Tuy chocolate là sản phẩm nổi tiếng và có từ lâu trên thế giới, nhưng quy trình chế biến ca cao thành chocolate ở Việt Nam vẫn là điều gì đó mới mẻ. Với sản lượng hạt ca cao ước tính khoảng 4.000 tấn/năm, ngành chế biến ca cao thành chocolate cần thiết phải có sự trợ giúp của thiết bị cơ khí – tự động hóa để nâng cao phương thức chế biến cũng như đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.
Hệ thống chế biến hạt ca cao thành chocolate do Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp (ĐH Nông Lâm TP.HCM) thiết kế và chế tạo bao gồm nhiều loại máy như: máy rang, máy sấy, máy đập vỡ hạt kết hợp sàng phân loại, máy làm sạch vỏ, máy nghiền mịn con lăn, máy ép tách bơ và máy nghiền bột.
Máy rang ca cao trong hệ thống có dạng thùng quay, rang theo mẻ. Hạt ca cao được đổ vào thùng quay thông qua phểu bên trên. Thùng quay làm đảo trộn hạt ca cao liên tục, kết hợp với nguồn nhiệt được cung cấp bên dưới làm cho hạt ca cao chín dần. Sau khi rang xong thì hạt được lấy ra thông qua miệng phểu phía trước và được làm nguội ngay nhờ cụm khấy trộn và hút nhiệt. Với dạng máy rang thùng quay, có thể dễ dàng cài đặt nhiệt độ rang theo yêu cầu, có các cửa để thăm mẫu thường xuyên nên chất lượng rang tốt, phù hợp qui trình chế biến ca cao tại Việt Nam. Máy được chế tạo hoàn toàn bằng nguyên vật liệu trong nước.
Máy sấy ca cao sử dụng củi làm nhiên liệu cung cấp nhiệt độ, nhưng được trang bị kèm theo một hệ thống thu năng lượng mặt trời bằng plastic nhằm giảm chi phí chất đốt. Vào những ngày nắng, toàn bộ nhiệt lượng cần cho quá trình sấy sẽ được lấy từ hệ thống thu năng lượng mặt trời (có thể tuỳ chọn đặt trên mặt đất hoặc trên mái nhà nếu có đủ diện tích), nên những khi thời tiết bất lợi (có mưa), chiều tà hoặc vào ban đêm, mới sử dụng đến lò đốt củi. Nhờ có hệ thống thu nhiệt năng lượng mặt trời, chi phí nhiên liệu đốt đã giảm xuống đáng kể, từ đó chi phí sấy của máy sấy cacao cũng được giảm xuống. Máy sấy cacao sử dụng năng lượng mặt trời làm nguồn nhiệt hỗ trợ có năng suất sấy phù hợp với quy mô trồng cacao của rất nhiều nông hộ ở nước ta, đạt năng suất sấy 700kg/mẻ hoặc có thể được thiết kế các cỡ năng suất khác theo yêu cầu của khách hàng.
Nguyên lý hoạt động của máy đập vỡ hạt kết hợp sàng phân loại là hạt ca cao sau khi rang được đưa vào phểu nạp liệu bên trên và chảy xuống con lăn, con lăn chà sát và làm vỡ hạt cùng với vỏ. Thông qua sàn bên dưới thì hạt ca cao được chia làm 2 loại để dễ dàng cho khâu làm sạch tiếp theo. Máy đảm bảo được yêu cầu đập vỡ hạt và phân loại sơ bộ. Kích thước phân loại qua lớp lưới sàng phù hợp nên các hạt lọt qua sàng chủ yếu sử dụng làm nguyên liệu cho bột hoặc làm trà ca cao.
Máy làm sạch vỏ được thiết kế để làm sạch kiểu khí động. Hạt ca cao sau khi được chà vỏ và phân loại thì được đưa vào phểu chứa. Nó được cung cấp đều nhờ trục phân phối. Vỏ được tách ra nhờ luồng không khí hút qua hỗn hợp. Hạt nhân nặng hơn thì rơi xuống dưới, vỏ nhẹ thì được hút ra ngoài và lắng theo cyclone. Máy đã đạt được chất lượng của việc làm sạch (độ sạch >97%), tỉ lệ lẫn vỏ thấp (<2%). Tỉ lệ thu hồi cao ( đạt khoảng >70%), dễ dàng việc vệ sinh máy, vận hành êm, ít bụi nhờ có cyclone lắng.
Máy nghiền mịn con lăn sử dụng động cơ giảm tốc quay, thông qua bộ truyền đai để truyền động cho hộp giảm tốc, hộp giảm tốc kéo chậu nghiền quay, hạt ca cao được cho vào trong chậu và bị nghiền, chà sát liên tục bởi con lăn với chậu nghiền cho đến khi đạt độ mịn theo yêu cầu. Sau khi nghiền xong, bột nhão ca cao được đổ ra ngoài bằng cách nghiêng cụm chậu nghiền. Máy nghiền đạt độ mịn cao (kích thước sau nghiền từ 15-25 µm), lượng hao hụt tối đa 0,1% khối lượng, dễ vận hành, phù hợp chế biến kể cả ở quy mô nhỏ.
Ca cao sau khi được nghiền mịn được cho vào các túi ép, sau đó đưa vào khuôn ép của máy ép tách bơ. Dưới tác động của xy lanh thủy lực, bơ ca cao được tách ra theo các lỗ trên khuôn. Máy có năng suất phù hợp tùy theo quy mô chế biến, tỉ lệ tách bơ cao đạt trên 32%, bơ tách ra không còn màu nâu của ca cao. Thao tác vận hành máy dễ dàng. Dễ vệ sinh máy.
Các bánh ca cao sau khi ép tách bơ tiếp tục được cung cấp vào phểu của máy nghiền bột để đánh tơi. Bột được đánh tơi và thoát ra ngoài. Máy có năng suất phù hợp cho việc chế biến ca cao quy mô nhỏ. Độ tơi bột nghiền đạt khá tốt, ít bụi.
Bột ca cao sau khi nghiền được đưa vào máy temper (nhập ngoại) để kết tinh thành chocolate.
Hệ thống chế biến hạt ca cao thành chocolate là sản phẩm của Khoa Cơ khí - Công nghệ - Đại Học Nông Lâm TP.HCM. Để biết thêm thông tin xin vui lòng liên hệ anh Lam (lampd@hcmuaf.edu.vn)
Kim Hoàn