Mở đầu. - CHƯƠNG 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài. - CHƯƠNG 3: Ý tưởng và phương án thiết kế máy tách vỏ cứng trái ca cao. - CHƯƠNG 4: Cơ sở lý thuyết.
- CHƯƠNG 5: Sơ đồ hệ thống của máy tách vỏ cứng trái ca cao. - CHƯƠNG 6: Tính toán, thiết kế máy tách vỏ cứng trái ca cao. - CHƯƠNG 7: Chế tạo thử nghiệm và đánh giá. - Kết luận và kiến nghị Trang 3 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.
TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu về ca cao 2.1 Nguồn gốc cây ca cao Cây ca cao (Theobroma ca cao) thuộc về thứ (genus) Theobromaca cao L., và họ (family) sterculiaceae. Thứ theobroma bao gồm hơn 20 loài (species), trong đó chỉ có loài Theobromaca cao được trồng rộng rãi còn các loài khác hoặc hoang dại, hoặc rất ít được trồng.1 Cây ca cao Theobromaca cao là loài duy nhất có giá trị thương phẩm và nó được chia ra hai loài phụ, là Criollo và Forastero, ngoài ra còn có một loài nữa là Trinitario là kết quả của sự tạp giao giữa hai loài Criollo và Forastero. Tên Criollo (bản xứ) do người Tây Ban Nha đặt cho cây ca cao trồng đầu tiên ở Venezuela. Nhóm Forastero là các giống ca cao thường của Brazil và Tây Phi, chúng phân tán tự nhiên trong thung lũng sông Amazon.
Nhóm Trinitario là giống lai của hai giống trên xuất hiện đầu tiên ở hòn đảo Trinidad, thuộc địa Tây Ban Nha, trong thế kỉ 18. Nông dân Maya là những người đầu tiên trồng cây ca cao ở Trung Mỹ và chủ yếu ở Mê-hi-cô. Sử của người Astèque xác minh rằng, từ thế kỷ 14 cây ca cao đã được trồng ở Mê-hi-cô. Ở đây, gieo trồng và thu hoạch vào những dịp tổ chức các lễ bái tôn giáo.
Thực tế thì chỉ trong những năm của thế kỷ 19 nghề trồng ca cao mới đạt được những tiến bộ đáng kể, giúp cho kỹ nghệ chocolate có cơ sở để phát triển ở Châu Âu. Ở Châu Mỹ, hai nước sản xuất ca cao mới xuất hiện là Ecuador và Brazin. Ở Châu Phi, cây ca cao chỉ mới trồng ở các hòn đảo của vịnh Guinea. Trong thế kỷ 20, sản xuất ca cao phát triển với quy mô rất lớn vì có sự mở rộng cực kì nhanh chóng các diện tích trồng câyca cao ở Châu Phi.
Trong giai đoạn 1945 - 1985, năm “cường quốc”ca cao là Brazin (19%), Cameroon (6%), Ghana (11%), Ivory Coast (30%) và Nigeria (6%). Từ năm 1985 trở lại đây, các nước Châu Á bắt đầu phát triển mạnh ca cao, trước hết là ở các nước Malaysia, Indonesia, ấn Độ, Sri Lanka,… Trang 4 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Ở Việt Nam, cây ca cao theo chân người Pháp đến Nam Bộ vào đầu thế kỷ 19, nhưng câyca cao chưa bao giờ được trồng với quy mô đồn điền như cây cao su. Có lẽ vì cao su không thể thiếu với ngành công nghiệp Pháp, còn hạt ca cao thì không được như vậy.
Khoảng năm 1994, một dự án của nhà nước về trồng cây ca cao với quy mô 10.000 ha được thực hiện, chủ yếu ở Quảng Ngãi nhưng đã thất bại vì nhiều lý do. Mong muốn phát triển trồng cây ca cao tương tự như cây cà phê không thành. Chương trình nghiên cứu giống ca cao nhà nước được bắt đầu thực hiện từ năm 2000. Đến năm 2002, tổ chức Success Alliance có dự án phát triển cây ca cao mà khởi đầu từ tỉnh Bến Tre, sau đó là các tỉnh Tiền Giang, Bình Phước, Bà Rịa Vũng Tàu, Daklak.
