FI75429C - ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT. - Google Patents

ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT. Download PDF

Info

Publication number
FI75429C
FI75429C FI862097A FI862097A FI75429C FI 75429 C FI75429 C FI 75429C FI 862097 A FI862097 A FI 862097A FI 862097 A FI862097 A FI 862097A FI 75429 C FI75429 C FI 75429C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
crystallization
heating
fat
melting
phase
Prior art date
Application number
FI862097A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI862097A (en
FI75429B (en
FI862097A0 (en
Inventor
Osmo Antero Reunanen
Original Assignee
Besta
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Besta filed Critical Besta
Priority to FI862097A priority Critical patent/FI75429C/en
Publication of FI862097A0 publication Critical patent/FI862097A0/en
Publication of FI862097A publication Critical patent/FI862097A/en
Publication of FI75429B publication Critical patent/FI75429B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI75429C publication Critical patent/FI75429C/en

Links

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)

Description

1 754291 75429

Analyysimenetelmä rasvan kiteytymiskäy11äytymi sen selvittämiseksiAnalytical method for the determination of the crystallization behavior of fat

Keksintö kohdistuu luonnonrasvojen ja rasvaseosten kiteytymiskäyttäytyrnistä selvittävään analyysimenetelmään, 5 jossa mitataan ja tulostetaan graafisesti DSC-käyrä rasva-näytettä jäähdytettäessä sulasta tilasta joko kokonaan tai osittain kiteytyneeseen tilaan ja tämän jälkeen lämmitettäessä näytettä, yleensä sulaan tilaan asti. Tässä tarkoitetaan rasvaseoksilla myös rasvojen ja muiden aineiden mm. proteiinien 10 ja/tai veden seoksia..The invention relates to an analytical method for determining the crystallization behavior of natural fats and fat blends, in which a DSC curve is measured and printed graphically by cooling a fat sample from a molten state to a fully or partially crystallized state and then heating the sample, usually to a molten state. By fat blends is meant here also fats and other substances e.g. mixtures of proteins 10 and / or water.

DSC-käyrä (differential scanning calorymetry) saadaan mittaamalla rasvanävtteen kiteytymisiämpöteho, lämpö tilaa Tn laskettaessa ja nostettaessa. Tunnetuissa laitteissa, esim. Mettler TA 3000 System, tämä suoritetaan 15 mittaamalla lämpötilaeroja näytekupin ja vertai1ukupin pohjasta, kun ne on sijoitettu mitta u suuniin, malliltaan DSC-30, jonka lämpötilakäyttäytyminen on ohjelmoitavissa. Koska vertailukupissa ei tapahdu kiteytymistä mittausalueella, se sitoo tai luovuttaa vain ominais 1ämpönsä verran lämpö-?0 tehoa sitä lämmitettäessä tai jäähdytettäessä. Dynaamisessa mittauksessa lämpötilatasapainon saavuttamisen jälkeen hetkellinen lämpötilaero rasva- ja vertailunäytteen välillä ilmaisee kitey tymislämmön sitoutumista tai vapautumista ja erityisesti sen nopeutta eli kiteytymislämpötehoa. DSC-laite 25 ohjaa varsinaisesti uunin lämpötilaa ja mittaa näytteiden lämpötilaeroja, joista mikroprosessori laskee ja muokkaa tiedot tulostettavaksi ne käyriksi.The DSC (differential scanning calorymetry) curve is obtained by measuring the heat of crystallization of fat fat, the temperature when calculating and raising the state Tn. In known devices, e.g. the Mettler TA 3000 System, this is done by measuring the temperature differences from the bottom of the sample cup and the reference cup when placed in dimension u directions, model DSC-30, whose temperature behavior is programmable. Since no crystallization occurs in the reference cup in the measuring range, it binds or releases only its specific heat of heat when heated or cooled. In a dynamic measurement, after reaching equilibrium, the instantaneous temperature difference between the fat and the reference sample indicates the binding or release of the heat of crystallization and in particular its rate, i.e. the heat of crystallization. The DSC device 25 actually controls the oven temperature and measures the temperature differences of the samples, from which the microprocessor calculates and converts the data into printed curves.

Edellä mainitut DSC-käyrät ovat olleet sinänsä tunnettuja, mutta kiteytymisfysikaalista taustaa ei ole tunnettu 30 juuri lainkaan. Käyristä ei ole osattu tehdä juuri minkään-aisia johtopäätöksiä rasvan kitevtymiskäyttay tyrnisestä . Tunnetun tekniikan mukaan käyrät ovat eräiden käsitysten mukaan arvottomia, koska niillä ei ole toistettavuutta. Tämä väittämä esiintyy ammattikirjallisuudessa.The aforementioned DSC curves have been known per se, but the physical background of crystallization is almost unknown. It has not been possible to draw any conclusions from the curves about fat-thinning behavior. According to the prior art, curves are considered worthless in some respects because they have no reproducibility. This statement appears in the professional literature.

