Đề tài Quy trình sản xuất sô cô la thanh

phần i:giới thiệu chung Về sôcôla 1 .Sôcôla là gì? Sôcôla xuất phát từ tiếng “ Xôcolatl” trong ngôn ngữ Aztec :thức uống pha chế từ cacao.Đó là hạt của một loài cây nhiệt đới. 2 .Nguồn gốc và lịch sử phát của Sôcôla: Cây cacao có nguồn gốc từ những vùng đất của trung nam Châu Mĩ như Mêxicô Năm 1519 sôcôla bắt đầu du nhập vào Tây Ban Nha khi nhà thám hiểm ngươì Tây Ban Nha – Hernando Corter viếng thăm cung điện Emperor- Montezu của Mêxicô. Tại buổi tiệc, ông được mời một loại thức uống được pha chế từ hạt cacao. Ông thấy loại thức uống này rất hấp dẫn và đã mang phương pháp này trở về quê hương. Lúc bấy giơ,ø sôcôla vẫn còn bí ẩn. Mãi đến gần 100 năm sau sôcôla mới được tìm thấy ở Pháp và nó được xem là một loại thực phẩm của tầng lớp quí tộc. Sau đó sôcôla bắt đầu xuất hiện ở Anh (1657). Sau cuộc cách mạng công nghiệp, nhiều thiết bị hiện đại hơn ra đời, đã sản xuất ra khối sôcôla, năm 1674. Ở Mĩ cũng bắt đầu sản xuất ra sôcôla năm 1765.ø Nơi sản xuất ra sôcôla đầu tiên tại Mỹ là Dorchester Massachuseh. Khoảng từ năm 1990 ,sôcôla đã chứng tỏ được sự phổ biến của nó như việc sản xuất và chế biến bởi những doanh nghiệp lớn trên thế giới. Hàng năm , mức tiêu thụ cacao trên thế giới trung bình xấp xỉ 600 000 tấn. Từ đó trở đi, sôcôla trở thành niềm yêu chuộng mới trong lĩnh vực bánh điểm tâm và nó đã không ngừng phát triển với nhiều hình thức đa dạng. 3.Một số tính chất chung của sôcôla: Sôcôla là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao.Ngoài ra, nó còn được xem như một loại dược phẩm có tác dụng cao trong việc đánh thức vị giác,điều trị bệnh cao huyết áp và mang lại cảm giác ngây ngất cho con người. Thành phần hóa học trong sôcôla gồm:prôtêin, carbonydrat, chất béo, chất khoáng. Ngoài ra còn chứa một ít Vitamin. Đây là một loại thực phẩm gần như hoàn chỉnh về các thành phần dinh dưỡng, cung cấp năng lượng lớn (500 kcalo/100g Sôcôla).Ngoài ra sôcôla còn chứa một lượng nhỏ theo Theobromine. Đây là một loại chất kích thích nhưng hậu quả không giống như cà phê, hay trà nên rất tốt cho sức khỏe. Sôcôla còn tác dụng chống còi xương vì nó có chất bơ các P tự nhiên, vitamin D. 4.Các loại sôcôla: Chocolate liquor : được chế tạo từ những mảnh hạt cacao nghiền, ở trạng thaí lỏng hoặc rắn, chứa khoảng 53% bơ cacao. Semi – sweet chocolate: là hỗn hợp cacao lỏng với đường và bơ cacao, nó giống sôcôla đen. Theo quy định cuả Mĩ về tiêu chuẩn đối với sôcôla thì loại sôcôla này chứa ít nhất 35% cacao lỏng, chất béo trung bình là 27%. Milk chocolate: gồm bơ cacao ,cacao lỏng, sữa ,đường và gia vị.Sữa bổ sung vào phải đảm bảo tốt cho sôcôla trong việc trang trí cũng như trong việc tạo lớp áo bên ngoài.Tất cả sôcôla sữa được sản xuất tại Mĩ phải chứa ít nhất 10% cacao lỏng ,12% sữa. Sweet chocolate: loại này chứa đường nhiều hơn Simi-sweet chocolate nhưng hàm lượng chất beó thì tương đương và chứa ít nhất 15% cacao lỏng, sử dụng chủ yếu cho việc trang trí. Liquid chocolate: được bổ sung cho các loại bánh nướng để tăng thêm hương vị và không chứa đường.Tuy nhiên loại này thường được làm từ chất béo thực vật hơn là bơ cacao. White chocolate: không qua quá trình tinh luyện, chỉ chứa bơ cacao, được sử dụng chủ yếu là lớp aó bên ngoài. Nó chứa bơ cacao ,đường ,sữa ,gia vị.