NL8003142A

NL8003142A - Werkwijze voor het fractioneren van olieen en vetten, alsmede vetmengsels bereid met de verkregen fracties.

Info

Publication number: NL8003142A
Application number: NL8003142A
Authority: NL
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1982-01-04
Also published as: ZA813523B; EP0041300A1; CA1150734A; JPS6138958B2; JPS5721499A; DE3161942D1; US4360536A; EP0041300B1; ATE5894T1

Description

_ - I - - ............ .·* .

t. * - · r- . ' x %

T

-1-

Ref.: Case L 579 (R)

Unilever N.V. te Rotterdam

Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd: W.Dijkshoorn, A.J.Haighton, H.Huizinga en Ir R.Keuning "Werkwijze voor het fractioneren van oliën en vetten, alsmede vetmengsels bereid met de verkregen fracties".

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het fractioneren van oliën en vetten die ten minste in een bepaald gebied van een dilatatie/temperatuurcurve een steil verloop hebben, alsmede op vetmengsels die met de verkregen fracties zijn bereid.

5 Een steile dilatatielijn wil zeggen, dat het desbetreffende vet over een kort temperatuursgebied een groot verschil vertoont in de hoeveelheid gekristalliseerde triglyceriden. Wil men derhalve dergelijke vetten fractioneren, teneinde fracties met nauwkeurig gespecificeerde eigenschappen te bereiden, dan is een uiterst 10 nauwkeurige controle van de temperatuur waarbij de fractionering plaatsvindt noodzakelijk. Een iets te hoge fractioneringstempera-tuur zal er toe leiden dat een aanzienlijk lagere opbrengst aan stearine wordt verkregen; een iets te lage fractioneringstempera-tuur kan van zeer wezenlijke invloed zijn op de triglyceride-15 samenstelling van de dan in te grote mate verkregen stearine-fractie. Vooral voor industriële processen die op grote schaal plaatsvinden is het fractioneren van vetten met een steile dilatatie/temperatuurcurve een probleem.

8003 1 42 t r * ., , . . ,.,. _ -..

t -2- L 579 (R)

Volgens de onderhavige uitvinding worden dergelijke vetten, voordat zij gefractioneerd worden, gemengd met triglyceriden, van een dusdanige aard, dat in het temperatuursgebied waarin men de fractio-nering wenst uit te voeren, het verschil in dilatatiewaarden van het 5 mengsel wezenlijk afneemt. De toegevoegde triglyceriden zullen derhalve in genoemd temperatuursgebied een zodanige hoeveelheid vaste fase moeten bezitten, dat zij een wezenlijke invloed kunnen uitoefenen op de steilheid van de dilatatielijn van het mengsel.

Bij voorkeur voegt men triglyceriden van een dusdanige aard toe, 10 dat tijdens de fractionering de toegevoegde triglyceriden eerder uitkristalliseren en aldus kernen vormen waarop de triglyceriden van de vetten met de steile dilatatiecurve kunnen kristalliseren, omdat namelijk de vetten met een steile dilatatiecurve in het alge- . meen kristalliseren in de vorm van zeer fijne kristallen, die zelfs 15 bij een zeer lange verblijftijd onder de toegepaste kristallisatie-condities nauwelijks groeien. Bij voorkeur past men als vetten met een steile dialatatiecurve vetten toe met een verschil in dilatatie-waardmbij 15 en 25°C van ten minste 800 mm/25 gram en voegt men vóór.de fractionering een trtalyceridemengsel toe met een ver-20 schil in dilatatiewaarden in hetzelfde temperatuursgebied van niet meer aan 600 mm /25 gram.

Vetten van eerstgenoemde soort zijn onder meer laurinezuurbevattende vetten, zoals kokosolie, palmpitolie en babassuolie; oliën en 25 vetten die gemiddeld een langere ketenlengte hebben dan voornoemde oliën, zoals onder meer shea-olie, kunnen echter eveneens met succes op deze wijze worden gefractioneerd. De triglyceriden die aan deze steile vetten worden toegevoegd, zijn in het bijzonder de triglyceriden met een hoger stijgsmeltpunt dan de te fractioneren 30 steile vetten.

Vetten van de tweede soort zijn onder meer: palmolie, reuzel, talg, alsmede gehydrogeneerde en/of gefractioneerde derivaten daarvan.

