máy nghiền búa: gồm một rotor quay với tốc độ cao được gắn với một vòng

đai, trên vòng đai có gắn các tay đập (búa). Khi rotor quay, các tay đập sẽ

chuyển động và đầu của các tay đập tạo thành vòng tròn, khoảng cách giữa

vòng tròn này và vỏ bao rất nhỏ. Mặt trong của vỏ bao được cấu tạo bằng vật

liệu dai và cứng. Khi vận hành, bánh ca cao được tay đập đưa đến khe hẹp giữa

đầu búa và thành của vỏ.



31



31



Hình 12: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nghiền búa

8.3.2. Nguyên lý hoạt động

-



Hệ thống vis tải: Bánh ca cao sau khi qua thiết bị ép bơ, vào cyclone và chuyển

tới vis tải. Hệ thống vis tải hình xoắn ốc sẽ đánh tơi bánh ca cao ra nhờ tác

dụng của lực ma sát và lực va đập, đồng thời chuyển chúng đến phễu nhập liệu

của máy nghiền.



-



Máy nghiền búa: Nhờ tác động của va đập của búa nghiền vào hạt và sự chà xát

hạt giữa búa nghiền và thành máy nghiền mà sản phẩm thu được là các hạt bột

mịn. Trên vỏ thiết bị có lắp đặt thêm rây để giữ lại các hạt ca cao chưa được

nghiền đến mức độ đạt yêu cầu. Các hạt ca cao có kích thước nhỏ hơn lỗ rây sẽ

đi ra cửa tháo liệu và được làm nguội bằng dòng khí lạnh thổi qua và nhờ hệ

thống quạt đưa đến cyclone vào thiết bị rây.

Thông số công nghệ



8.4.

-



Nhiệt độ bánh ca cao nhập liệu: 43 – 45oC

Nhiệt độ bột ca cao sau khi ra khỏi máy nghiền: 21 – 24oC



-



Kích thước lỗ rây: 200 mesh (0,02mm)



-



Kích thước bột ca cao: 100 – 200μm.



32



32



9.



Quá trình rây phân loại sản phẩm



9.1.



Mục đích công nghệ

Hoàn thiện:

−



Quá trình rây nhằm phân chia sản phẩm bột nghiền ra từng loại theo

kích thước.



−



Sau khi qua máy nghiền, các hạt ca cao có hình dạng và kích thước khác

nhau. Sau khi qua quá trình rây, sản phẩm sẽ có kích thước đồng đều

hơn.



9.2.



Các biến đổi của nguyên liệu

Vật lý: kích thước hạt trờ nên đồng đều hơn.



9.3.



Thiết bị



9.3.1. Cấu tạo thiết bị



Thiết bị sử dụng là máy rây rung 3 tầng. Thiết bị có 3 tầng rây đặt song

song và chồng lên nhau. Mỗi tầng có một kích thước lỗ rây nhất định, kích

thước lỗ rây giảm dần trong đó kích thước lỗ lớn nhất là ở tầng trên cùng, gần

đầu nhập liệu. Bên dưới có các lò xo.



33



33



Hình 13: Máy rây rung

9.3.2. Nguyên lý hoạt động



Nguyên tắc hoạt động của thiết bị là dựa vào sự khác nhau về kích thước

dưới tác dụng của lực cơ học. Bột ca cao sau khi nghiền sẽ được đưa vào rây ở

tầng trên cùng. Thiết bị được gắn bên dưới bằng hệ thống lò xo, chúng giúp

cho thiết bị có thể rung động lên xuống và chuyển động xoay xung quanh trục

của rây khi hoạt động làm cho khối bột khi vào thiết bị sẽ dễ dàng rơi xuống

tầng dưới và các hạt lớn còn nằm ở các tầng trên có thể chạy ra ngoài, đồng

thời ngăn cản sự tắc nghẽn lỗ rây. Các hạt nằm tầng dưới cùng sẽ được đưa vào

thiết bị bao gói.

Cả quá trình sẽ được thực hiện trong môi trường khí trơ (Nitơ).

Thông số công nghệ



9.4.

-



Kích cỡ sàng lọc: 120 – 200 mesh



-



Kích thước hạt tiêu chuẩn: < 75 µm



10.



Bao gói



10.1.



Mục đích công nghệ



34



34



-



Hoàn thiện: quá trình bao gói nhằm phân chia sản phẩm về khối lượng, chất



-



lượng và tăng tính cảm quan cho sản phẩm.

Bảo quản: Sau khi rây xong phải được bao gói ngay để hạn chế tổn thất hương

và hạn chế hiện tượng hút ẩm. Hạt ca cao sau khi nghiền và rây sẽ có kích

thước rất nhỏ, diện tích bề mặt riêng tăng, tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay

hơi tăng lên (như cấu tử hương…) tốc độ hút ẩm tăng lên, làm độ ẩm của sản

phẩm tăng lên, có thể dẫn đến hiện tượng vón cục và có thể dính vào thiết bị.

Bao bì hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường

xung quanh đến bột ca cao. Muốn vậy bao bì dùng để bao gói thường là bao bì

bằng plastic và phải có một lớp nhôm để chắn ánh sáng và tránh thất thoát

hương.

10.2.



Biến đổi của nguyên liệu

Không có biến đổi gì đáng kể.



10.3.



Thiết bị



10.3.1. Cấu tạo



Hình 14: Thiết bị bao gói



35



35



Sử dụng thiết bị chuyên để đóng gói các loại bột. Phễu nhập liệu, gàu tải

nghiêng loại máy nhập liệu tự động kép đôi với cân tự động bằng thiết bị

chuyền tải tự động cho sản phẩm vào túi tự động gọn gàng và khâu túi.

10.3.2. Nguyên lý hoạt động



Máy đóng gói có thể thực hiện nhập liệu tự động vào túi, mở túi, tính

toán, đổ vào, và cân theo khối lượng đã cài đặt sẵn, sau đó sẽ trượt theo băng

tải qua thiết bị khâu túi. Quy trình được thực hiện điều khiển tự động.

10.4.

-



IV.



Thông số công nghệ

Khối lượng mỗi túi: 25 kg bột

Không khí cung cấp: không khí nén 0.5~0.7Mpa

Nhiệt độ không khí xung quanh: -10 – 45oC

PHÂN LOẠI BỘT CA CAO THÀNH PHẨM



Sản phẩm bột ca cao có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau:

theo hàm lượng béo (chủ yếu là bơ ca cao), theo màu sắc, theo hương vị, theo

phương pháp chế biến (loại có kiềm hoá và không kiềm hoá)… Tuy nhiên, ở

đây ta chỉ đề cập đến cách phân loại theo hàm lượng béo do cách này rất phổ

biến hiện nay và được chuẩn hoá theo tiêu chuẩn Codex. Theo cách phân loại

này, ta có các dạng sản phẩm sau:

+



Bột ca cao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ ca cao.



+



Bột ca cao hàm lượng béo trung bình: 10 – 20% bơ ca cao.



+



Bột ca cao hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ ca cao.

Ngoài ba dạng sản phẩm chính ở trên, các nhà sản xuất có thể có thêm



những dạng sản phẩm đặc biệt khác như: bột ca cao hàm lượng béo rất thấp (≤

0,5% bơ ca cao).

Bột ca cao thành phẩm có chất lượng tuỳ thuộc vào nguyên liệu, công

nghệ sản xuất và yêu cầu đặt ra (về màu sắc, hương vị, hàm lượng bơ ca

cao…).



36



36