Đây là dạng sôcôla dễ vỡ nhất trong các loại sôcôla . phần ii:quy trình sản suất 1.Sơ đồ sản xuất: Phụ gia Hạt cacao Phối trộn Làm sạch Conching Rang Tempering Tách vỏ Đúc khuôn Nghiền Làm lạnh Đóng bao bì Sản phẩm 2 .Nguyên liệu : Nguyên liệu chính là hạt cacao .Tuỳ theo từng loại sôcôla mà có thể bổ sung thêm bơ cacao và nguyên liệu phụ. Hạt cacao phải trải qua quá trình lên men, làm sạch và phân loại. - Nguyên liệu phụ gồm có:đường,sữa và các chất phụ gia như vani ,chất tạo nhũ leccithin để làm tăng tính dẻo, độ nhớt cũng như tăng khả năng kết dính của sôcôla. 2.1.Giới thiệu hạt cacao: Đây là một loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao .Trước đây được sản xuất chủ yếu ở Tây Phi, Gana, bờ biển Ngà và Nigiêria. Ngày nay, cacao được quan tâm nhiều và được sản xuất rộng rãi trên thế giới. Bảng 1:Các quốc gia chính sản xuất cacao trên thế giới. Các nước sản xuất chính Sản lượng năm 2001- 2002 (đơn vị tấn) Sản lượng dự đoán năm 2002-2003 (đơn vị tấn) Tổng sản lượng các nước Ghana Indonesia Nigeria Brazil Cameroon Ecuador Dominican Republic Papua New Guinea Malaysia Colombia Mexico 1 265 000 341 000 455 000 180 000 124 000 126 000 81 000 45 000 41 000 25 000 38 000 35 000 1 300 000 475 000 440 000 165 000 150 000 135 000 85 000 45 000 42 000 40 000 38 000 35 000 2.2. Phân loại: 2.1Phân loại hạt cacao: Hạt cacao chia làm ba nhóm chính: Criollo,Trinitario,Forastero. Tuy nhiên, có thể phân biệt qua hai loại sau: - Lọai có vỏ cứng , thịt quả đắng , ít ngọt như:Trinitario - Loại có vỏ quả mềm ,thịt quả ngọt ,không đắng như :Criollo Để tạo ra sôcôla có hương vị đặt trưng riêng cuả từng nơi chế biến . Người ta thường sử dụng nhiều loại quả khác nhau. Bảng 2:Thành phần hóa học của hạt cacao: Thành phần Hàm lượng ( %) Chất béo 50 Carbohydrat 20 - 25 Protein 15 - 20 Độ ẩm + chất khóang + vitamin Còn lại Cacao là một sản phẩm cao cấp chủ yếu dùng để sản xuất sôcôla và cacao bột để pha nước uống. Chất lượng hạt cacao phụ thuộc vào hai yếu tố chính: giống và kỹ thuật thu hái bảo quản.Chỉ có thu hái và sơ chế đúng mới tạo ra được sản phẩm có chất lượng cao. 2.1.Thu hái quả: Chỉ thu hái những quả đã chín , không thu hái quả xanh, sau khi thu họach xong cần chế biến ngay không được để quá 4 ngày ,dùng dao họăc kéo để cắt cuống quả khi thu họach. 2.2.