De gewichtsverhouding tussen de vetten van de eerste en de tweede soort kan variëren tussen (10-90):(90-10), bij voorkeur tussen (20-80):(80-20).

800 3 1 42 35 ψ ·% -3- L 579 (R)

Voor het fractioneren van palmpitolie is het bijzonder aantrekkelijk gebleken de werkwijze uit te voeren in aanwezigheid van palmolie.

Een mengsel van bijvoorbeeld 20-80 gewichtsdelen palmolie en 80-20 gewichtsdelen palmpitolie levert een stearinefractie op die uit-5 stekend geschikt is voor de bereiding van margarines, halvarines, bakkerijvetten en bak- en braadvetten.

Het vetmengsel dat voor dergelijke produkten kan worden toegepast, kan bestaan uit oliën en vetten met een lager smeltpunt dan de 10 door co-fractionering verkregen stearinefractie, alsmede uit andere fracties van oliën en vetten. De gewichtsverhouding tussen de door co-fractionering verkregen stearinefractie enerzijds en de olie met een lager smeltpunt dan de stearinefractie anderzijds kan variëren, al naar gelang de gewenste wijze van verpakken (in 15 bekers worden normaliter zachtere margarines verpakt dan in wikkels) en is tevens afhankelijk van de gewichtsverhouding tussen vetten die gezamenlijk zijn gefractioneerd en de temperatuur waarbij de fractionering plaatsvond. Bovendien is de wijze waarop de fractionering werd uitgevoerd van invloed op de triglyceride-20 samenstelling van de door co-fractionering verkregen stearine.

Man kan de co-fractionering uitvoeren onder de voor droge fractionering gebruikelijke omstandigheden; ook kan men de fractionering uitvoeren in aanwezigheid van organische oplosmiddelen, dan wel in aanwezigheid van een waterige oplossing met 25 was-actieve stoffen.

Gebruikmakend van stearines die door co-fractionering volgens de onderhavige uitvinding zijn verkregen, kan men margarine-vetten bereiden die noch gehydrogeneerde, noch heresterde oliën 30 er vetten bevatten. Bij voorkeur worden de volgens de onderhavige uitvinding verkregen stearinefracties toegepast in een hoeveelheid variërende van 5 tot 50¾ van het vetmengsel, naast 95-50% van een bij kamertemperaturen vloeibare olie, dan wel een mengsei van bij kamertemperatuur vloeibare olie met een oh meer 35 hoger-smeltende vetten.

Als vloeibare olie wordt dan bij voorkeur een olie of oliemengsel toegepast dat njk is aan 1inol zuurresten, zoals zonnebloemolie, 800 3 1 42 ' * i .· ; i ·. . >:.* ' ·''.· 'v ··· · . ':ti \ -4- L 579 (R) saffloerolie, maïsolie, tarwekiemolie enz.

Aldus bereide vetmengsels zijn bij uitstek geschikt om in produkten te worden verwerkt die in schenkbare vorm in bekers worden afgevuld.

5 Met dergelijke vetmengsels kunnen bijvoorbeeld gezondheidsmargarines worden bereid doe bij 10°C een hardheid van niet meer dan 400 3 500 g/cm2 en bij 20°C een hardheid van ten minste 50 g/cm2 (na 3 weken) bezitten.

10 Cë oMnes verkregen volgens de werkwi jze van de uitvinding kunnen eveneens in margarines, halvarines, bakkerijvetten en bak- en braadvetten worden toegepast; bij voorkeur worden dergelijke oleines in gehydrogeneerde vorm toegepast. Men kan bijvoorbeeld voor de bereiding van produkten die in schenkbare vorm in bekers worden 15 afgevuld een vetmengsel toepassen bestaande uit 5-20 gew.% geheel of nagenoeg geheel gehydrogeneerde oleines naast 95-80 gew.% van een bij kamertemperatuur vloeibare olie, bij voorbeeld zonnebloemolie.

20 Voor in wikkels verpakbare produkten past men bij voorkeur partieel gehydrogeneerde oleTnes toe, naast een zodanig vetmengsel dat het produkt wordt verkregen, met een hardheid bij 10°C van 900-2600 g/cm2 en bij 20°C van 100-500 g/cm2.

