BE1018629A3

BE1018629A3 - Werkwijze voor het laten stollen van een gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof.

Info

Publication number: BE1018629A3
Application number: BE2009/0029A
Authority: BE
Inventors: Bertus Michiel Wagenaar
Original assignee: Spaas Kaarsen
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2011-05-03

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het laten stollen van een gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof, in het bijzonder van gesmolten boter, margarine, chocolade of van een gesmolten brandstof voor kaarsen. Om de stolling merkelijk te versnellen wordt aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een verdere vloeistof, in vloeibare vorm, toegevoegd. De toegevoegde verdere vloeistof heeft een stoltemperatuur of stoltemperatuurtraject die hoger is dan de stoltemperatuur of het stoltemperatuurtraject van de vloeistof die gedeeltelijk gekristalliseerd is. Door de snelle kristallisatie van de kleine hoeveelheid toegevoegde vloeistof wordt een merkelijk snellere stolling van het product bekomen.

Description

"Werkwijze voor het laten stollen van een gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof'

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het laten stollen van een gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof door deze vloeistof verder af te koelen. De vloeistof is bijvoorbeeld boter, margarine, chocolade of een brandstof voor kaarsen.

De industriële productie van kaarsen start met een vloeibare grondstof die middels geschraapte warmtewisselaars afgekoeld wordt waardoor er kristallen in de vloeistof gevormd worden. Deze gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof wordt een slurry genoemd. Het moment van kristalvorming is goed waarneembaar omdat de heldere transparante vloeistof dan een melkachtige kleur aanneemt. Echter de viscositeit is dan nog laag en een verdere koeling in geschraapte kristallisatoren is noodzakelijk om de viscositeit te verhogen. Een hoge viscositeit bij het afvullen in containers of andere verpakkingen is belangrijk omdat het product bij verpakking en transporthandelingen niet mag druipen. Bij kaarsenproductie is het verder van belang dat de wiek niet in de kaarsmassa mag gaan zwemmen maar zijn positie moet behouden.

Kenmerkend voor de productiewijze is dat de productviscositeit of producthardheid toeneemt door warmte aan het product te onttrekken. Een commercieel groot voordeel kan behaald worden indien de producthardheid die nodig is om het gevormde product verder te manipuleren verkregen kan worden door minder warmte aan de massa te onttrekken. Er zijn dan twee type voordelen: 1. Bij een gegeven kapitaalsinvestering ofwel gespecificeerde productielijn met een aantal vierkante meter warmtewisselend oppervlak kan een hogere doorzet (kg product per uur) behaald worden.

2. Bij een gegeven kapitaalsinvestering ofwel gespecificeerde productielijn met een aantal vierkante meter warmtewisselend oppervlak en een gegeven doorzet (kg product per uur) kan een slapper product toegepast worden. Niet limiterende voorbeelden van goedkopere slappere producten zijn: producten waarvan de kristallisatiekinetiek minder snel verloopt, of producten met een bredere mechanische specificatie, of producten die minder kristallen bevatten bij een gegeven enthalpieniveau.

De huidige uitvinding maakt het mogelijk om de warmte die van een vooraf reeds gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof onttrokken moet worden om deze voldoende te laten stollen zodanig dat het vormgegeven product verder gemanipuleerd kan worden te.verminderen. De werkwijze volgens de uitvinding is hiertoe gekenmerkt doordat aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof of slurry een verdere vloeistof toegevoegd wordt, welke verdere vloeistof in vloeibare vorm toegevoegd wordt en een stoltemperatuur of stoltemperatuurtraject heeft (gemeten volgens AOCS Cc 3-25 of AOCS Cc 4-25) die hoger is dan de temperatuur of stoltemperatuurtraject van de vloeistof die gedeeltelijk gekristalliseerd is. Bij voorkeur wordt de verdere vloeistof onder de reeds gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof gemengd.

