Tài liệu 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 HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG 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 khuôn 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 hoàn 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 công nghệ........................................................ 30 QUY TRÌNH SẢN XUẤT....................................................................................... 33 3.1. Sơ đồ khối........................................................................................................ 33 3.2. Mô tả quá trình................................................................................................. 34 3.2.1. Quá trình làm sạch..................................................................................... 34 3.2.2. Quá trình xử lý nhiệt.................................................................................. 36 3.2.3. Quá trình tách vỏ....................................................................................... 38 3.2.4. Quá trình nghiền........................................................................................ 39 3.2.5. Quá trình kiềm hóa.................................................................................... 41 3.2.6. Quá 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. Quá trình rót khuôn – tách khuôn 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 khuôn.................................................................................................. 68 5.1.12. Làm dịu..................................................................................................... 68 5.1.13. Tách khuôn................................................................................................ 68 5.1.14. Bao gói...................................................................................................... 68 5.2. 6. 5.2.1. Quá 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. Quá trình làm lạnh..................................................................................... 73 TÍNH TOÁN 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 quá trình kiềm hóa....................................................................... 76 6.2.2. Hơi cho CIP............................................................................................... 77 6.3. 7. Cân bằng năng lượng....................................................................................... 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 toán chi phí.............................................................................................. 81 Tính toán 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. Nông 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 nhôm 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 công 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 dòng sản phảm sản xuất từ dây chuyền Chengdu LST Science and Technology....................................................................................................................... 31 Hình 3.1. Sơ đồ khối quy trình công 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. Nguyên 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 khuôn, làm mát và tháo khuôn trong sản xuất chocolate............52 Hình 3.21. Nguyên lý làm việc của hệ thống rót khuôn.................................................... 53 Hình 3.22. Thiết bị đóng gói............................................................................................. 53 Hình 3.23. Nguyên 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 công 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. Thông số công 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 công 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 nguyên 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 tôn 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 khuôn, 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 hoàn thiện quá 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 toàn Châu Âu. Ngày nay, nhờ công 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 không 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 còn được bổ sung thêm sữa trong quá 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 hòa tan các chất béo, rất cần thiết cho sự phát triển của màng tế bào - Chất xơ: Giúp điều hòa quá trình liên vận trong ruột - Các chất khoáng:  Chất sắt: Không 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 hòa 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 trò 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 không quá 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 khoáng. 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 công 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 quá trình rang và trong thời gian hoàn 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 còn 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 quá trình hô 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 không bão hòa. Chất béo là một thành phần ảnh hưởng đến các tính chất công 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). Ngoài các alkaloid, còn 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: - Không được có tạp chất lạ - Không được có mùi khói, không có mùi hoặc vị lạ - Không được chứa côn trùng sống - Đồng đều về kích cỡ hạt - Không có hạt dính đôi dính ba - Khô đều - Được lên men hoàn toàn 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 khô ráo, thông thoáng khí, hạn chế côn trùng và các loài gặm nhấm. Các thông 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 không 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 công 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 giòn 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 còn lại không ảnh hưởng nhiều đến độ nóng chảy của bơ ca cao. Nhờ có sự khác nhau không 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 đông 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 không bị xà phòng 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 đông 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 không qua kết tinh) là một khó khăn trong giai đoạn tạo hình vì đặc điểm này liên quan đến sự đông 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 , ,  không 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.