Đập bổ quả lấy hạt: Không được dùng các vật nhọn sắc để bổ quả, sẽ làm cho một số hạt bị tổn thương , ảnh hưởng đến chất lượng hạt. Có thể dùng thanh gỗ hoặc tre để đập vỏ quả lấy hạt. 2.3.Phương pháp lên men: Tùy theo khối lượng hạt mà có phương pháp thích hợp nhất ,để quá trình lên men được tốt nhất. - Với khối lượng hạt nhỏ ,có thể dùng rổ, hoặc thùng gỗ có lỗ thủng ởø đáy và lót một vài lớp lá chuối lên các dụng cụ này.Tiếp đó cho hạt cacao vào và bên trên cùng dùng lá chuối đậy thật kín để khối hạt bên trong được giữ nhiệt tốt trong quá trình lên men.Nếu không có lá chuối có thể dùng bao tải sạch để chứa khối hạt. Nhiệt độ của quá trình lên men 45 – 50oC. Nếu nhiệt độ không đạt yêu cầu có thể đem phơi nắng và ban đêm nên để gần bếp ,và đảo trộn (24 giờ/lần) để khối hạt lên men đồng đều. Chỉ dùng dụng cụ bằng gỗ để đảo trộn.Tùy theo từng giống và nhiệt độ của từng vùng màthời gian đủ để lên men cacao từ 6-8 giờ. - Với khối lượng hạt lớn,nên dùng các thùng gỗ ,đáy có lỗ thủõng để ủ lên men. Trên mặt thùng đậy một vài lớp bao tải phủ kín để giữ nhiệt. Sau 48 giờ đảo đều khối hạt một lần .Thời gian 6 – 8 giờ ,tùy theo từng lọai hạt. 2.3.1. Quá trình lên men: Gồm hai phương thức: - Phương thức lên men bên ngoaì::là sự phân giải hảo khí của chất nhầy chứa đường bột của cùi bao bọc chung quanh hạt thành rượu và khí CO2 bởi men saccharomyces spp .Sau đó rượu chuyển thành acid acêtic và các acid hữu cơ khác bởi trực khuẩn acetobacter . Nhiệt và acid sinh ra làm phân huỷ cùi hạt. - Phương thức lên men bên trong:Có nhiều biến đổi về màu sắc của hạt , các chất đắng trong hạt chuyển thành các chất thơm ,và mùi thơm của sôcôla được phát triển . Một trong những chất tạo mùi thơm đó là cacaool. Chất này hiện diện trong hạt cacao với một lượng rất nhỏ (25ml / tấn hạt cacao) nhưng tạo ra mùi thơm rất dễ chiu. 2.3.2.Vi sinh vậät trong quá trình lên men: Gồm :các lòai nấm men, vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic và các vi khuẩn khác. - Các lọai nấm men có mặt ở hầu hết các lớp hạt , từ đáy đến bề mặt hạt, với hai loại có số lượng lớn là Kluyveromyces và Saccharomyces.Các lọai nấm men này tham gia chuyển hóa các chất theo phương trình chuyển hóa sau: C12H22O11 + H2O --------> 2C6H12O6 + 18,8 KJ C6H12O6 ---------> 2C2H5OH + 2CO2 + 93,3 KJ Ngoài nấm men còn có các lọai nấm khác như:Cadida, Hanenula…. -Vi khuẩn lactic:có khả nảng chuyển hóa đường thành các acid lactic và các acid hữu cơ khác.Có các loại sau:Betabacterium , Striptobacterium , Lactobacillus , Streptococcus -Vi khuẩn acetic:phát triển sau nấm men, chuyển hóa rượu thành acid acetic và thường có các lọai sau:Acetobacter asendens ,Acetobacter xylinoides…… 2.3.