Đến nay, 01 bộ giống ca cao gồm 8 dòng thương mại đã được công nhận để nhân giống phục vụ sản xuất. Tương lai của cây ca cao ở đồng bằng Sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên rất hứa hẹn, có thể từ một quốc gia vô tiếng tăm về sản xuất hạt ca cao, Việt Nam có thể bước lên thành một cường quốc xuất khẩu hạtca cao trên thế giới, như đã thành công với cây cà phê.2 Đặc điểm của cây ca cao ca cao là loài cây thân gỗ nhỏ có thể cao đến 10 – 20 m nếu mọc tự nhiên trong rừng. Trong sản xuất do trồng mật độ cao và khống chế sự phát triển thông qua tỉa cành nên cây thường có chiều cao trung bình khoảng 5 – 7 m, đường kính thân 10 – 18 cm.ca cao sinh trưởng tốt dưới bóng che, do đó có thể trồng xen với một số loài cây kinh tế khác. Thời kỳ kinh doanh hiệu quả có thể kéo dài từ 25 – 40 năm.2 Thân, lá và hoa ca cao Hoaca cao nhỏ, có đường kính khoảng 10 – 15 mm, hoa có 5 cánh trổ thành từng chùm nhỏ trên gỗ cũ, trên thân và cũng như trên những cành hoặc trên những nhánh ở chỗ lá đã rụng.
Nụ hoa bắt đầu nở vào buổi chiều và nở hết vào buổi sáng hôm sau. Chỉ một phần rất nhỏ trong số các hoa nở sẽ đậu thành quả, mà nhân tố chính cho việc thụ phấn là những con ruồi nhỏ Ceratopoginidae. Trang 5 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Thời gian phát triển của quả từ khi kết quả đến chín thường trong khoảng 5 đến 6 tháng.
Ngoài ra, quả non hình thành trên cây ca cao không chín hết được, một số lớn thường khô héo và rụng khỏi cây. Quả ca cao có chiều dài 10 - 30 cm, đường kính 7 - 9 cm. Quả có thể cân nặng từ 200 – 1000 g. Tuỳ theo từng loài, hình dạng của quả thay đổi nhiều từ hình cầu, hình dài và nhọn, hình trứng hoặc hình ống.
Màu sắc của quả khá đa dạng, có loại quả màu xanh, loại màu vàng và loại màu đỏ.3 Quả và hạt ca cao Đặc tính của quả ca cao là khi chín thì vỏ không nở bung ra và ít bị rụng khỏi cây. Mỗi quả ca cao thường chứa 30 - 40 hạt được bao quanh bằng lớp nhầy. Lớp nhầy này có vị hơi ngọt và đó chính là cơ chất cho quá trình lên men khi ủ hạt. Vùng trồng ca cao.
- Trên thế giới: Mặc dù gần 60 quốc gia nhiệt đới trồng ca cao nhưng Ghana, Cote d'Ivoire, Nigeria, Indonesia và Brazil chiếm 79% sản lượng ca cao của thế giới. ca cao cũng được trồng ở Bolivia, Cameroon, Colombia, Costa Rica, Cuba, Cộng hòa Dominican, Ecuador, Fiji, Grenada, Haiti, Malaysia, Madogascar, Mexico, Peru, Philippines, Papua New Guinea, Seychelles, Sierra Leone, Sri Lanka, Togo, Trinidad, Venezuela, Việt Nam và Zaire. Trang 6 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Hình 2.4 Tình hình ca cao trên thế giới - Trong nước: Hình 2.5 Tình hình ca cao ở Việt Nam Trang 7 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.
TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ + Ở nước ta, ca cao được trồng chủ yếu ở: Đồng bằng sông Cửu Long: Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long. Đông Nam Bộ: Bình Phước, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu. Tây Nguyên: Đắc Lắc, Đắc Nông. + Tùy theo vùng sinh thái mà sẽ trồng các giống khác nhau.