3b Artikkelissa Whittam, J.H. ja Rosano, H.L. "Physical3b In Whittam, J.H. and Rosano, H.L. "Physical

Aging of Even Saturated Monoacid Triglycerides"; Journal of American oil chemists' society, vol. 52, huhtikuu 75, on käsitelty puhtaan rasvakomponentin (monoacid triglycerides) ikääntymisen vaikutusta kidemuodon muutoksiin. Julkaisussa on 2 75429 esitetty DSC-lämmityskäyräsarja s. 131, kuva 5, jossa parametrina on ollut ikääntymisaika -26°C:ssa. Julkaisu esittää DSC-käyrien käytön ainoastaan selvittämään onko tutkittava näyte ikääntynyt vai ei. Julkaisussa ei ole haettu keinoa, 5 jolla rasvanäyte saadaan pysyvään kidemuotoon optimaalisesti. Julkaisu ei liity lainkaan luonnonrasvojen kiteytymiskäyt-tymisen selvittämiseen.Aging of Even Saturated Monoacid Triglycerides "; Journal of the American Oil Chemists' Society, vol. 52, April 75, discusses the effect of aging of the pure fat component (monoacid triglycerides) on changes in crystal form. DSC heating curve series p. , in which the parameter has been an aging time at -26 ° C. The publication presents the use of DSC curves only to determine whether the test sample is aged or not, and has not sought a means of optimally obtaining a fat sample in a stable crystalline form. Clear.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada analyysimenetelmä, jolla rasvanäytteistä saadaan rasvan kiteyttämistä 10 varten sekä hyödyllistä tietoa kiteytymisominaisuuksista että suoraan säätöarvot asetettaviksi valmistusprosessiin.The object of the invention is to provide an analytical method by which fat samples for the crystallization of fat 10 provide both useful information on the crystallization properties and directly control values to be set in the manufacturing process.

Keksinnön mukaisen analyysimenetelmän tunnusmerkilliset piirteet selviävät oheisista patenttivaatimuksista. Keksintö ei ole hyödynnettävissä ilman uutta tietoa kiteytymis-15 fysiikasta. Oleellinen uusi tieto keksinnön perustana liittyy havaintoihin siitä, että rasvan lämmitys- eli sulamisvaiheen dynaaminen käyttäytyminen on riippuvainen kiteytymishistori-asta.jota voidaan hyydyntää rasvan optimaalisessa kiteyttä-misessä. Jos rasvanäytteen kiteytymishistoria on eri mittauk-20 sissa sama, sulaminen tapahtuu aina samalla lailla. Mittaukset ovat siis toistettavissa kunhan olosuhteet ja kiteytymis-historia pidetään samana. Toinen tärkeä tieto hyödyntämisen kannalta on se, että rasvan kiteytymisominaisuuksia voidaan tutkia lämmityskäyrien avulla, jotka on mitattu kiteytymis-25 historialtaan tunnetuista näytteistä. Keksinnön mukainen analyysimenetelmä antaakin tärkeimpänä tuloksena kuvan kitey-tymishistorian vaikutuksesta sulamiskäyttäytymiseen. Tästä voidaan sitten tulkita rasvan kiteytymisominaisuuksia.The characteristic features of the analytical method according to the invention appear from the appended claims. The invention cannot be utilized without new knowledge of the physics of crystallization. Substantial new information as a basis for the invention relates to the findings that the dynamic behavior of the heating or melting phase of the fat depends on the crystallization history, which can be utilized in the optimal crystallization of the fat. If the crystallization history of the fat sample is the same in different measurements, melting always takes place in the same way. The measurements are thus reproducible as long as the conditions and the crystallization history are kept the same. Another important piece of information for utilization is that the crystallization properties of the fat can be studied using heating curves measured from samples known in the history of crystallization. The most important result of the analytical method according to the invention is a picture of the effect of the crystallization history on the melting behavior. From this, the crystallization properties of the fat can then be interpreted.

Keksinnön tärkeimpänä perustana on havainnot rasvo-30 jen yleisestä kiteytymiskäyttäytymisestä. Rasva ja myös rasvaseosten kiteytyminen alkaa tietyssä lämpötilassa pysymät-tömänä kidemuotona. Kiteytyminen lopulliseen tiiveimpään kide-muotoon tapahtuu vähintään yhden, usein kahden tai kolmen pysymättömän kidemuodon kautta.The main basis of the invention is the findings on the general crystallization behavior of fats. The fat and also the crystallization of the fat blends starts in a crystalline form which is unstable at a certain temperature. Crystallization to the final densest crystal form occurs through at least one, often two or three non-permanent crystal forms.

35 Jos rasvan jäähtyminen tapahtuu liian nopeasti pysy- mätön kidemuoto ei kerkiäkään "sulamaan" tieltä pois ja jää jarruttamaan lopullista kiteytymistä. Kullakin kidemuodolla on usein oma sulamisalueensa. Kiteytymistä jarruttavan kide- 3 75429 muodon olemassaolo nähdään lämmityskäyristä mm. siten, että lämmitysvaiheessa esiintyy sulamisen lisäksi myös kiteytymistä.35 If the fat cools too quickly, the volatile crystal form will not "melt" out of the way and will be retarded by final crystallization. Each crystal form often has its own melting range. The existence of a crystalline-inhibiting crystalline form 3 75429 can be seen from the heating curves e.g. so that in addition to melting, crystallization also occurs in the heating step.