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men: - Độ chín của hạt - Dụng cụ chứa hạt - Thời gian và nhiệt độ lên men - Điều kiện khí hậu của từng khu vực Trong các yếu tố trên thì thời gian và nhiệt độ là quan trọng nhất ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men.Nếu thời gian chưa đủ hạt sẽ có vị đắng và không có hương thơm.Và nếu thời gian quá dài sẽ diễn ra quá trình lên men thối, ảnh hưởng đến chất lượng hạt. 2.3.4. Thành phần hóa học của hạt sau khi lên men , bảng3: Cấu tử Thành phần hạt thô không bóc vỏ cứng (%) Nước 6,54 Bơ cacao 44,49 Theobromin 1,49 Carbohydrat 28,52 Protein 11,83 Tro 4,00 Các lọai khác như vitamin 3,29 ±Bơ cacao : chứa nhiều chất béo , cung cấp một năng lượng lớn cho cơ thể. Trong đó các acid béo như palmitic , stearic , và oleic chiếm khỏang 70 % làm cho bơ cacao có khả năng đóng rắn ở nhiệt độ thường. Bảng 4:Thành phần các acid beó trong bơ cacao. Glycerides Tỉ lệ% Trisaturated 2,5 - 3 Triunsaturated 1 Stearo – diolein 6 - 12 Palmito – diolein 7 - 8 Oleo – distearin 18 - 22 Oleo – palmito stearin 52 - 57 Oleo – dipalmitin 4 - 6 ± Protein :gồm nhiều lọai acid amin có chức năng xây dựng mô cơ. Bảng 4:Thành phần các acid amin trong hạt cacao. Acid amin Thành phần(%) Phenylethylamin 0,02 – 2,20 Tele-methylhistamin 0,011 – 1,54 Spermidine 0,05 – 1,15 p-tyramine 0,02 – 0,35 3 – methyloxytyramine 0,02 – 0,33 Tryptamine 0,03 – 0,18 Spermine 0,00 – 0,13 Theobromine < 1,30 Caffeine Không xác định ± Carbohydrates :tồn tại ở dạng đường , cung cấâp năng lượng dự trữ cho cơ thể. ±Theobromin: Là chất dẫn xuất của Xanthines ,có công thức cấu tạo là C7H8N4O2 ,chứa khỏang 1,22 % trong sôcôla lỏng ,và 1,89 – 2,69% trong hạt cacao .Theobromin là thành phần tạo vị đắng của cacao.Thành phần của nó trong các lọai sôcôla như sau: + Trong sôcôla sữa 64mg/40g + Trong sôcôla đen 185mg/40g + Trong sôcôla sữa 58mg/40g Theobromin có tác dụng kích thích tim và thần kinh trung ươn .Nó được dùng cho người có huyết áp cao. Công thức cấu tạo cuả theobromine như sau: ± Chất khóang và vitamin bảng 5: Chất khóang Vitamin K A Na B1 Ca B2 Mg B3 P C Cl E Fe Zn Cu 2.4.Phơi hạt: Chất lượng hạt cacao làm khô bằng phơi nắng tốt hơn bằng lò sấy và được thị trường ưa chuộng hơn. Độ dày của lớp hạt phơi ở trên sân từ 5 – 10 cm ở giai đọan đầu và 3 – 5cm cho giai đọan sau ,thường xuyên cào đảo nhiều lần ,khi cắn hạt thấy giòn với độ ẩm khỏang 7 – 8% là được.Nếu nắng đều thường cần phơi 5 – 7 nắng mới đủ khô .Phải thật hết sức chú ý trong khâu phơi sấy ,để hạt không bị mốc. Nếu hạt bị mốc sẽ làm giảm phẩm chất họăc có khả năng không còn giá trị sử dụng. ² Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phơi sấy: + Độ ẩm của không khí + Nhiệt độ của không khí + Vận tốc của không khí + Lọai sân phơi + Chiều dày của lớp hạt va øsố lần đảo trộn 2.5.Làm sạch và phân lọaị: Hạt cacao sau khi được thu họach va øsơ chế sẽ lẫn nhiều tạp chất như: đất ,đá, các hạt lép, vỏ quả,….Vì vậy hạt cần được làm sạch và phân loại để đảm bảo chất lượng hạt trong quá trình bảo quản cũng như trong chế biến. Cơ sở của phương pháp làm sạch và phân lọai chủ yếu dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lí, trạng thái của nguyên liệu và tạp chất. 2.6.Bảo quản: Hạt cacao sau khi đã thật khô , được