25 De partieel gehydrogeneerde oleTnes kunnen onder meer worden verkregen door hydrogenering in aanwezigheid van een gezwavelde nikkel katalysator onder de gebruikelijke condities tot oleTnes met een transvetzuurgehalte van 5 tot 15 gew.% zijn ontstaan. Voor laatstgenoemde produkten kan men 10-50 gew.% partieel gehydroge- 30 neerde oleTnes toepassen, bij voorkeur naast bij kamertemperatuur vloeibare oliën, vetten met een smeltpunt van 25-39°C en vetten met een smeltpunt van 40-48°C. De gewichtsverhoudingen en soort van diverse toe te passen vetten zal worden bepaald door de gewenste eigenschappen van het eindprodukt, de beschikbaarheid en 35 kostprijs van de grondstoffen en ook de verwerkbaarheid en smaak daarvan.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de volgende 800 3 1 42

* ·τ -W

-5- L 579 (R) voorbeelden.

Voorbeelden I - IV

Mengsels van palmolie en palmpitolie werden droog, d.w.z. zonder 5 oplosmiddel of een waterige oplossing die een oppervlak-actieve stof bevat, gefractioneerd.

De mengsels werden daartoe gedurende een aantal uren bij een temperatuur van 23-28°C gestabiliseerd en vervolgens werden de oleines van 10 de stearines gescheiden.

De werkwijze werd uitgevoerd, ofwel volgens de werkwijze beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 7700106 (hier als agglomereren aangeduid) dan wel met behulp van een puntketel.

15

Het agglomereren werd als volgt uitgevoerd:

In een cilindrisch vat, voorzien van een cilindrische, axiaal geplaatste cilindrische rotor en een schotel vormige grondplaat werd het vetmengsel bij een temperatuur van 23-28°C gedoseerd; de 20 cilinder werd door middel van een koelmantel met een geschikt koelmedium op de stabilisatietemperatuur gehouden. De rotor strekte zich uit over de gehele lengte van het vat, was centraal gelegerd in de bodemplaat en de afdekplaat en werd door middel van een electromotor rondgedraaid met een snelheid van 150 omw. per minuut.

25 De binnendiameter van het cilindrische vat bedroeg 75 mm (inhoud •3 210 cm ); de buitendiameter van de rotor was37,5mm.

In de puntketel werd de werkwijze als volgt uitgevoerd:

In een cilindrisch vat, voorzien van een bodem in de vorm van een 30 omgekeerde kegel met een hoek van 90°, werd het vetmengsel bij een temperatuur van 23-25°C gedoseerd. Het vat was voorzien van een hekroerder, die zich over de hele lengte van het vat uitstrekte; geroerd werd met een snelheid van 8 omw. per minuut.

35 De diameter van het cilindrische deel van de puntketel bedroeg 3 120 mm (inhoud 1000 cm ). Na agglomereren of bewerking in de puntketel werden oleïnes van stearines gescheiden door filtratie.

800 3 1 42 v r -' —· ....

-6- L 579 (R)

De resultaten waren als volgt:

Tabel A

5 Voorbeeld nr._ I_Π_ΠΙ_IV '

Vetmengsel: _gewichtsverhouding % ;

palmpitolie 20 30 40 60 I

palmolie 80 70 60 40 ;

..I ....... . —. | . I .....- -. I . — - . I

werkwijze agglo- punt- agglo- punt- 10 mereren ketel mereren ketel i

Stabilisatietijd uur: 4 3 2 5

Stabilisatietemperatuur °C: 28 25 23 23

Opbrengst stearine: 16¾ 16¾ 18¾ 19¾ ; N waarden * bij 10°C 74,5 75,4 74,6 76,1 ; 15 bij 20°C 55,7 54,6 47,7 50,1 j bij 30°C 36,9 30,5 25,4 19,5 ; ” bij 40°C 22,1 18,0 9,7 9,2 bij 50°C 8,6 1,0 * gemeten zoals beschreven in "Fette, Seifen, Anstrichmittel" 80, 20 180-186 (1978)

Voorbeelden V en VI

De oleTnesuit de Voorbeelden III en IV werden op de gebruikelijke wijze met een nikkel-op-kieselguhr-katalysator gehydrogeneerd tot volledige verzadigdheid. Het verkregen hardvet uit de oleTne van 25 Voorbeeld III had een smeltpunt van 55°C; het hardvet uit de oleTne van Voorbeeld IV een smeltpunt van 52°C.

Uit beide harde vetten werden margarinevetten bereid door 12,9¾ hardvet te mengen met 87,1¾ zonnebloemolie.