Seuraavassa keksintöä selostetaan oheisten piirus-5 tusten avulla, jotka sekä havainnollistavat keksinnön pohjana olevaa kiteytymisfysilkkaa että esittävät eräitä keksinnön mukaisen analyysin tuloksia.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, which both illustrate the crystallization flask of the invention and present some of the results of the analysis according to the invention.

Kuvat la ja Ib esittävät käyriä naudanrasvan kiteytymisen ja sulamisen nopeuksista lämpötilan funktiona eli DSC-käyriä 10 Kuva 2 esittää keksinnön mukaisen analyysimenetelmän tuloksena saatua naudanrasvan lämmitysvaiheen DSC-käyrien verhopintaa graafisesti, jossa parametrina on isoter-misen välivaiheen kestoaika, t^got.Figures 1a and Ib show curves of beef fat crystallization and melting rates as a function of temperature, i.e. DSC curves. Figure 2 shows the curtain surface of DSC curves of beef fat heating stage obtained as a result of the analysis method according to the invention graphically with the isothermal intermediate duration.

Kuva 3 esittää keksinnön mukaisen analyysimenetelmän tulokse-15 na saatua naudanrasvan lämmitysvaiheen DSC-käyrien verho- pintaa graafisesti, jossa parametrina on isotermisen välivaiheen lämpötila, T^sot.Figure 3 shows graphically the envelope of the DSC curves of the heating stage of beef fat obtained as a result of the analysis method according to the invention, in which the parameter is the temperature of the isothermal intermediate stage, T ^ sot.

Kuvat la ja Ib on aikaansaatu aikaisemmin mainitulla differential scanning calorimetry-laitteella, jota ohjaava 20 mikroprosessori on ohjelmoitu ensin jäähdyttämään rasvanäyte 65°C:eesta 0°C:seen (kuva la) ja odottamaan 10 minuuttia ja sitten lämmittämään näyte takaisin 65°C:seen, (kuva Ib). Kammion jäähdytys ja lämmitys suoritettiin vakionopeudella. Kiteytyminen ja sulaminen ts. kiteytymislämmön sitoutuminen 25 ja vapautuminen havaitaan lämpötilaeroista näytekupin ja vertailukupin välillä ja näistä lasketaan kiteytymislämpö-tehoa, vastaava suure. Mittaustulokset tallennetaan magneettilevylle, joista ne puretaan koko mittaussarjän jälkeen /^kit-käyrien laskentaa ja piirturitulostusta varten.Figures 1a and Ib are provided by the previously mentioned differential scanning calorimetry device, which is controlled by a microprocessor 20 first programmed to cool the fat sample from 65 ° C to 0 ° C (Figure 1a) and wait 10 minutes and then reheat the sample to 65 ° C: seen, (Fig. Ib). Cooling and heating of the chamber was performed at a constant rate. Crystallization and melting, i.e. the binding and release of the heat of crystallization, are observed from the temperature differences between the sample cup and the reference cup, and from these the heat of crystallization power, corresponding to the quantity, is calculated. The measurement results are stored on a magnetic disk, from which they are extracted after the entire series of measurements for calculation of / ^ kit curves and plotter printing.

30 Esimerkkinä olevalle rasvalle jäähdytysnopeus 6°C/ min näyttää olevan liian nopea, sillä kiteytymisen yhtäkkisen alun jälkeen se hidastuu lähes olemattomiin n. 3 minuutin ajaksi. Lämpötila-asteikon rinnalle on ajateltava myös aika-asteikko. Tässä nimenomaan aikaerolla on enemmän merkitystä 35 kuin lämpötilan laskulla 15°C:seen, jossa kuvan la mukaan kiteytyminen jälleen voimistuu. Kiteytymisen hidastuminen johtuu ilmeisesti siitä että ensimmäinen kidemuoto jää jarruttamaan kiteytymisen edistymistä.30 For the exemplary fat, the cooling rate of 6 ° C / min seems to be too fast, since after a sudden onset of crystallization it slows down to almost non-existent for about 3 minutes. Alongside the temperature scale, the time scale must also be considered. Here, in particular, the time difference is more important 35 than the drop in temperature to 15 ° C, where, according to Fig. 1a, crystallization intensifies again. The slowdown in crystallization is apparently due to the fact that the first crystal form remains to inhibit the progress of crystallization.

4 754294 75429

Kuvasta Ib selviää korostetusti pysymättömän kidemuodon jarruttava vaikutus. Lämmitysvaiheessa tapahtuu normaalisti pelkästään sulamista, mutta koska näyte ei ollut kiteytynyt lopulliseen kidemuotoonsa, lämmitysvaihe on monimutkai-5 sempi. Kuvaan Ib on merkitty reaktion endoterminen puoli eli alue, jossa rasvanäyte sitoo kiteytymislämpöä eli sulaa.Figure Ib clearly shows the braking effect of the unstable crystal form. The heating step normally involves melting alone, but since the sample was not crystallized into its final crystalline form, the heating step is more complex. Figure Ib shows the endothermic side of the reaction, i.e. the area where the fat sample binds the heat of crystallization, i.e. the melt.