Phân loại các giống ca cao. Ở Việt Nam, các giống được du nhập từ nước ngoài về được lai tạo lại để cho phù hợp nhất với điều kiện sinh thái ở Việt Nam. Trong đó, có 13 dòng nhân giống vô tính đã được trồng thử nghiệm ở nhiều vùng khác nhau và có 10 dòng đã được bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn công nhận để tròng đại trà: TD1, TD2, TD3, TD5, TD6, TD7, TD8, TD9, TD10, TD14. Tùy theo vùng sinh thái nên chọn giống chủ lực khác nhau.
Đối với Đông Nam Bộ và Tây Nguyên nên chọn dòng chủ lực TD6 và các dòng khác là TD3, TD8, TD9, TD10, TD5, … trong khi vùng đồng bằng sông Cửu Long giống chủ lực nên là TD10, TD3 và phối hợp với các dòng TD1, TD8, TD9, TD5,… Trang 8 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Hình 2.6 Các dòng ca cao được trồng ở Việt Nam. Trang 9 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ 2.3 Thành phần hóa học của hạt ca cao.
Tính chất vật lý và hóa học của hạt ca cao và các sản phẩm từ ca cao rất phức tạp, Chúng thay đổi theo tuổi thọ của hạt và phụ thuộc vào quá trình chế biến. Sau đây là một số chỉ số về sự thay đổi của hạt theo tuổi thọ, cùng với nguồn tham khảo cho các thông tin chi tiết hơn về lý tính và hóa tính của ca cao. Trong bột ca cao có chứa khoảng trên 200 loại hóa chất khác nhau. Cho đến nay việc tìm hiểu tác dụng của các hóa chất này đối với cơ thể con người và động vật, mà đặc biệt là tác dụng trên não bộ, thần kinh, tim mạch.
vẫn còn là bài toán khó giải. Tuy nhiên, khoa học dần hé lộ từng phần của bức màn bí mật mang tên ca cao ấy.7 Thành phần hóa học của hạt ca cao Nguồn: http//www.vn ca cao giàu các chất Phytochtôiical là các chất hoạt động sinh học có trong thực vật (ví dụ như Flavonoid và Carotenoid) được cho là có tác lợi cho sức khỏe người. Trong hạt ca cao chưa lên men, các sắc tố chiếm từ 11-13% của mô. Các tế bào sắc tố chứa khoảng 65- 70% (khối lượng) Polyphenol và 3% Anthocyanin.
Trong quá trình lên men, Polyphenol trải qua các phản ứng khác nhau bao gồm cả quá trình tự cô đặc và phản ứng với Protein và Peptide. Khoảng 20% (theo khối lượng) Polyphenol còn lại ở cuối quá trình lên men. Quá trình rang và các quá trình chế biến ca cao khác cũng làm gây ra sự thay đổi. Hàm lượng Polyphenol sẽ thay đổi tùy loại hạt ca cao và mức độ lên men.
Trang 10 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Bảng 2.1 Thành phần cơ bản của ca cao Thành phần dinh Khoáng mg/100g mg/100g dưỡng chất Protein 18,5 Na 950 Chất béo 21,7 K 1500 Carbohydrate 11,5 Ca 130 Năng lượng (Kcal) 312 Mg 520 Bảng 2.2 Thành phần hóa học của hạt sau khi lên men và sấy Thành phần hóa học Mảnh ca cao nghiền % Tối đa Vỏ % Tối đa Nước 3.7 Nitơ Nitơ tổng 2.2 Chất xơ ở dạng thô 3.2 Trang 11 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Bảng 2.3 Thành phần vỏ ca cao Trung bình STT Thành phần (% của tổng lượng chất khô ) 1 Protein 6,25 2 Chất xơ 27,30 3 Tro 8,10 4 Na 0,01 5 K 3,20 6 Ca 0,44 7 P 0,09 2.2 Công dụng của ca cao Người ta thấy rất rõ trong ca cao có chứa một lượng Cafein, chất béo, đường, Flavonoid, các khoáng chất. và một hàm lượng đáng kể chất Theobromin - Chất có tác dụng chống ho tốt gấp 1.