Na toevoeging van de verdere vloeistof aan de slurry bevindt het toegevoegde vloeibare product zich tussen de koudere kristallen. Door de hogere stoltemperatuur van de toegevoegde vloeistof zorgt de koude van de kristallen voor een snelle kristallisatie of stolling van het vloeibare toegevoegde product waardoor de al aanwezig kristallen aan elkaar groeien en er stolling optreedt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een vorm gegeven, waarna men deze vloeistof in deze vorm door koelen verder laat stollen. De vormgeving kan gebeuren door de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof in een houder aan te brengen of door deze vloeistof te extruderen. De verdere vloeistof wordt dan vóór, tijdens of eventueel na deze vormgevingsstap aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toegevoegd zodanig dat de verdere vloeistof op het einde van de vormgevingsstap of daarna nog niet volledig gekristalliseerd is.

Vastgesteld werd dat door de snelle verdere kristallisatie van de verdere vloeistof na de vormgevingsstap op merkelijk kortere tijd een verdere stolling van het product bekomen wordt die toelaat om het product verder te manipuleren. Bijvoorbeeld bij kaarsen die in een container (glazen of kunststof houder) geproduceerd worden, dient de in de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof aangebrachte wiek slechts korte tijd op zijn plaats gehouden worden aangezien deze snel voldoende vast komt te zitten in de verder stollende vloeistof.

Bij voorkeur wordt de verdere vloeistof aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toegevoegd op minder dan 5 minuten, bij voorkeur op minder dan 3 minuten en meer bij voorkeur op minder dan 1 minuut voordat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof gevormd wordt. Door de verdere vloeistof zo laat mogelijk aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toe te voegen, is deze op het einde van de vormingsstap of daarna nog zo weinig mogelijk gekristalliseerd. Het voordeel hiervan is dat de voor of tijdens de vormingsstap gevormde kristallen minder effectief zijn om de stolling te bevorderen aangezien het gevormde kristalnetwerk door tijdens de vormgeving van het product verstoord wordt.

Wanneer de verdere vloeistof aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toegevoegd wordt, is deze laatste bij voorkeur reeds voor ten minste 10 gew.%, meer bij voorkeur voor ten minste 15 gew.% en liefst voor ten minste 20 gew.% gekristalliseerd. Hierdoor kan de verdere vloeistof onmiddellijk een voldoende sterk netwerk tussen de reeds aanwezige kristallen vormen om aanzienlijk versnelde stolling te bekomen.

Om een versnelde stolling te bekomen, dient slechts een kleine hoeveelheid van de verdere vloeistof aan de slurry toegevoegd te worden. Aangezien de verdere vloeistof een temperatuur heeft die hoger is dan de temperatuur van de slurry verdient het de voorkeur dat, per 100 gewichtsdelen van de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof daaraan minder dan 20 gewichtsdelen, bij voorkeur minder dan 10 gewichtsdelen en meer bij voorkeur minder dan 5 gewichtsdelen van genoemde verder vloeistof toegevoegd worden. Dit biedt enerzijds het voordeel dat de temperatuur van het mengsel minder beïnvloed wordt door de toevoeging van de warmere verdere vloeistof en dat met andere woorden een kleinere hoeveelheid van de verdere vloeistof afgekoeld moet worden om het mengsel te laten stoppen. Vastgesteld werd dat door deze kleine hoeveelheden van de verdere vloeistof een verrassend snellere stolling van het mengsel bekomen wordt niettegenstaande het weliswaar kleine temperatuursverhogende effect van de toevoeging van deze warmere vloeistof.

Door het effect op de stolling is de werkwijze volgens de uitvinding bijzonder geschikt voor het laten stollen van een gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof die meer dan 50 gew.%, bij voorkeur meer dan 80 gew.% triglyceriden bevat. Bij voorkeur bevat ook de verdere vloeistof die daaraan toegevoegd wordt meer dan 50 gew.%, en bij voorkeur meer dan 80 gew.% triglyceriden. De gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof, en bij voorkeur ook genoemde verdere vloeistof, kan ten minste gedeeltelijk uit een hernieuwbare grondstof bestaan.

De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het produceren van kaarsen. Hiertoe zijn de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof en bij voorkeur ook de verdere vloeistof die daaraan toegevoegd wordt een brandstof voor kaarsen. In de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof wordt dan verder ten minste één wiek aangebracht ter vorming van een kaars.