N. 34°C:een kohdalla havaitaan kuitenkin myös kiteytymistä. Tämä voidaan selittää siten, että pysymätön ja kiteytymistä jarruttava kidemuoto sulatettiin juuri ennen tätä kohtaa >0 pois, jolloin kiteytyminen pääsi jälleen käyntiin. 34°C:ssa rasva on vielä alijäähtyneellä alueella, joten rasvalla on tässä vielä tarve kiteytyä, mikä purkautuu voimakkaana kitey-tymispiikkinä. Edellä on selostettu keksinnön pohjana olevaa uutta kiteytymisfysiikkaa. Erityisesti keksinnön hyödyntämi-15 sen kannalta on oleellista se tieto, että kiteytymishistoriaa voidaan lukea lämmitysvaiheen käyristä. Keksinnön mukaisen analyysimenetelmän tuloksena voidaan mm. tutkia kiteytymis-historiän muutoksien vaikutusta hankaliin ja jarruttaviin kidemuotoihin ja etsiä niiden sulamisalueet. Tuotantoprosessi) sissa voidaan hyödyntää saatuja tietoja mm. siten, että jäähdytys keskeytetään hankalan kidemuodon syntylämpötilassa.However, crystallization is also observed at about 34 ° C. This can be explained by the fact that the unstable and crystallization-inhibiting crystal form was melted off just before this point, whereby crystallization started again. At 34 ° C, the fat is still in the subcooled region, so there is still a need for the fat to crystallize here, which discharges as a strong crystallization peak. The novel crystallization physics underlying the invention has been described above. In particular, the fact that the crystallization history can be read from the heating phase curves is essential for the utilization of the invention. As a result of the analysis method according to the invention, e.g. to study the effect of changes in crystallization history on awkward and inhibitory crystal forms and to search for their melting areas. In the production process) the information obtained can be utilized e.g. so that cooling is interrupted at the temperature of the formation of the awkward crystal form.

Kuvassa 2 on esitetty naudantalin DSC-lämmityskäyriä, kun näytteen kiteyttäminen on suoritettu 60°C:sta -5°C: seen vakiojäähdytysnopeudella 6°C/min, mutta isotermisen 25 välivaiheen kestoaika 0°C:ssa on vaihdellut ennen lämmitystä 1'...6760* (minuutteja).Figure 2 shows the DSC heating curves of beef tallow after crystallization of the sample from 60 ° C to -5 ° C at a constant cooling rate of 6 ° C / min, but the duration of the isothermal intermediate step at 0 ° C has varied before heating 1 '. .6760 * (minutes).

; Pisin isoterminen aika (6760') kuvastaa tilannetta, jossa tali on saavuttanut 0°C:ssa pysyvän kidemuotonsa, mikä käy ilmi siitä, ettei DSC-käyrän muoto enää muutu, vaikka 30 isotermisen vaiheen kestoaikaa vielä pidennettäisiin.; The longest isothermal time (6760 ') reflects the situation where the tallow has reached its stable crystalline form at 0 ° C, which shows that the shape of the DSC curve no longer changes even if the duration of the 30 isothermal phases is further extended.

Verrattaessa 1 minuutin käyrää edellä viitattuun stabiilin rasvan käyrään (6760' eli n. 5 vrk) havaitaan näiden poikkeavan toisistaan erittäin paljon lämmitysvälillä +5°C ...+43°C. Koska lämmityskäyrä seuraa dynaamista 35 tapahtumaa ja rekisteröi vain nettoreaktlota eli endo- ja eksotermisten reaktioiden yhteissummaa, voidaan käyrien välisistä eroista tehdä seuraavat johtopäätökset.Comparing the 1-minute curve with the stable fat curve referred to above (6760 ', i.e. about 5 days), it is observed that these differ very much from each other in the heating range + 5 ° C to + 43 ° C. Since the heating curve follows a dynamic 35 events and registers only the net reactot, i.e., the sum of the endo- and exothermic reactions, the following conclusions can be drawn from the differences between the curves.

s 75429 1) Alueella +5...+17°C tapahtuva sulaminen 1'-käyrässä on pysymättömien kidemuotojen sulamista eikä minkään triglyse-ridin (TG) pysyvän muodon sulamista, koska ko. alueella 5 vrk:n käyrässä ei vastaavaa sulamista tapahdu lainkaan.s 75429 1) Melting in the range of +5 ... + 17 ° C in the 1 'curve is the melting of unstable crystalline forms and not the melting of any permanent form of triglyceride (TG), because in the region in the 5-day curve no corresponding melting occurs at all.