làm sạch và phân lọai sẽ cho vào các bao tải khô sạch để đựng cất giữ. Nơi cất giữ phải thông thóang,cao ráo ,không ẩm ứơt hoặc quá nóng ,không để gần nơi có vật liêu có mùi. Hạt cacao nếu không được bảo quản cẩn thận bị một lọai mọt đục hủy hoại hạt dẫn đến tình trạng hư hỏng. Thông thường người ta khử trùng các bao tải ,hóa chất dùng để khử trùng là oxyt etylen 1kg/250 m3/24 h,hoặc boromua metyl 5kg / 250 m3 / 24 h. Nếu bảo quản lâu cần kiểm tra thường xuyên. Thời gian cất giữ hạt không nên quá 12 tháng Chế biến và bảo quản cacao có ý nghĩa quan trọng đối với người sản xuất. Hiệu quả sản suất phụ thuộc rất lớn vào khâu kỹ thuật này. Hình 1:Hạt cacao sau khi phơi khô và làm sạch. 3.Quy trình công nghệ : Gồm các công đoạn sau: Làm sạch hạt Rang Bóc vỏ Nghiền Conching Tempering Đúc khuôn và đóng gói 3.1.Làm sạch: Hạt cacao trước khi đưa vào sản xuất phải được làm sạch và tách vỏ. Thiết bị làm sạch có các lọai sau: - Máy thổi khí được sử dụng để tách các tạp chất có khối lượng nhẹ như bụi, xơ , vỏ, …. - Thiết bị từ tính để tách sắt - Máy lọai đá khô để tách đá thủy tinh 3.2. Rang: 3.2.1. Mục đích: - Tách nhân và vỏ - Loại một phần độ chua do acêtic của hạt tạo ra - Phân bố đều lượng ẩm ,độ ẩm hạt sau khi sấy 2,5 – 5 % - Phát triển mùi thơm cuả sôcôla 3.2.2.Thực hiện: Quá trình rang được thực hiện bởi thiết bị rang liên tục với hệ thống cấp khí sạch và bộ phân đảo trộn. Đầu tiên khối hạt được đưa vào thiết bị rang.Sau đó nâng dần đến nhiệt độ thích cần thiết.Nhiệt độ cuả nguyên liệu trong quá trình rang phải đồng đều và phải duy trì trong một khoảng thời gian nhất định.Nhiệt độ sử dụng thông thường 100 – 120oC ,thời gian 45 – 70 phút.Tuy nhiên , tùy từng loại hạt mà có thể điều chỉnh nhiệt độ và thời gian cho phù hợp. 3.2.3.Yêu cầu về thết bị và năng lượng: - Thiết bị phải có bộ phận đảo trộn và có khả năng chịu nhiệt tốt - Vật liệu chế tạo có hệ số truyền nhiệt cao và không gây ảnh hưởng đến nguyên liệu - Khí dùng để gia nhiệt phải đảm bảo khí sạch và không mang theo muì lạ làm ảnh hưởng đến muì thơm của sôcôla. 3.3.Tách vỏ: 3.3.1.Mục đích: - Đảm bảo chất lượng sôcôla không có mùi vị lạ , độ mịn của sôcôla tốt nhất theo yêu cầu công nghệ. - Vỏ không chứa các thành phần dinh dưỡng (trừ một lượng rất nhỏ bơ cacao). 3.3.2. Các bước tiến hành: - Hạt sau khi rang phải qua thời gian làm nguội ,để lượng ẩm phân bố đều, vỏ hạt giòn dễ tách - Sau đó chuyển đến thiết bị tách vỏ, bên trong của thiết bị này có dạng hình nón và cơ cấu răng cưa - Hạt tiếp tục qua máy thổi khí để lọai bỏ những hạt gãy và những mảnh bụi và vỏ nhỏ còn xót lại. 3.3.