Voor de productie van kaarsen heeft de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof bij voorkeur een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject gelegen tussen 30 en 45 °C en bij voorkeur tussen 34 en 42 °C. De verdere vloeistof die aan deze slurry toegevoegd wordt heeft dan bij voorkeur een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject gelegen tussen 45 en 70 °C en bij voorkeur tussen 55 en 65 °C.

De werkwijze volgens de uitvinding kan ook gebruikt worden voor de productie van boter, margarine (omvattende ook minarine) en chocolade. Voor deze toepassing is de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof gesmolten boter, margarine of chocolade. De verdere vloeistof die daaraan toegevoegd wordt kan dan ook boter, margarine of chocolade zijn doch dit is niet noodzakelijk. Deze verdere vloeistof kan immers bijvoorbeeld gevormd worden door een ander gesmolten vet (triglyceride of mengsel van triglyceriden).

Voor de productie van boter, margarine of chocolade heeft de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof bij voorkeur een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject gelegen tussen 20 en 40 °C. De verdere vloeistof die aan deze slurry toegevoegd wordt heeft dan bij voorkeur een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject gelegen tussen 45 tot 70 °C.

Uit de hierboven gegeven beschrijving zal het duidelijk zijn dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een enkelvoudige vloeistof kan zijn of kan bestaan uit een mengsel van één of meer verschillende vloeistoffen. Tevens kan deze vloeistof één of meer daarin opgeloste of gedispergeerde stoffen bevatten zoals geurstoffen, smaakstoffen, kleurstoffen, emulgatoren, stabilisatoren, bindmiddelen en oliebinders zoals vybar. De vloeistof kan dus ook een emulsie of een suspensie zijn, zoals trouwens het geval is bij de hierboven vermelde margarine en chocolade. Voor de verdere vloeistof die aan de slurry toegevoegd wordt geldt hetzelfde als hetgeen hiervoor vermeld voor de samenstelling van deze slurry.

Voorbeelden

Voorbeeld 1

De uitvinding werd toegepast op een bestaande productielijn voor het maken van noveenkaarsen van gedeeltelijk gehard vet Unimills Umcandle H4 (smeltpunt circa 37 graden Celsius). Het gesmolten vet werd gedurende 1 uur gekoeld in een geschraapte warmtewisselaar en vervolgens nog eens een 15-tal minuten in een geschraapte kristallisator waardoor het vet nog juist vloeibaar genoeg was om in de potjes van de noveenkaarsen gedoseerd te worden. Het vet was meer bepaald voor ongeveer 25 gew.% gekristalliseerd. Juist vóór deze dosering, meer bepaald op een 2-tal meter van de leiding waarmee de potjes gevuld werden, werd in deze leiding 2 a 3 gew.% volledig gehard vet Unimills Prifex 125 (smeltpunt circa 60 graden Celsius) aan het gedeeltelijk gekristalliseerd vet toegevoegd, dit aan een temperatuur van ongeveer 65°C zodanig dat dit vet volledig vloeibaar was. In de leiding was een statische mixer voorzien om beide vloeistoffen met elkaar te mengen. Verrassenderwijze werd vastgesteld dat door het toevoegen van de kleine fraktie Prifex 125 de lijncapaciteit verdubbeld werd.

Voorbeeld 2

Bij het maken van chocolade wordt gesmolten chocolade in een vorm gegoten. Bij holle chocolade vormen worden meestal meerdere laagjes aangebracht, waarbij het eerste laagje chocolade eerst gedeeltelijk dient te stollen alvorens het tweede of een verdere laag aangebracht wordt. Door het kleine gewichtsfractie vloeibaar vet met een hogere stoltemperatuur dan de chocolade aan de chocolade toe te voegen juist voordat deze in de vorm aangebracht wordt, kan de stolling en dus de productie aanzienlijk versneld worden.