5 2) Alueella +32...+36°C tapahtuva kiteytyminen l'-minuutin käyrässä on joko pysymättömien kidemuotojen siirtymistä pysyvämpään kidemuotoon tai vielä kiteytymättömän TG:in kiteytymistä (vrt kuva la n. 32°C kohdalta). Tälläinen kesken lämmitystä tapahtuva voimakas kiteytyminen kuvastaa selvästi, 10 miten "sisäinen kitka" liian alhaisissa lämpötiloissa saattaa estää pitkiäkin aikoja kiteytymisen edistymistä pysyvämpään kidemuotoon. Tässä esimerkkitapauksessa vasta 960'- eli 16 h-käyrässä nettoreaktio jää kokonaan endotermiselle puolelle (sulamispuolelle).5 2) The crystallization in the range of +32 ... + 36 ° C in the l'-minute curve is either the transition of the unstable crystalline forms to the more stable crystalline form or the crystallization of the as yet uncrystallized TG (cf. Such intense crystallization during heating clearly reflects 10 how "internal friction" at too low temperatures may prevent the crystallization from progressing to a more stable crystalline form over long periods of time. In this example case, it is only in the 960 'or 16 h curve that the net reaction remains entirely on the endothermic side (melting side).

15 Heti kiteyttämisen (6°C/min, 60°C:sta 0°C:seen) jälkeisessä lämmityskäyrässä (1') ilmenevä voimakas eksoterminen vaihe kapealla lämpötila-alueella 32...36°C siirtyy vaiheittain alempiin lämpötiloihin, kun isoterminen kestoaika pitenee. Aina 40 min asti eksoterminen vaihe säilyy yli 30°C 20 alueella kapeana piikkinä, mutta silloin on jo nähtävissä alueella 20...30°C tapahtuva laaja kiteytymisvyöhyke, joka 100' kohdalla on ainoana leveänä kiteytymisvaiheena. Tällöin alueella 30...36°C tapahtuu vain endotermistä reaktiota, mikä vastaa lähes pysyvän (5vrk) muodon sulamista samalla 25 alueella. 16 h:sta 30 h:iin tapahtuu ilmeisesti myös kiteytymistä kapealla vyöhykkeellä 21...25°C, vaikka netto-reaktio ei enää mene eksotermiselle puolelle.15 The strong exothermic phase in the heating curve (1 ') immediately after crystallization (6 ° C / min, from 60 ° C to 0 ° C) in the narrow temperature range of 32 to 36 ° C gradually shifts to lower temperatures when the isothermal duration extended. Up to 40 min, the exothermic phase remains above 30 ° C as a narrow peak, but then a wide crystallization zone in the range of 20 to 30 ° C is already visible, which at 100 'is the only broad crystallization step. In this case, only an endothermic reaction takes place in the range of 30 to 36 ° C, which corresponds to the melting of an almost constant (5 days) form in the same range. From 16 h to 30 h, crystallization apparently also occurs in the narrow zone of 21-25 ° C, although the net reaction no longer goes to the exothermic side.

Viimeisen, pysyvän olomuodon lämmityskäyrässä (5vrk) tapahtuva sulaminen on katsottava pelkästään pysyvien kide-30 muotojen sulamiseksi eikä lämmityksen aikana tapahdu enää kiteytymistä. Tässä käyrässä ei tapahdu lainkaan sulamista alueella 5...20°C ja välillä 13...20°C tapahtuva sulaminen on vähäistä. Alle 1 h:n (60') käyristä on nähtävissä kaksi sulamispiikkiä välillä 5...20°C, toinen 5...13°C ja toinen 35 13...20°C alueella. Alle 10' käyrissä sulaminen välillä 5.. .13°C on volmakkaimillaan ja 40':stä aina yli 30 h:iin 13.. .20°C sulaminen on hallitsevampaa ollen loppupuolella jo ainoana sulamisena. Noin 15' kohdalla molempien alueiden sulamiset ovat likimain yhtä voimakkaita.The melting of the last, permanent state in the heating curve (5 days) must be considered only for the melting of the permanent crystal forms and no more crystallization occurs during the heating. In this curve, no melting occurs in the range of 5 ... 20 ° C and melting in the range of 13 ... 20 ° C is negligible. Curves of less than 1 h (60 ') show two melting peaks between 5 ... 20 ° C, one 5 ... 13 ° C and the other 35 in the range 13 ... 20 ° C. In curves less than 10 ', melting between 5 .. .13 ° C is at its peak and from 40' to more than 30 h 13 .. .20 ° C melting is more dominant, being the only melting towards the end. At about 15 ', the meltings in both regions are approximately equal.

. i f. i f

Is *Is *

I ' · ; AI '·; A

6 754296 75429

Kuvan 2 käyristä nähdään; kun lämmitetään talia tilasta, jossa se ei ole vielä saavuttanut lopullista pysyvää kidemuotoaan ko. lämpötilassa käyrän alapäässä tapahtuvat sulamiset ovat pysymättömien kidemuotojen sulamisia ja sen 5 jälkeen tapahtuvat kiteytymiset ovat ko. pysymättömien kide-muotojen siirtymistä pysyvämpiin olotiloihin. Käyrän loppupään sulaminen on näiden pysyvien olomuotojen sulamista.The curves in Figure 2 are seen; when the tallow is heated from a state where it has not yet reached its final permanent crystalline form. the meltings at the lower end of the curve at temperature are meltings of the unstable crystalline forms and the subsequent crystallizations are in question. the transition of unstable crystal forms to more stable states. The melting at the end of the curve is the melting of these permanent states.

