Et almindeligt spørgsmål, folk stiller, når de først begynder at arbejde med sojabønnefedtsyrer, er, om forskellige kvaliteter hærder ved forskellige temperaturer. Svaret er ja-og årsagen bag det er faktisk ret simpel. Tænk på, hvad der sker, når du sætter madolie i køleskabet: det begynder at tykne, måske endda bliver lidt hvidt. Industrielle sojabønnefedtsyrer opfører sig på samme måde, selvom kemien bag det er en smule mere præcis.
Hvert parti af sojabønnefedtsyrer har et nøgletal kaldet jodværdien, eller IV for kort. Du kan tænke på det som en slags "blødhedsindeks." Jo højere IV, jo mere umættet er fedtsyren. I molekylære termer betyder det flere dobbeltbindinger og flere "snoninger" i molekylkæden. Jo lavere IV, jo mere lige disse kæder er.
Lad os tage tre almindelige karakterer som eksempler: IV120, IV130 og IV140. Den med det laveste tal-IV120-hærder nemmere. Det begynder at tykne eller endda størkne, når temperaturen falder til under omkring 28 grader. IV130 forbliver flydende indtil omkring 23 grader, og IV140 forbliver flydende indtil omkring 18 grader. Så jo højere IV, jo lavere temperatur skal der til for at få det til at størkne. Med andre ord er en høj-IV fedtsyre mere modstandsdygtig over for frysning.
Her er hvorfor det sker. Forestil dig hvert molekyle af fedtsyre som en pind. Nogle pinde er lige; andre er bøjede. Hvis du har en flok lige pinde, kan de stille sig pænt op, side om side, som soldater, der står i formation. Når det bliver koldt, pakker de sig tæt sammen og danner en fast struktur. Men hvis pindene er bøjede eller snoede, kan de ikke passe pænt sammen, uanset hvor meget de prøver. Der er altid et hul her, et sving der. Selv i kulden kan de ikke sætte sig i et ordnet mønster, så de forbliver flydende.
Disse bøjede molekyler kommer fra det, kemikere kalder dobbeltbindinger-det definerende træk ved umættede fedtsyrer som oliesyre, linolsyre og linolensyre. Disse dobbeltbindinger skaber knæk i kæden, som forhindrer molekylerne i at stable sig op i et fast stof. Så når vi siger, at en fedtsyre har et højt jodtal, er det, vi egentlig siger, at dens molekyler er "bøjet" og har problemer med at stille op.
Lad os nu forbinde det tilbage til den virkelige verden. Hvis du laver industrielle materialer som smøremidler, blødgøringsmidler eller rustforebyggende-olier, vil du gerne have, at de forbliver flydende i kulden. Hvis olien tykner for tidligt, sætter maskiner sig fast, eller belægninger holder op med at sprede sig ordentligt. I disse tilfælde vælger ingeniører et højere-IV-materiale som IV130 eller IV140. Men hvis du har brug for et produkt, der sætter sig fast-f.eks. en sæbebase, harpiks eller hård belægning-vil du have et lavere-IV-materiale, der lettere kan krystallisere, som IV120. Valget afhænger af, hvad produktet skal gøre ved en given temperatur.
Selve jodtallet er blot et mål for, hvor mange dobbeltbindinger olien kan reagere med. Testen involverer tilsætning af jod til prøven; jod reagerer med dobbeltbindinger. Jo mere jod fedtsyren optager, jo flere dobbeltbindinger har den, og jo højere IV. Det er derfor, vi kan sige, at IV ikke kun er et tal-det er en afspejling af molekylær struktur.
Vi kan også forstå dette gennem linsen af temperatur og molekylær bevægelse. Når tingene er varme, bevæger molekyler sig hurtigt og holder sig fra hinanden. Efterhånden som de køler ned, bliver deres bevægelse langsommere, og lige molekyler kan stille sig tæt sammen for at danne krystaller. Bøjede molekyler kan ikke gøre det. Det svarer til at tilføje alkohol eller sukker til vand-de ekstra molekyler kommer i vejen for vand, der fryser til is. Dobbeltbindingerne i fedtsyrer virker som de "forstyrrende stoffer", der forhindrer dannelse af fast stof.
I vores laboratorium sammenlignede vi engang tre prøver under de samme forhold. IV120 fedtsyren begyndte at blive uklar omkring 25 grader. IV130 forblev klar lidt længere, men begyndte at blive tykkere, da den faldt et par grader lavere. IV140 forblev gennemsigtig og flydende selv ved 15 grader. Vi jokede med, at IV140-prøven var som en fra det sydlige Kina, der stadig havde korte ærmer på midt om vinteren{10}}den nægtede bare at fryse.
Industrielle sojabønnefedtsyrer presses ikke direkte fra bønner. De er raffineret og adskilt gennem kemiske trin som hydrolyse, destillation og fraktionering. Disse processer opdeler naturlig sojaolie i dens forskellige fedtsyrekomponenter, og ved at justere temperatur, vakuum og separationsbetingelser kan producenterne målrette mod specifikke IV-intervaller. For eksempel kræver fremstilling af IV130-fedtsyre finindstilling- for at få den helt rigtige blanding af umættede og mættede molekyler.
For nogle år siden havde vi en kunde, der klagede over, at deres smøremiddel klumpede sig på lageret. Efter test fandt vi ud af, at deres materiale havde en IV på 122. Deres tidligere partier havde en IV på 135. Den 13-punkts forskel lyder måske lille, men i praktisk brug betød det, at olien begyndte at størkne om vinteren. Hvide krystaller dannet i bunden af tromlen, med et lag flydende olie flydende ovenpå. Da de skiftede tilbage til IV135, forsvandt problemet fuldstændigt. Det er så følsomme disse materialer kan være over for molekylær struktur.
Om en fedtsyre hærder afhænger af, hvordan dens molekyler er bygget, og hvor pænt de kan pakkes sammen. Lige kæder pakkes nemt og fryser tidligt; bøjede kæder modstår justering og forbliver flydende. Det er en simpel historie om struktur, temperatur og bevægelse.
Så næste gang du ser IV120, IV130 eller IV140 på et specifikationsark, skal du huske, at de ikke kun er tal. De er en slags stenografi for oliens "personlighed". De nederste-IV-materialer er lige og velordnede-de kan lide at hærde. De højere-IV er bøjede og fleksible-de foretrækker at forblive flydende. I en verden af industriel kemi kan den lille forskel i jodværdi afgøre skæbnen for en hel produktlinje.
