Mở đầu. - Chương 2: Tổng quan. - Chương 3: Cơ sở lý thuyết - Chương 4: Ý tưởng và các giải pháp - Chương 5: Tính toán, thiết kế máy tách hạt ca cao - Chương 6: Chế tạo và thực nghiệm máy tách hạt ca cao - Chương 7: Kết luận và kiến nghị. 4 Chương 2 TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu chung về cây ca cao 2.1 Nguồn gốc cây Ca cao Cây ca cao (Theobroma Ca cao) thuộc về thứ (genus) Theobroma ca cao L., và họ (family) sterculiaceae.
Thứ theobroma bao gồm hơn 20 loài (species), trong đó chỉ có loài Theobroma ca cao được trồng rộng rãi còn các loài khác hoặc hoang dại, hoặc rất ít được trồng.1: Cây ca cao [15] Theobroma ca 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 kỷ 18.
[1] Nông dân Maya là những người đầu tiên trồng cây ca cao ở Trung Mỹ và chủ yếu ở Mexico. Sử của người Astèque xác minh rằng, từ thế kỷ 14 cây ca cao đã 5 được trồng ở Mexico. Ở đây gieo trồng và thu hoạch vào những dịp tổ chức các lễ bái tôn giáo. [1] 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 ngành sản xuất 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 Brazil. Ở Châu Phi, cây ca cao chỉ mới trồng ở các hòn đảo của vịnh Guinea. [1] 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 cây ca cao ở Châu Phi. Trong giai đoạn 1945 - 1985, năm “cường quốc” ca cao là Brazil (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,… [1] Ở Việt Nam, cây ca cao theo chân người Pháp đến Nam Bộ vào đầu thế kỷ 19, nhưng cây ca 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. [1] 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.
[1] Chương trình nghiên cứu giống ca cao của 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 một bộ giống ca cao gồm 8 dòng thương mại đã được công nhận để nhân giống phục vụ sản xuất. [1] Tương lai của cây ca cao ở đồng bằng Sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên sẽ có nhiều tiềm năng để từ một quốc gia không có tiếng tăm về sản xuất hạt ca cao, Việt Nam có thể bước lên thành một cường quốc xuất khẩu hạt ca cao trên thế giới như đã thành công với cây cà phê.2 Đặc điểm thực vật học của cây ca cao Ca cao là loại cây thân gỗ nhỏ, tán lá thuộc tầng trung bình, cây ca cao có thể cao 10 – 20 m nếu mọc tự nhiên.
Trong sản xuất, khống chế ở chiều cao trung bình khoảng 3 – 5 m, đường kính thân 10 – 18 cm. Thời kỳ kinh doanh hiệu quả có thể kéo dài 25 – 40 năm, sau 3 năm cây bắt đầu ra hoa, kết quả và cho quả quanh năm. [1] - Rễ Bộ rễ ca cao gồm một rễ trụ chính dài 1,5 – 2,0 m, hệ thống rễ chủ yếu nằm ở tầng đất mặt 20 – 25 cm. Trên suốt chiều dài của rễ trụ có rất nhiều rễ ngang và 10 phân nhánh với nhiều rễ con.
Các rễ con tập trung chủ yếu ở vùng phía dưới cổ rễ khoảng 20 cm, chiếm 80% khối lượng rễ. [1] - Thân Cây ca cao có hai loại thân: + Thân ca cao phát triển từ hạt có thể chia thành 3 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Hạt nảy mầm vươn lên mặt đất, đoạn thân dưới tử diệp không có mầm bất định là nơi để ghép khi nhân giống vô tính. Giai đoạn 2: Cây sinh trưởng về chiều cao, tử diệp mở 4 lá đầu, mỗi đợt sinh trưởng thường kéo dài 6 tuần, đốt thường mọc dài trong giai đoạn này. Tuỳ theo điều kiện môi trường, trong giai đoạn này thân có thể cao 0,5 – 2,0 m.
Giai đoạn 3: Cây tạm ngừng sinh trưởng về chiều cao. Cành ngang trên đỉnh ngọn phát triển tạo tầng cành đầu tiên, cành ngang phát triển theo hướng nằm ngang hoặc nghiêng và lá đính trên cành ngang theo vị trí đối cách trong khi thân chính mọc thẳng đứng và lá mọc xoắn ốc. Nếu đỉnh ngọn bị tổn thương trước khi phát triển tầng cành, chồi bên ở nách lá tăng trưởng theo hướng thẳng đứng thành chồi vượt và sau đó cũng phân cành như thân chính. Sự phát triển lặp lại nên cây có thể có 4 – 5 tầng lá.
[1] + Thân phát triển từ cành ghép (mầm ghép lấy từ thân cành chính hoặc chồi vượt của cây ca cao khác có nhiều ưu điểm hơn so với cây mọc từ hạt) không tăng trưởng thẳng đứng mà mọc ngang. 7 Sự sinh trưởng của thân mọc từ cành ghép cũng giống như thân của cây mọc từ hạt. Thân phát triển gồm nhiều cành chính, chồi nách phát triển sớm và nhiều nên cây có dạng bụi gồm nhiều cành chính và không có tầng cành.2: Thân cây ca cao - Lá Lá non phát triển theo từng đợt, sau mỗi đợt lá đỉnh cành rơi vào trạng thái ngủ. Thời gian ngủ của lá ca cao phụ thuộc vào điều kiện môi trường nhưng thường kéo dài 4 – 6 tuần.