Kun lämmitetään talia pysyvästä olotilasta, kaikki sulaminen on pysyvien kidemuotojen sulamista.When tallow is heated from a steady state, all melting is the melting of permanent crystalline forms.

10 Näytettä pidettäessä vakiolämpötilassa esim 0°C:ssa ja seurattaessa ajan funktiona kiteiden siirtymistä pysyviin muotoihin nähdään miten siinä vaiheessa, kun 5...13°C:ssa sulavat pysymättömät kidemuodot ovat siirtyneet pysyvämpiin muotoihin pelkästään isotermistä aikaa pidentämällä, myös 1$ voimakas eksoterminen "kiteytymispiikki" häviää lämmitys-käyrästä. Tämä tapahtuu ko. esimerkissä noin 40 min...60 min kohdalla.Kun sulamista ei enää havaita myöskään 13...20°C:n alueella, ei lämmityskäyrässä näy enää merkkejä eksotermi-sestä seoksesta. Tämä tapahtuu esimerkissä vasta joskus yli 20 30 tunnin kuluttua.10 Keeping the sample at a constant temperature, eg 0 ° C, and monitoring the transition of the crystals to stable forms as a function of time, we can see how the unstable crystalline forms melting at 5 ... 13 ° C have transitioned to more stable forms by prolonging the isothermal time alone, the "crystallization peak" disappears from the heating curve. This happens in the example at about 40 min to 60 min. When melting is no longer observed in the range of 13 to 20 ° C, no signs of an exothermic mixture appear on the heating curve. In the example, this only happens sometimes after more than 20 to 30 hours.

Tästä voidaan tehdä se johtopäätös ko. esimerkkitapauksessa, että jos kiteytymisvaihetta ei jatketa 0°C:seen, vaan pysäytetään esim. +20°C: seen, saadaan kiteytyminen etenemään huomattavasti nopeammin, koska tällöin ei voi 25 syntyä "sisäistä kitkaa" aiheuttavia kidemuotoja. Alkukitey-tyksessä edullisin lämpötila-alue olisi 32...36°C, mutta jotta kiteytyminen lähtisi alkuun nopeassa jäähdytyksessä, on lämpötilaa aluksi laskettava alle 33°C:seen (kts. kuva la).From this it can be concluded that in the exemplary case, if the crystallization step is not extended to 0 ° C, but is stopped, e.g., to + 20 ° C, the crystallization proceeds much faster, because then crystalline forms causing "internal friction" cannot be formed. In the case of initial crystallization, the most preferred temperature range would be 32 to 36 ° C, but in order for crystallization to begin with rapid cooling, the temperature must first be lowered below 33 ° C (see Figure 1a).

Kuvassa 3 on esitetty graafisesti kiteytymishistori-30 aan sijoitetun 10 minuutin pituisen isotermisen välivaiheen lämpötilan, T^sot vaikutusta erään naudanrasvanäytteen kiteytymiselle. Kuvasta nähdään, että 25...35°C alueella pidetty 10 minuutin tauko kiteytettäessä rasvaa on riittävä poistamaan hankalan ja kiteytymistä muuten jarruttavan kide-35 muodon.Figure 3 shows graphically the effect of the 10 minute isothermal intermediate temperature, T ^ sot, placed in the crystallization history on the crystallization of a bovine fat sample. It can be seen from the figure that a 10 minute break in the range of 25 to 35 ° C during the crystallization of the fat is sufficient to remove the awkward and otherwise crystallization-inhibiting form of crystal-35.

Margariinia valmistettaessa jatkuvatoimisilla putki-jäähdy ttäjillä isotermistä vaihetta ei voida jatkaa kovin pitkiksi ajoiksi. 10 min edustaa tällaista käytännön lepoai- ' i Λ, : . .When making margarine with continuous tube coolers, the isothermal phase cannot be extended for very long periods of time. 10 min represents such a practical rest- 'i Λ,:. .

7 75429 kaa prosessissa. Kuvassa 3 on esitetty naudantalin lämmitys-käyriä 0...60°C (6°C/min), kun kiteytettäessä näytettä 6°C/min 60.. .0°C: seen kesken kiteytyksen on pidetty 10 min isoterminen vaihe eri lämmitystiloissa 0...36°C yhden asteen S välein.7 75429 kaa in the process. Figure 3 shows the heating curves of beef tallow 0 ... 60 ° C (6 ° C / min), when the sample is crystallized at 6 ° C / min to 60 .. .0 ° C, an isothermal phase of 10 min in different heating conditions 0 ... 36 ° C in one degree S increments.

