Исследование поведения кристаллизации нефти методом ЯМР во временной области

Обзор поведения кристаллизации масла

В сфере пищевой промышленности, формирование кристаллической сетки масла состоит из двух стадий. Один этап — быстрое охлаждение и перемешивание на производственной линии для быстрой кристаллизации масла., в результате образуются маленькие и стабильные кристаллы, а затем через процесс старения для получения кристаллического продукта со стабильной структурой.; Одна стадия – это стадия изменения кристаллизационного поведения стабильных кристаллических продуктов масла и жиров, образующихся в результате отверждения при хранении и транспортировке., а последний этап фактически является этапом, когда масложировая продукция выходит из завода-производителя до момента ее использования конечным потребителем..

Общий динамический процесс кристаллизации нефти можно описать как: степень переохлаждения приводит к упорядоченному расположению молекул триглицеридов с образованием молекулярной тонкослойной структуры.; тонкослойная структура дополнительно накладывается с образованием наноразмерных кристаллитов; каждая кристаллитная единица агрегирует и превращается в кристаллические кластеры. Наконец, кристаллические кластеры продолжают агломерировать, переплетаться, и заполните, чтобы сформировать трехмерную кристаллическую сетчатую структуру, который представляет собой макроскопически видимый твердый жир. Трехмерная сетчатая структура кристаллизации жира очень похожа на коллоидную структуру, в которой происходит флокуляция.. Изменение условий кристаллизации в процессе кристаллизации нефти оказывает большое влияние на формирование и макроскопические свойства ее трехмерной сетчатой структуры., что связано с конечным качеством продукта.

Гомогенный полиморфизм масел и жиров.

Полиморфизм означает существование более чем одной кристаллической формы одного и того же вещества.. Молекула триглицерида состоит из одного глицерина и трех жирных кислот.. После кристаллизации масла, Метиленовые группы в углеводородной цепи молекулы жирной кислоты расположены зигзагообразным образом., в то время как вся молекула триглицерида в основном состоит из бимолекулярных или тримолекулярных единиц.. Различия в расположении триглицеридов и углеводородных групп жирных кислот при агрегации и захвате неизбежно приведут к различиям в субъединичных клеточных структурах., и в конечном итоге приводят к образованию различных форм кристаллов, то есть, Имеет место полиморфизм Hom.

Исследования показали, что существует три основных типа гомогенного полиморфизма масел., а именно α-типа, β’-тип и β-тип. Для того же триглицерида, температуры плавления трех кристаллических форм последовательно увеличивались, стабильность последовательно увеличивается, и энтальпия плавления также последовательно увеличивалась. Кристаллы, полученные закалкой расплавленного масла, обычно относятся к α-типу., который обычно существует непродолжительное время на начальном этапе переработки нефти, а затем медленно превращаются в кристаллы β' и β-типа.. Твердый жир медленно нагревают, чтобы расплавить его., и кристаллизуется при температуре немного выше температуры плавления, в основном образуя β’ кристаллическая форма. β’ кристаллическая форма состоит из мелких кристаллов, мелкое зерно, хорошая пластичность, растекаемость и вкус, и представляет собой идеальную кристаллическую форму для сокращения, маргарин, выкладываем жир и другие продукты. Медленно нагревая β’ кристаллическая форма, чтобы расплавить ее, и держать его при температуре немного выше точки плавления., или перекристаллизацией его из растворителя при низкой температуре, может получить кристаллическую форму β, а частицы β-кристаллической формы относительно крупные.. В то же время, различные кристаллические формы кристалла могут превращаться друг в друга. Вообще говоря, кристалл изменится в сторону увеличения устойчивости, то есть, α-тип→β′-тип→β-тип. На этапе производства и хранения фактического продукта, на трансформацию кристаллической формы жира влияют различные факторы, такие как температура и время..

