Đồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao
SVTH: Nguyễn Trần Mẫn
Trang 1
Phần 1: Tổng quan về nguyên liệu

1.1. Đặc điểm thực vật học cây ca cao:

Ca cao thuộc họ Sterculiaceae, giống Theobroma, loài Ca cao, có nguồn gốc từ
miền nam Châu Phi.
Ca cao là cây công nghiệp dài ngày, trồng thích hợp ở vùng nhiệt đới, thân gỗ,
cao 5 – 7 m (thường phát triển dưới tán). Sau khi trồng 3 – 4 năm, cây bắt đầu ra trái,
sau 10 năm thì cây phát triển hoàn thiện. Cây ca cao có thể cho thu hoạch quả đến 50
năm.
Hoa nhỏ, đường kính khoảng 15mm, có màu vàng, đỏ, trắng hay tím tùy theo
loài. Hoa mọc trực tiếp từ thân và cành, thuộc loại lưỡng tính và thụ phấn chủ yếu là
nhờ côn trùng. 0,5% hoa nở tạo quả, trong đó 90% quả non sẽ bò khô và rụng.
Quả phát triển trong 5 – 6 tháng, màu sắc biến đổi tùy theo loài. Quả ca cao có
kích thước lớn, không nứt. Trong quả thường có 5 hàng hạt bám xung quanh cùi. Mỗi
hạt có lớp vỏ nhầy bao quanh.
Điều kiện canh tác: t
0

= 20 – 30
0
C, lượng mưa 1500 – 2000 mm/năm, pH của
đất: 6,5 – 6,7, phân bón: đạm, kali và các khoáng vi lượng.
1.2. Các giống ca cao:
Có 3 giống ca cao chủ yếu là giống Forastero, Criollo và Trinitario.
1.2.1. Giống Forastero:

Xuất xứ từ Tây Phi, Brazil, Indonesia, Malaysia.

1 Nước 35 84,5 9,4
2 Cellulose 3,2 - 13,8
3 Tinh bột 4,5 - 46
4 Pentosan 4,9 2,7 -
5 Saccharose - 0,7 -
6 Glucose + Fructose 1,1 10 -
7 Bơ ca cao 31,3 - 3,8
8 Protein 8,4 0,6 18
9 Theobromine 2,4 - -
10 Enzym 0,8 - -
11 Polyphenol 5,2 - 0,8
12 Acid 0,6 0,7 -
13 Muối khoáng 2,6 0,8 8,2

1. 4. Đặc tính và vai trò của thành phần hóa học trong hạt ca cao:
1.4.1. Bơ ca cao:

Bơ ca cao là chất béo được chiết từ hạt ca cao đã xay và loại mầm hoặc thu
được từ quá trình ép trong qui trình sản xuất bột ca cao.
Đặc tính quan trọng của bơ ca cao: có trạng thái rắn ở nhiệt độ thường, nóng
chảy ở 35
0
C
Bảng 1.2: Thành phần acid béo trong bơ ca cao

STT Tên glycerid Phần trăm (%)
Nhiệt độ nóng chảy (
0
C)
1 Oleopanmetostearin 52 – 57 34,5

Hình 1.2: Công thức hóa học của caffeine (1,3,7-Trimetylxantine)

Caffeine có dạng tinh thể màu trắng, hình kim và có vò đắng. Nhiệt độ bay hơi
là 100
0
C, nhiệt độ thăng hoa là 180
0
C và nóng chảy là 235
0
C, hoà tan được trong nước
ấm.
Caffeine được xem như một chất kích thích vì có khả năng tác dụng đến hệ
thần kinh tạo ra cảm giác hưng phấn, sảng khoái cho người dùng. Đồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao
SVTH: Nguyễn Trần Mẫn
Trang 4
1.4.4. Hợp chất polyphenol:
Tổng polyphenol (catechine, epicatechine, anthocyanine) trong hạt ca cao tươi
và ca cao đã lên men phụ thuộc vào từng giống khác nhau. Polyphenol từ 2 loài khác
nhau của cùng một giống là khác nhau về thành phần và số lượng.