Kesken lämmitystä tapahtuu eksotermistä kiteytymistä mikä osoittaa näytteen kiteytyneen pysymättömään kidemuotoon, kuvan 3 mukaan siinä tapauksessa, että näytteen isoterminen vaihe sijoittuu 0...18°C välillä tai yli +32°C:seen, jolloin 10 isotermisen vaiheen aikana ei tapahdu kiteytymistä ollenkaan (viimeksimainittu ilmiö jää kuvassa 3 taustalla piiloon).Exothermic crystallization occurs during heating, indicating that the sample crystallized into an unstable crystalline form, according to Figure 3, in the event that the isothermal phase of the sample is between 0 and 18 ° C or above + 32 ° C, with no crystallization during 10 isothermal phases ( the latter phenomenon is hidden in Figure 3 in the background).

Kuva 3 osoittaa selvästi, että 10 minuutin isoterminen vaihe kesken kiteytyksen ei missään tapauksessa ole riitävän pitkä ajanjakso, jotta kiteytyminen näistä muodois-15 ta pysyvämpiin olisi loppunut. Tämä nähdään sulamistapahtu-masta alueella 5...18°C, jossa pysyvän olomuodon tapauksessa ei ollut oleellista sulamista.Figure 3 clearly shows that the 10 minute isothermal phase in the middle of the crystallization is in no way long enough for the crystallization to be more stable than these forms. This is seen from the melting event in the range of 5 to 18 ° C, where there was no significant melting in the case of the steady state.

Optimaalisella kiteyitämisellä tarkoitetaan näytteen saattamista pysyvämpään kidemuotoonsa tai lähelle sitä mah-20 dollisimman nopeasti tai ainakin prosessissa käytettävissä olevan ajan puitteissa.Optimal crystallization refers to bringing a sample to or near its more stable crystalline form as quickly as possible, or at least within the time available in the process.

Analyysin tuloksena saaduista kuvista 1-3 nähdään, että näyterasva on hankalasti kiteytettävissä, jolloin nopea jäähdyttävä prosessi ei aikaansaa optimaalista kiteytymistä. 25 Näin tätä ei tarvitse kokeilla varsinaisella tuotantoprosessilla. Vertaamalla kuvan la mukaista, yksittäisestä erästä mitattua DSC-käyrää saman raaka-aineen aikaisempiin käyriin voidaan ennakoida mahdolliset tarvittavat muutokset prosessi-olosuhteisiin (mm. jäähdytyslämpötilat ja/tai -ajat). Käytän-30 nössä on havaittu yksittäisen erän saattavan poiketa kiteyt-tämisominaisuuksiltaan huomattavasti saman raaka-aineen muista eristä, vaikka sen laadussa ei ole muuten mitään havaittavaa eroa.It can be seen from Figures 1-3 of the analysis that the sample fat is difficult to crystallize, so that the rapid cooling process does not provide optimal crystallization. 25 Thus, there is no need to test this in the actual production process. By comparing the DSC curve measured from a single batch in Figure 1a with previous curves for the same raw material, any necessary changes in process conditions (e.g. cooling temperatures and / or times) can be predicted. In practice, it has been found that a single batch may differ significantly in crystallization properties from other batches of the same raw material, although there is no otherwise detectable difference in quality.

Keksinnön mukaan mielekäs isotermisen välivaiheen 35 lämpötila on alueella 0...45°C, sillä tälle alueelle sijoittuu rasvojen eri kidemuotojen sulamisalueet. Erityisesti margariinin tuotantoprosessin kannalta alue +10°C ...30°C on tärkeä. Kun välivaihe asetetaan tälle alueelle, voidaan jopa olettaa analyysin kuvaavan tuotantoprosessia, i A , * . 1According to the invention, the meaningful temperature of the isothermal intermediate 35 is in the range from 0 to 45 ° C, since in this range the melting zones of the different crystalline forms of the fats are located. The range + 10 ° C to 30 ° C is especially important for the margarine production process. When an intermediate stage is set in this range, it can even be assumed that the analysis describes the production process, i A, *. 1

Claims (4)