30 83,2 gew.% margarinevet werd gemengd met 0,1 gew.% monoglyceriden van volledig gehydrogeneerde palmolie, 0,18 gew.% fosfatide en 0,1 gew.% β-caroteen. Een waterfase werd bereid door 15,82 gew.% water te mengen met 0,6 gew.% vaste stof van taptemelk. Margarine 35 werd bereid door een vooremulsie te maken van margarinevet en waterfase en die bij een temperatuur van 39°C in een votator A-unit te pompen, alwaar koeling plaats vond tot 7°C; in een tweede votator A-unit werd vervolgens gekoeld tot 5^C en in een ongekoeld, 800 3 1 42 . . ... · » *· ύ..> * -· .*.·*». ; · * -. -* *' V , -7- L 579 (R) van een roerwerk voorzien kristallisatievat vond een zodanige kristallisatie plaats dat de temperatuur steeg tot 13°C, bij welke temperatuur de verkregen emulsie vloeibaar werd afgevuld in houders, waarin het produkt verder tot smeerbare consistentie op-5 steef.

De eigenschappen van de margarines zijn vermeld in Tabel B.

Tabel B

10 __

Voorbeeld nr. V VI

Vetmengsel: gewichtsverhouding % zonnebloemolie gew.% 87,1 87,1 geharde oleïne, Voorbeeld IV 12,9 j 15 geharde oleïne, Voorbeeld III 12,9 [ N waarden: bij 5°C 14,2 15,1 10°C 11,3 12,0 15°C 6,1 8,0 20 20°C 2,7 4,0 25°C 0,6 2,0 2

Hardheid g/cm ,na 1 week/na 3 weken bij 5°C 205/235 215/235 25 bij 10°C 140/165 150/165 bij 15°C 115/115 125/130 bij 20°C 90/95 100/110

Voorbeelden VII, VIII, IX

30 Drie in wikkel te verpakken margarines werden bereid uit een margarinevet en een waterfase, die berekend op het eindprodukt 0,2% mageremelkpoeder, 0,3% weipoeder en 1% zout bevatte.

De werkwijze werd uitgevoerd zoals beschreven in de Voorbeelden V 35 en VI, zij het dan dat de kristallisator geplaatst was tussen een eerste en tweede A-unit, dat de laatste A-unit werd gevolgd door een ongekoelde en ongeroerdeB-unit en dat andere vetmengsels werden toegepast en de temperaturen als volgt waren: 800 3 1 42 -8- L 579 (R) * w \

Invoer eerste A-unit 41 °C

Invoer kristallisator 19 °C

Invoer tweede A-unit 23 °C

Invoer B-unit 12 °C

Verpakken bij 15 °C

Het afvullen werd nu niet in vloeibare vorm gedaan, maar een baksteenvormig stuk margarine werd geëxtrudeerd en in wikkels verpakt.

Elk van de drie vetmengsels bevatten een tot 31°C gehydrogeneerde 10 oleïne ex Voorbeeld III. Deze oleTne werd met een gezwavelde nikkel-op-kieselguhr katalysator gehydrogeneerd bij een temperatuur van 180°C tot het gegeven smeltpunt. Het trans-vetzuurgehalte van de oleïne bedroeg toen 9%.

15 De in Voorbeeld IX toegepaste gehydrogeneerde oleïne werd bovendien nog ongericht heresterd.

De resultaten zijn weergegeven in Tabel C.

20 Tabel C

Voorbeeld VII VIII IX

25% sojaolie 17% raapzaadolie 75% visolig gehard 21% sojaolie gehard 15% oleïne gehard ^ ^ 25 tot 28°C tot 31°C 25% heresterd olejne

17% oleïne gehard 53% visolie gehard gehard tot 31 C

tot 31°C tot 35°C

30% visolie gehard 15% sojaolie gehard

tot 31°C tot 28°C

7% visolie gehard 30 tot 41°C

1250 1550 2500 1000 1250 1450 380 400 495 3b 175 260 156 8003142 - 9 - L 579 (R) 5r

Voorbeelden X-XIV

Margarines werden eveneens bereid uit de stearine verkregen in Voorbeeld IV.

5 Behalve dat de samenstellingen van de vetmengsels werden gewijzigd, werden de margarines op dezelfde wijze bereid als beschreven in Voorbeelden V en VI.

Tabel D geeft de samenstellingen en de eigenschappen weer:

10 Tabel D

Voorbeeld nr.