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách vỏ: - Tính chất cuả hạt, loại hạt, giống, độ đồng đều cuả khối hạt, trạng thái cuả vỏ, độ ẩm cuả hạt. - Tính năng thiết bị. - Kỹ thuật điều khiển và quản lý thiết bị. Để nâng cao hiệu suất bóc tách vỏ ,hạt trước khi đưa vào bóc tách phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Quá trình làm sạch phải triệt để - Độ ẩm thích hợp cho từng lọai hạt - Ngoài ra thiết bị cắt cần đảm bảo về áp lực cắt , kích thước miệng cắt. 3.4.Nghiền : Để biến đổi hạt cacao thành dạng bột mịn (được gọi là cacao lỏng) , hạt phải qua quá trình nghiền và nấu chảy. - Nguyên lí chung của phương pháp nghiền: sử dụng năng lượng để sinh ra công và thắng lực hút giữa các phân tử. - Thiết bị sử dụng:Máy nghiền có các cặp trục gắn trên đĩa thép. Quá trình này tạo ra đủ độ ma sát và nhiệt để làm nát ,hóa lỏng hạt cacao thành dạng bột hồ . Hình 2:Thiết bị nghiền  Khối cacao lỏng sau khi nghiền và nấu chảy được bơm vào thùng chứa ,ở trên thiết bị trộn sôcôla. 3.3. Phối trộn. - Mục đích: + Bổ sung thêm đường và các chất phụ gia khác . Tùy theo yêu cầu ,có thể bổ sung thêm bơ cacao hay sữa để làm tăng giá trị dinh dưỡng và hương vị cho sôcôla. + Giúp trộn đều các thành phần trong khối sôcôla, tạo hỗn hợp đồng nhất. - Thực hiện: + Trước khi cho vào phối trộn , hỗn hợp sôcôla lỏng được chuyển qua phễu với hệ thống cân để xác định lượng nguyên liệu cần thiết. + Đường trước khi cho vào phối trộn được chuyển đến thiết bị sấy chân không .Mục đích của sấy đường là:giảm ẩm, đảm bảo độ tinh khiết ,hạn chế được khả năng mang mùi lạ vào sôcôla.Sau đó được hoá lỏng ở thiết bị chân không cung cấp hơi quá nhiệt và cho vào phối trộn. + Đối sữa (nếu có) cũng phải được sấy khô mới đem trộn với sôcôla + Hỗn hợp được phối trộn trong một khoảng thời gian nhất định để tạo thành khối bột nhão . Hình 3:Máy nhào trộn Sau khi phối trộn hỗn hợp cacao ở dạng thô , vì vậy cần phải qua quá trình tinh chế để hỗn hợp đạt độ mịn theo yêu cầu công nghệ. 3.4.Conching: 3.4.1.Mục đích: Khối bột sôcôla thô sẽ chuyển thành khối bột nhẵn và trơn bóng hoàn toàn. Những hạt đường sẽ láng ,min. Hỗn hợp sôcôla được trộn điều. 3.4.2.Nguyên lí hoạt động cuả máy conching: Để khối bột sôcôla được trộn đều và đạt được độ mịn nhất định thì nó phải qua giai đoạn conching. Quá trình này do một nhà sản xuất sôcôla người Thụy Sĩ –Rudolph Lindt khám phá. Bằng sự tác động cuả các cánh khuấy, sự thay đổi nhiệt độ đã tạo nên sự náo động trong khối bột, làm phân bố đều các cấu tử và tạo ra độ mịn cho khối bột. 3.4.3.Cấu tạo của máy conching: Thùng trộn sôcôla gồm hai lớp: Lớp trong chứa hỗn hợp sôcôla và có các cánh khuấy để đảo trộn. Lớp bên ngoài là lớp cách nhiệt. Nước sẽ được cung cấp vào giữa hai lớp này. Trên gần miệng thùng có ống chảy tràn. Bên ngoài là hệ thống điều khiển . . 3.4.4.Vận hành: Trước khi cho máy hoạt động ,phải tiến hành làm vệ sinh thiết bị theo đúng yêu cầu kỹ thuật. Mở công tắt điện Kiểm tra các nguồn điện Kiểm tra các nguồn nhiệt cung cấp đạt áp suất qui định Kiểm tra các hệ thống cung cấp nước Kiểm tra tốc độ của cánh khuấy Mở van cho khối bột sôcôla vào hoạt động 3.5.Tempering: 3.5.1. Mục đích: Làm