Полиморфизм масел и жиров влияет на их поведение при кристаллизации. (включая скорость кристаллизации, размер кристалла, морфология, и общая кристаллическая масса), что, в свою очередь, влияет на физические свойства этих масел и жиров.. Изучение кристаллизации жиров имеет большое научное и практическое значение.. Измеряя поведение кристаллизации жира, производственным процессом можно управлять, чтобы конечный продукт мог получить желаемый вкус и текстуру. Каждый липид демонстрирует различное поведение кристаллизации., продвижение различных трехмерных расположений в сети жировых кристаллов с точки зрения степени порядка и полиморфного состояния жировых кристаллов. На кристаллическую структуру и явления кристаллизации сильно влияют многие факторы., например, скорость охлаждения, длина и состав цепи жирных кислот, Организация TAG и некоторые условия обработки, например, скорость перемешивания. Изменения скорости охлаждения также могут влиять на особенности микроструктуры, контролируя скорость зарождения и роста кристаллов..

ЯМР-исследование поведения кристаллизации нефти во временной области:

Измерение релаксации ЯМР во временной области является быстрым, метод неразрушающего обнаружения, который можно использовать для оценки физических и химических изменений в пищевых системах.. Ядерный магнитный резонанс во временной области (ТД-ЯМР) обычно основан на измерении времен релаксации различных импульсных последовательностей., включая так называемые времена продольной релаксации (Т1) и времена поперечной релаксации (Т2), которые связаны с физико-химическими изменениями в пищевой системе. Хотя ограниченная молекулярная динамика твердых жиров ограничивает использование ЯМР во временной области для обнаружения полиморфизма жиров., его все еще можно использовать для изучения полиморфизма жиров и распределения кристаллов по размерам путем объединения измерений времени релаксации с различными экспериментальными методами..

ЯМР во временной области может изучать поведение кристаллизации нефти с точки зрения следующих четырех аспектов::

Измерение содержания твердого жира (СФК), время спин-решеточной релаксации T1, Параметры времени спин-спиновой релаксации T2 и момента второго порядка M2 предоставляют информацию о кристаллизации нефти и молекулярном движении.. Анализы релаксации ЯМР во временной области можно использовать для изучения кристаллизационного поведения масел и жиров., который может быстро и просто предоставить ценную информацию о молекулярных изменениях по всему объему образца, вызванных кристаллизацией, без необходимости детального анализа спектральных пиков.. По сравнению с XRD, ЯМР-релаксация во временной области также может предоставить больше информации о молекулярной динамике и молекулярных конформационных степенях свободы., тем самым обеспечивая точные атомарные детали. Таким образом, Измерения ЯМР-релаксации во временной области дополняют эксперименты по рентгенографии, предоставляя больше информации об изменениях молекулярной динамики, происходящих в образцах., особенно в жидком состоянии. Это также помогает определить общее поведение кристаллизации образцов, содержащих липиды.. Однако, интерпретация параметров ЯМР во временной области по-прежнему зависит от сравнения с результатами надежных методов, таких как XRD..

Содержание твердого жира (СФК)

Количество жировых кристаллов влияет на макроскопические свойства жировой кристаллической сети и определяется содержанием твердого жира. (СФК). Взаимосвязь между содержанием твердых жиров и температурой определяет конкретное применение пищевого масла/жира., а содержание твердых жиров при различных температурах определяет диапазон использования и область применения продукта.. Поэтому, SFC — очень важный параметр контроля качества.. SFC — это показатель соотношения твердой и жидкой фаз в образцах жира., а также влияет на кристаллические свойства жира с точки зрения кристаллического полиморфизма..

Технология ЯМР во временной области

В пищевой промышленности, контроль кристаллизации жира является важным фактором обеспечения физико-химических свойств продуктов на жировой основе.. Ядерный магнитный резонанс во временной области — это метод неразрушающего контроля, который можно использовать для обнаружения физико-химических изменений в пищевых продуктах.. Метод релаксации ЯМР во временной области можно использовать в качестве инструмента для объяснения поведения кристаллизации нефти., который дополняет метод рассеяния рентгеновских лучей.

Продукты

Исследование поведения кристаллизации нефти методом ЯМР во временной области