Vetmengsel X XI XII XIII XIV

zonnebloemolie 70 - 70 65 65 15 sojaolie 65 palmpitolie 5 kokosolie 10 droog-gefractioneerde palmoliestearine (smeltpunt 48°C) 10 20 stearine ex Voorbeeld IV 25 30 35 25 25 , Vaste fase % (NMR) bij 10°C 16,0 16,7 19,2 17,4 17,4 bij 20°C 6,4 6,4 6,1 4,3 7,3 bij 30°C 3,3 2,4 3,1 2,0 4,1 25 bij 35°C 2,2 2,0 1,8 1,3 2,8

Hardheid bij 10°G (1 week/ 3 weken) 410/430 350/380 420/460 325/350 400/410 bij 15°C 210 30 bij 20°C 75/90 90/100 70/75 45/55 60/65 8003142

Claims

1. Werkwijze voor het fractioneren van oliën en vetten die ten minste in een bepaald gebied van een dilatatie/temperatuurcurve een steil verloop hebben, met het kenmerk, dat men de oliën of vetten met steile dilatatiecurve voordat zij gefractioneerd worden mengt 5 met triglyceriden van zodanige aard, dat in het temperatuursgebied waarin men de fractionering wenst uit te voeren het verschil in dilatatiewaarde van het mengsel wezenlijk afneemt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat men tri-10 glyceriden van zodanige aard toevoegt, dat tijdens de fractionering de toegevoegde triglyceriden eerderuitkristalliseren.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat men als oliën of vetten met steile dilatatiecurve, vetten toepast die 15 een verschil in dilatatiewaardenbij 15 en 25°C van ten minste 800 3 mm /25 gram vertonen.

4. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-3, met het kenmerk dat men aan de vetten met steile dilatatiecurve een tri- 20 glycerioemengsel toevoegt met een verschil in dilatatiewaarden bij 15 en 25°C van niet meer dan 600 mnT/25 gram.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat men aan palmpitolie palmolie toevoegt. 25

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de gewichtsverhouding palmpitolie :palmolie (20-80) : (80-20) gewichtsdelen bedraagt.

7. Vetmengsel, geschikt om in margarines, halvarines, bakkerij- vetten en bak- en braadvetten te worden verwerkt, met het kenmerk dat daarin stearines verkregen volgens een of meer der conclusies 1-6 worden opgenomen.

8. Vetmengsel volgens conclusie 7, geschikt om te worden verwerkt 800 3 1 42 -- .*·*·· .¾ · . k . X- Ίϊν - ^

9. Vetmengsel, geschikt om in margarines, halvarines, bakkerij- vetten en bak- en braadvetten te worden verwerkt, met het kenmerk, dat daarin oleTnes verkregen volgens een of meer der conclusies 1-6 worden toegepast.

10. Vetmengsel volgens conclusie 9, met het kenmerk dat gehydro- geneerde oleTnes worden toegepast.

10. L 579 (R)

11. Vetmengsel volgens conclusie 9, geschikt om te worden verwerkt in produkten die in schenkbare vorm in bekers worden afgevuld, met 15 het kenmerk dat men daarin 5-20 gew.% geheel of nagenoeg geheel gehydrogeneerde oleTnes toepast naast 95-80 gew.% van bij kamertemperatuur vloeibare olie.

11. L 579 (R) in produkten die in schenkbare vorm in bekers worden afgevuld, met : het kenmerk dat men daarin 5-50 gew.% stearines toepast naast 90-50 gew.% van een bij kamertemperatuur vloeibare olie.

12. Vetmengsel volgens conclusie 9, geschikt cm in in wikkels verpak-20 bare produkten te worden verwerkt, met het kenmerk dat men daarin partieel gehydrogeneerde oleTnes toepast, naast een zodanig vetmengsel dat een produkt wordt verkregen met een hardheid bij 10°C van 900-2600 g/cm^ en bij 20°C van 100-150 g/cm^.

13. Vetmengsel volgens conclusie 11, met het kenmerk dat men 10-50 gew.% partieel gehydrogeneerde oleTnes toepast.

14. Vetmengsel volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk dat men t voorts bij kamertemperatuur vloeibare oleTne, vetten met een smelt-30 punt van 25-39°C en vetten met een smeltpunt van 40-48°C toepast.

15. Margarines en halvarines verkregen door emulgeren van een waterfase met een vetmengsel volgens een of meer der conclusies 7-14. 800 3 1 42