Voorbeeld 3

Bij het laten stollen van kaarsen gemaakt van een paraffine slurrie met een smeltpunt van 52 graden Celsius kan de stolling merkelijk versneld worden door juist voor het aanbrengen van de paraffine in de vorm hier een kleine gewichtsfractie vloeibare paraffine aan toe te voegen met een hoger smeltpunt, bijvoorbeeld 65 graden Celsius.

De voorbeelden geven aan dat de vinding niet beperkt is tot de kaarsenproducerende industrie of de voedingsmiddelen producerende industrie.

Claims

1. Werkwijze voor het laten stollen van een gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof, daardoor gekenmerkt dat aan deze gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een verdere vloeistof toegevoegd wordt, welke verdere vloeistof in vloeibare vorm toegevoegd wordt en een stoltemperatuur of stoltemperatuurtraject heeft die hoger is dan de temperatuur of stoltemperatuurtraject van de vloeistof die gedeeltelijk gekristalliseerd is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof voor ten minste 10 gew.%, bij voorkeur voor ten minste 15 gew.% en meer bij voorkeur voor ten minste 20 gew.% gekristalliseerd is wanneer genoemde verdere vloeistof daaraan toegevoegd wordt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een vorm gegeven wordt, waarna men deze vloeistof in deze vorm door koelen verder laat stollen, waarbij genoemde verdere vloeistof vóór, tijdens of na deze vormgevingsstap aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toegevoegd wordt zodanig dat de verdere vloeistof op het einde van de vormgevingsstap of daarna nog niet volledig gekristalliseerd is.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de verdere vloeistof aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toegevoegd wordt op minder dan 5 minuten, bij voorkeur op minder dan 3 minuten en meer bij voorkeur op minder dan 1 minuut voordat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof genoemde vorm gegeven wordt.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, daardoor gekenmerkt dat de vormgeving gebeurt door de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof met genoemde verdere vloeistof in een houder aan te brengen of door deze vloeistof te extruderen.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 5, daardoor gekenmerkt dat per 100 gewichtsdelen van de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof daaraan minder dan 20 gewichtsdelen, bij voorkeur minder dan 10 gewichtsdelen en meer bij voorkeur minder dan 5 gewichtsdelen van genoemde verder vloeistof toegevoegd worden.

7. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat de verdere vloeistof die aan de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof toegevoegd een temperatuur heeft die hoger is dan de temperatuur van de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof.

8. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 7, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof meer dan 50 gew.%, bij voorkeur meer dan 80 gew.% triglyceriden bevat.

9. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 8, daardoor gekenmerkt dat genoemde verdere vloeistof meer dan 50 gew.%, bij voorkeur meer dan 80 gew.% triglyceriden bevat.

10. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 9, daardoor gekenmerkt dat genoemde gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een brandstof voor kaarsen is, waarbij in de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof ten minste één wiek aangebracht wordt ter vorming van een kaars.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject heeft gelegen tussen 30 en 45 °C, bij voorkeur tussen 34 en 42 °C.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, daardoor gekenmerkt dat genoemde verdere vloeistof een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject heeft gelegen tussen 45 en 70 °C, bij voorkeur tussen 55 en 65 °C.

13. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 9, daardoor gekenmerkt dat genoemde gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof gesmolten boter, margarine of chocolade is.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject heeft gelegen tussen 20 en 40 °C terwijl genoemde verdere vloeistof een stoltemperatuur of een stoltemperatuurtraject heeft gelegen tussen 45 en 70 °C.

15. Werkwijze volgens één van de conclusie 1 tot 14, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof, en bij voorkeur ook genoemde verdere vloeistof, ten minste gedeeltelijk uit een plantaardige of dierlijke grondstof bestaan.

16. Werkwijze volgens één van de conclusie 1 tot 15, daardoor gekenmerkt dat de gedeeltelijk gekristalliseerde vloeistof ten minste één daarin opgeloste of gedispergeerde stof bevat, bij voorbeeld een geurstof, een smaakstof, een kleurstof, een emulgator, een bindmiddel, een stabilisator of een oliebinder zoals vybar.

17. Gestold product verkregen door toepassing van de werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 16, in het bijzonder een kaars, boter, margarine of chocolade.