8 Patenttivaatimukset 7 5 4 2 98 Claims 7 5 4 2 9 1. Analyysimenetelmä luonnonrasvojen ja rasvaseosten kiteytymiskäyttäytymisen selvittämiseksi, jossa menetelmässä S mitataan ja tulostetaan graafisesti DSC-käyriä rasvanäytettä jäähdytettäessä sulasta tilasta joko kokonaan tai osittain kiteytyneseen tilaan ja tämän jälkeen lämmitettäessä samaa näytettä, yleensä sulaan tilaan asti, tunnettu siitä, että suoritetaan kaksi tai useampia jäähdytyksen ja lämmityk- 10 sen käsittäviä mittaussarjoja, joissa on parametrina jäähdy-tysvaiheessa tietyssä lämpötilassa isotermisen välivaiheen kestoaika, tisot tai tietyn pituisen isotermisen välivaiheen lämpötila, T^sot lämmitysvaiheiden ollessa aina samanlaiset, ja että jäähdytysvaiheen isotermiset välivaiheet saa- 15 tetaan tapahtuvaksi pääasiassa lämpötila-alueella 0...45°C.,An analytical method for determining the crystallization behavior of natural fats and fat blends, in which method S measures and graphically prints DSC curves when cooling a fat sample from a molten state to a fully or partially crystallized state and then heating the same sample, usually to a molten state, characterized by two or more cooling and a series of measurements comprising heating, in which the duration of the isothermal intermediate in the cooling phase at a certain temperature, tisot or the temperature of the isothermal intermediate of a certain length are always the same, and that the isothermal intermediate stages of the cooling phase 0 ... 45 ° C., 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen analyysimenetelmä, jossa mittaussarjojen parametrina on isotermisen välivaiheen lämpötila, T^sot, tunnettu siitä, että tulostetaan 20 graafisesti DSC-käyrien verhopinta ainakin lämmitysvaiheesta.The analysis method according to claim 1, wherein the parameter of the measurement series is the temperature of the isothermal intermediate phase, T ^ sot, characterized in that the curtain surface of the DSC curves is printed graphically at least from the heating phase. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen analyysimenetelmä, jossa mittaussarjojen parametrina on isotermisen välivaiheen kestoaika, t^sot, tunnettu siitä, että tulostetaan 25 graafisesti DSC-käyrien verhopinta ainakin lämmitysvaiheesta.The analysis method according to claim 1, wherein the parameter of the measurement series is the duration of the isothermal intermediate phase, t ^ sot, characterized in that the curtain surface of the DSC curves is printed graphically at least from the heating phase. 4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen analyysimenetelmä, tunnettu siitä, että pintaa kuvaavien käyrien niitä osia, jotka aksonometrisessä katselukulmassa jäävät 30 pinnan muiden osien peittoon, ei tulosteta graafisessa esityksessä. 35 t Λ, t * .Analysis method according to Claim 2 or 3, characterized in that those parts of the surface curves which, at an axonometric viewing angle, are covered by other parts of the surface are not printed in a graphical representation. 35 t Λ, t *.
FI862097A 1986-05-20 1986-05-20 ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT. FI75429C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI862097A FI75429C (en) 1986-05-20 1986-05-20 ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI862097A FI75429C (en) 1986-05-20 1986-05-20 ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT.
FI862097 1986-05-20

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI862097A0 FI862097A0 (en) 1986-05-20
FI862097A FI862097A (en) 1987-11-21
FI75429B FI75429B (en) 1988-02-29
FI75429C true FI75429C (en) 1988-06-09

Family

ID=8522638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI862097A FI75429C (en) 1986-05-20 1986-05-20 ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI75429C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI862097A (en) 1987-11-21
FI75429B (en) 1988-02-29
FI862097A0 (en) 1986-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1184423A (en) Margarine oil product
US4447462A (en) Structural fat and method for making same
van Malssen et al. Phase behavior and extended phase scheme of static cocoa butter investigated with real-time X-ray powder diffraction
US4388339A (en) Margarine and method for making same
Cebula et al. Differential scanning calorimetry of confectionery fats: Part II—Effects of blends and minor components
Lo et al. Two-phase microstructure selection in peritectic solidification: from island banding to coupled growth
Cebula et al. Differential scanning calorimetry of confectionery fats. Pure triglycerides: Effects of cooling and heating rate variation
US4667725A (en) Method for producing cast-iron, and in particular cast-iron which contains vermicular graphite
Tietz et al. Effects of minor lipids on crystallization of milk fat‐cocoa butter blends and bloom formation in chocolate
Kawamura The DSC thermal analysis of crystallization behavior in palm oil, II
EP0078568B1 (en) Structural fat, use thereof in margarine oil products and emulsified spreads and methods of making thereof
KR950011004A (en) Method for determining the presence or absence of spheroidizing agent or CV agent in molten cast iron and the cooling tendency of flake graphite cast iron
Toro-Vazquez et al. Rheometry and polymorphism of cocoa butter during crystallization under static and stirring conditions
Loisel et al. Dynamic crystallization of dark chocolate as affected by temperature and lipid additives
Breitschuh et al. Direct measurement of thermal fat crystal properties for milk-fat fractionation
Davis et al. Evaluation of thermal transitions in some cholesteryl esters of saturated aliphatic acids
Toro‐Vazquez et al. Induction time of crystallization in vegetable oils, comparative measurements by differential scanning calorimetry and diffusive light scattering
FI75429C (en) ANALYSIS OF FISHING AGAINST CRYSTALS AND CHARACTERISTICS HOS FETT.
Ferguson et al. The polymorphism of triolein
Lovegren et al. Polymorphism of saturated triglycerides: I. 1, 3‐distearo triglycerides
Wilton et al. Quick and simple methods for studying crystallization behavior of fats
Lovegren et al. Thermal properties of 2‐Oleodipalmitin and 2‐Elaidodipalmitin and some of their mixtures
Pajin et al. Influence of high-melting milk fat fraction on quality and fat bloom stability of chocolate
Herrera et al. Relationship between cooling rate and crystallization behavior of hydrogenated sunflowerseed oil
RU1774254C (en) Method of controlling hydrogenated fat quality for margarine industry

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: RAISION TEHTAAT OY AB

MM Patent lapsed

Owner name: RAISION TEHTAAT OY AB