Màu sắc lá non thay đổi tuỳ giống ca cao. Lá trên cành chính (cành vượt) có cuống dài 7 – 9 cm, mọc theo hình xoắn ốc và dễ bị gió làm hư. Lá trên cành ngang có cuống ngắn từ 2 – 3 cm mọc đối cách và chịu được cường độ ánh sáng cao hơn lá trên thân chính.3: Lá ca cao 8 - Hoa Hoa ca cao thuộc hoa lưỡng tính, xuất hiện trên sẹo lá ở thân hoặc cành. Hoa ca cao thường nở tập trung vào mùa mưa, những nơi có đủ nước hoa thường ra quanh năm nhưng vẫn có đỉnh ra hoa rộ, hoa dài từ 1 – 3 cm, có 5 cánh đều đặn.
Hằng năm hoa xuất hiện cùng một chỗ nên lâu ngày phình to ra được gọi là đệm hoa. Mỗi đệm hoa mang rất nhiều hoa và nếu bị tổn thương số lượng hoa sẽ giảm hoặc không ra hoa nữa. Hoa bắt đầu nở từ khoảng 3 giờ chiều hôm trước đến 9 giờ sáng hôm sau. Hoa ca cao ra nhiều nhưng chỉ thụ phấn và đậu khoảng 1 – 5%, phần lớn hoa không được thụ phấn sẽ rụng sau 48 giờ.4: Hoa ca cao - Quả Sự phát triển của quả ca cao: Sau khi thụ phấn, quả tăng trưởng chậm trong khoảng 40 ngày đầu và đạt tối đa sau 75 ngày.
Sau khi quả được 85 ngày, sự tăng trưởng của quả chậm lại, hạt bên trong bắt đầu tăng trưởng nhanh, đây là thời kỳ hạt tích luỹ chất béo. Lớp cơm nhầy hình thành khi quả được 140 ngày, khi hạt tăng trưởng tối đa thì quả bắt đầu vào giai đoạn chín. Quả chín không nở bung ra và rất ít khi rụng khỏi cây nên cuống hóa gỗ rất dai. Từ khi thụ phấn đến khi quả ca cao chín kéo dài 5 – 6 tháng tùy theo giống.
[8] 9 Hình dạng: Quả ca cao có hình dạng thay đổi theo giống, có thể là dạng hình cầu, hình trứng… Số lượng rãnh và độ sâu của rãnh trên quả cũng thay đổi, thường từ 5 – 10 rãnh, rãnh có thể nông, sâu hoặc trơn nhẵn. Màu sắc: Quả ca cao có màu sắc khá đa dạng. Quả chưa chín có màu xanh, đỏ, xanh điểm đỏ tím… đến khi chín quả màu xanh chuyển sang màu vàng, đỏ tím chuyển sang màu da cam. Vỏ quả có thể dày từ 1 – 3 cm, trọng lượng quả nặng từ 0,2 – 1 kg.
Cây cho sản lượng cao nhất khoảng 9 – 10 tuổi.5: Quả ca cao - Hạt Hạt ca cao có lớp cơm nhầy bao quanh có vị chua, ngọt và có mùi thơm. Hạt có vỏ mỏng, nhiều đường gân. Hạt ca cao rất dễ mất sức nảy mầm sau khi tách khỏi quả nên phải gieo ngay. Hạt khi tách khỏi lớp cơm nhầy và hong khô nếu được giữ trong mùn cưa có thể giữ sức nảy mầm khoảng 3 – 4 tuần.
Lá mầm có màu tím, trắng ngà hoặc vàng nhạt tuỳ theo giống và sẽ hoá nâu sau khi lên men. Trong mỗi quả có từ 30 – 40 hạt và thường được chia làm 5 dãy. Mỗi hạt ca cao khô nặng khoảng 1 gram. Kích thước hạt thay đổi tuỳ theo giống và mùa vụ.
Hạt phát triển trong mùa khô thường có kích thước và trọng lượng nhỏ, lượng chất béo thấp và tỉ lệ hạt lép nhiều hơn trong mùa mưa.6: Hạt ca cao 2.3 Các giống ca cao Ca cao có 3 nhóm chính: - Criollo: Hạt có chất lượng rất cao do có hương ca cao đặc trưng, cây phát triển kém, lá nhỏ, rất mẫn cảm với sâu bệnh. - Forastero: Được trồng rộng rãi trên thế giới, có năng suất cao. Trong nhóm này loại Amelonado được trồng chủ yếu ở Châu Phi và Nam Mỹ. - Trinitario: Có nguồn gốc từ Trinidad là con lai của hai loại trên.
Hiện nay tại Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã phê duyệt bộ giống ca cao được phép trồng rộng rãi trên cả nước. Đó là các dòng vô tính TD1, TD2, TD3, TD5, TD6, TD8, TD10, TD14 do trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh tuyển chọn. Đây là những dòng vô tính có tiềm năng năng suất từ 2 – 5 tấn/ha. [8] + Giống ca cao TD1: Nhân giống từ hai dòng ca cao PA 35 x NA 32.