Palm oil dry fractionation: Impact of tri-saturated triacylglycerol content on process efficiency

English. Palm oil is the most fractionated oil word-wide and is used in many food formulations. Its potential for multi-step dry fractionation generates liquid and solid fractions, all having peculiar physicochemical properties. Crystallization cycle times and operation yields are important parameters since they impact the process cost. In this context, the present study deals with pilot scale production of IV 56 palm olein (a commodity fat obtained in one single step). The aim was to investigate the influence of the tri-saturated triacylglycerol content (StStSt) on the process efficiency. Palm stearin was blended with palm oil to increase this content; five concentrations of StStSt were studied: 7.0%, 7.4%, 7.6%, 8.2% and 9.8%. The crystallization was monitored during a period of 240 minutes; the oil temperature was recorded, and the crystallization kinetics were determined by p-NMR (SFC). The crystals were characterized by optical microscopy and by powder x-ray diffraction (polymorphic forms). Two concentrations were shown to crystallize faster. All the crystallized blends were then filtered with a pilot membrane press filter at 25°C (6 bar squeezing). The percentages of crystallization (SFC) at the filtration temperature, the olein yields, the olein IVs, the olein compositions by HPLC and the olein cloud points by DSC were determined. The oleins of the two blends crystallizing faster showed slightly higher yield but higher cloud point than expected. These oleins contained slightly more palmitic acid in sn-2 position; these observations were tentatively explained by a unusual co-crystallization behavior in this specific composition range.

French. L'huile de palme est l'huile la plus fractionnée au monde et est utilisée dans de nombreuses formulations alimentaires. Son potentiel de fractionnement à sec en plusieurs étapes génère des fractions liquides et solides, ayant toutes des propriétés physico-chimiques particulières. Les temps de cycle de cristallisation et les rendements des opérations sont des paramètres importants car ils ont un impact sur le coût du processus. Dans ce contexte, la présente étude porte sur la production à l'échelle pilote d'oléine de palme IV 56 (une graisse de base obtenue en une seule étape). L'objectif était d'étudier l'influence de la teneur en triacylglycérol tri-saturé (StStSt) sur l'efficacité du procédé. La stéarine de palme a été mélangée à l'huile de palme pour augmenter cette teneur ; cinq concentrations de StStSt ont été étudiées : 7,0 %, 7,4 %, 7,6 %, 8,2 % et 9,8 %. La cristallisation a été suivie pendant une période de 240 minutes ; la température de l'huile a été enregistrée et la cinétique de cristallisation a été déterminée par p-NMR (SFC). Les cristaux ont été caractérisés par microscopie optique et par diffraction des rayons X sur poudre (formes polymorphes). Deux concentrations se sont avérées cristalliser plus rapidement. Tous les mélanges cristallisés ont ensuite été filtrés avec un filtre-presse à membrane pilote à 25°C (pressage de 6 bars). Les pourcentages de cristallisation (SFC) à la température de filtration, les rendements en oléine, les oléines IV, les compositions en oléine par HPLC et les points de trouble des oléines par DSC ont été déterminés. Les oléines des deux mélanges cristallisant plus rapidement ont montré un rendement légèrement supérieur mais un point de trouble plus élevé que prévu. Ces oléines contenaient un peu plus d'acide palmitique en position sn-2 ; ces observations ont été provisoirement expliquées par un comportement de co-cristallisation inhabituel dans cette gamme de composition spécifique.