Bảng 1.3: Thành phần các hợp chất polyphenol trong hạt ca cao

Đồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao
SVTH: Nguyễn Trần Mẫn
Trang 5
Phần 2: Cơ sở chọn đòa điểm xây dựng nhà máy

Đòa điểm được chọn để xây dựng nhà máy là khu công nghiệp Mỹ Tho, xã Bình
Đức, thành phố Mỹ tho, tỉnh Tiền Giang. Chúng tôi chọn đòa điểm trên là do nó đã đáp
ứng được các điều kiện sau:
2.1. Quy mô khu công nghiệp:

Tổng diện tích là 79,14 ha, trong đó:
+ Các cơ sở công nghiệp hiện có: 27,78 ha
+ Tổng diện tích đưa vào đầu tư mới: 51,36 ha
+ Tổng diện tích đưa vào khai thác kinh doanh mới: 40,26 ha
Tổng vốn đầu tư cơ sở hạ tầng: 101323 triệu đồng
2.2. Điều kiện về nguyên liệu:

Nhà máy nằm ngay trong vùng có diện tích trồng cây ca cao khá lớn, và bên
cạnh là tỉnh Bến Tre, là 1 nơi cung cấp nguồn nguyên liệu khá dồi dào. Và một điều
kiện rất thuận lợi là ở 2 tỉnh Tiền giang và Bến tre đã thành lập các điểm thu mua
nguyên liệu và sơ chế hạt ca cao. Do đó, với những thuận lợi trên, nguồn nguyên liệu
sẽ được đảm bảo để cung cấp cho nhà máy hoạt động ổn đònh.
2.3. Điều kiện về giao thông vận tải:

Khu công nghiệp cách trung tâm thành phố Mỹ Tho khoảng 3km về phía tây.
Phía bắc khu công nghiệp tiếp giáp tỉnh lộ 864, cách quốc lộ 1A hơn 4km. Phía nam
dài 2,4km tiếp giáp với sông Tiền, cách cửa biển gần 60km theo đường sông. Giao
thông trên bộ có nhiều trục chính nối liền quốc lộ 1A và quốc lộ 60 đi Bến Tre. Trong
tương lai gần, khi cầu Rạch Miễu hoàn thành thì sự giao thông với tỉnh Bến Tre sẽ rất
thuận lợi.

Nguồn nước được cung ứng bởi nhà máy nước Mỹ Tho, công suất 30000
m
3
/ngày nằm phía tây khu công nghiệp. Hệ thống thoát nước trong khu công nghiệp
đang được đầu tư xây dựng.
2.6. Điều kiện về lực lượng lao động:
Khu công nghiệp nằm ở thành phố Mỹ tho, đặc biệt, hiện nay bên cạnh khu
công nghiệp là khu dân cư vừa được qui hoạch, do đó nguồn nhân lực lao động là khá
dồi dào.
2.7. Điều kiện về thò trường:

Nhà máy nằm gần với các thò trường lớn như thành phố Hồ chí Minh, các tỉnh
miền Tây Nam Bộ (Cần Thơ, Vónh Long…), các tỉnh miền Đông Nam Bộ (Đồng Nai,
Bình Dương…) do đó vấn đề tiêu thụ sản phẩm là khá dễ dàng.



Làm sạch

Tạp chất

Tách vỏ

Vỏ

Ép bơ

Bơ ca cao

Đánh tơi

Bột ca cao

Phân loại

Bao gói

Bao bìĐồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao
SVTH: Nguyễn Trần Mẫn
Trang 8
3.2. Thuyết minh qui trình công nghệ:
3.2.1. Làm sạch:


+ Thời gian kiềm hóa: 60 phút
+ pH: tăng từ 4,5 – 5 đến 6,8 -7
+ Hóa chất: Na
2
CO
3
,K
2
CO
3
..(Hàm lượng 2,5% khối lượng ca cao)
3.2.5. Rang:

Mục đích:
+ Mục đích chuẩn bò cho quá trình nghiền, ẩm của nhân ca cao được giảm
xuống 2% tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiền.
+ Mục đích chế biến: làm biến đổi các hợp chất màu và mùi có trong ca cao tạo
màu, mùi, vò đặc trưng cho ca cao.
+ Mục đích bảo quản: vô hoạt enzym, tiêu diệt vi sinh vật
Thông số kỹ thuật:
+ Nhiệt độ rang: 110 – 135
0
C
+ Thời gian rang: 15 – 30 phút Đồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao


+ Thời gian ép: 15 – 30 phút
3.2.8. Đánh tơi:
Mục đích: Hoàn thiện: đánh tơi khối bánh ca cao thành những hạt có kích thước
nhỏ, xé nhỏ bánh ca cao thành dạng bột.
Thông số kỹ thuật
:
+ Nhiệt độ ca cao nhập liệu: 43 – 45
0
C
+ Nhiệt độ ca cao tháo liệu: 21 – 24
0
C
+ Độ ẩm không khí làm nguội: 50 – 60%
3.2.9. Phân loại:
Mục đích: Hoàn thiện: phân chia bột nghiền mòn ra từng loại theo độ lớn của
hạt, tạo sản phẩm bột ca cao có kích thước hạt đồng nhất.
Thông số kỹ thuật
: Kích thước hạt: 75 µm
3.2.10. Bao gói:
Mục đích:
+ Mục đích hoàn thiện: tăng giá trò cảm quan cho sản phẩm
+ Mục đích bảo quản: bảo quản sản phẩm tránh tiếp xúc với không khí, ánh
sáng.
Đồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao
SVTH: Nguyễn Trần Mẫn
Trang 10

_ Tính cho 100 kg hạt ca cao G=100 kg
_ Khối lượng hạt ca cao sau khi làm sạch G
1
:
+ Tách tạp chất 2% và tổn thất 0.5%
G
1
= G * (100 - (2 + 0,5)) /100
= 100 * (100 - (2 + 0,5)) /100
= 97,5 kg
_ Khối lượng hạt ca cao sau khi xử lý nhiệt hồng ngoại G
2
:
+ Hàm ẩm giảm từ 8% xuống 6% và tổn thất 0,5%
G
2
= G
1
* ((100 – 8) / (100 – 6)) * ((100 – 0,5) / 100)
= 97,5 * ((100 – 8) / (100 – 6)) * ((100 – 0,5) / 100)
= 94,948 kg
Đồ án CNTP: Thiết kế phân xưởng sản xuất bột ca cao
SVTH: Nguyễn Trần Mẫn
Trang 11
_ Khối lượng nhân ca cao sau khi tách vỏ G
3
:
+ Tách vỏ 12% và tổn thất 1%
G
3

6
:
+ Tổn thất 0,5%
G
6
= G
5
* (100 – 0,5) / 100
= 80,112 * (100 – 0,5) / 100
= 79,711 kg
 Tính cho quá trình sản xuất bột ca cao có hàm lượng béo cao 20%:
_ Khối lượng bột ca cao sau quá trình ép bơ G
C1
:
+ Hàm lượng béo giảm từ 55% xuống 20% và tổn thất 0,5%
G
C1
= G
6
* ((100 – 55) / (100 – 20)) * ((100 – 0,5) / 100)
= 79,711 * ((100 – 55) / (100 – 20)) * ((100 – 0,5) / 100)
= 44,613 kg
_ Khối lượng bơ ca cao thu được sau quá trình ép bơ G
B1
:
G
B1
= G
6
* ((55 – 20) / 100) * ((100 – 0,5) / 100)

* ((100 – 55) / (100 – 15)) * ((100 – 0,5) / 100)
= 79,711 * ((100 – 55) / (100 – 15)) * ((100 – 0,5) / 100)
= 41,989 kg
_ Khối lượng bơ ca cao thu được sau quá trình ép bơ G
B2
:
G
B2
= G
6
* ((55 – 15) / 100) * ((100 – 0,5) / 100)
= 79,711 * ((55 – 15) / 100) * ((100 – 0,5) / 100)
= 31,725 kg
_ Khối lượng bột ca cao thành phẩm sau các quá trình đánh tơi, phân loại, bao gói
G
TB2
:
+ Ở mỗi quá trình tổn thất là 0,5%
G
TB2
= G
TB1
* ((100 – 0,5) /100) * ((100 – 0,5) /100) * ((100 – 0,5) /100)
= 41,989 * ((100 – 0,5) /100) * ((100 – 0,5) /100) * ((100 – 0,5) /100)
= 41,362 kg
 Tính cho quá trình sản xuất bột ca cao có hàm lượng béo thấp 10%:
_ Khối lượng bột ca cao sau quá trình ép bơ G
T1
:
+ Hàm lượng béo giảm từ 55% xuống 10% và tổn thất 0,5%