8.2 Szilárd-folyadék egyensúlyi fázisdiagramok
A 2. fejezetben bemutatottak szerint a fázisdiagram érdekes eszköz a különböző fázisok közötti egyensúly ábrázolására. Ez egyfajta térkép, amely az SLE esetében az egyes szilárd fázisok átalakulásaihoz kapcsolódó szilárd fázisokra és hőmérsékletekre vonatkozó információkkal szolgálhat, irányt mutatva a vegyületek keverékből való elválasztásának legjobb módjára. Az SLE esetében a fázisdiagramok általános osztályozása az elegyben lévő komponensek száma, tulajdonságaik és keverhetőségük alapján mutatható be. Egy bináris rendszerben például három különböző fázisdiagramot találhatunk, figyelembe véve a komponensek szilárd állapotban való keverhetőségét: (1) egy olyan, amelyben a komponensek szilárd fázisban nem keverednek, amint azt a 8.1A ábra mutatja; (2) egy másik, amelyben a komponensek szilárd fázisban teljesen keverednek, amint azt a 8.1B ábra mutatja, és (3) egy másik, amelyben a komponensek szilárd fázisban részben keverednek, amint azt a 8.1C ábra mutatja.
8.1. ábra. Az élelmiszer-rendszerekben megfigyelhető SLE fázisdiagramok tipikus esetei: (A) egyszerű eutektikus keverék, (B) egyetlen szilárd oldat/ötvözet képződése, (C) több szilárd oldat/ötvözet képződése.
Évek óta ismert, hogy a zsírrendszerek leggyakoribb fázisdiagramjai három kategóriába sorolhatók: az első egy egyszerű eutektikus pontot, a második egy szilárd oldat képződését, a harmadik pedig egy peritektikus reakció következtében kialakuló vegyületképződést mutat.
Az első típusú fázisdiagram egy eutektikus pontot mutat, 8.1A ábra. Ezen a fázisdiagramon az A oldott anyag olvadási hőmérséklete csökken a B oldószer hozzáadásával, és a B oldószer olvadási hőmérséklete csökken az A oldott anyag hozzáadásával. e két olvadási hőmérsékleti profil metszéspontja adja az eutektikus pontnak nevezett minimumértéket, amelyben az elegy egyetlen hőmérsékleten és összetételen olvad. Ez általában az élelmiszer-formulálásban használt sók vizes keverékei, például víz-NaCl rendszerek , valamint cukrok, például szacharóz, glükóz vagy fruktóz , vagy egyszerű vegyületek, például kisláncú savak és alkoholok bináris keverékei esetében figyelhető meg. Ebben az esetben két heterogén területet mutatnak, amelyek egy keverhető folyadékfázissal kevert tiszta szilárd A vegyületből és egy keverhető folyadékfázissal kevert tiszta szilárd B vegyületből állnak. E két régió meghatározása igen fontos a szolubilizációs vagy párologtatási folyamatok tervezésénél, mivel a fázisdiagramok megadják a keverékek telítési határait, ami kulcsfontosságú tulajdonság az élelmiszer-formulálásban.
Fontos megemlíteni, hogy az eutektikus pont egy eutektikus reakció bekövetkezése miatt a fázisdiagramon megfigyelhető invariáns pont. Az eutektikus reakció olyan reverzibilis reakció, amelyben egy folyékony fázis a rendszer lehűlése során két vagy több szilárd fázissá alakul. Ez a reakció az eutektikus hőmérsékleten (Te) és a folyékony és a szilárd fázisok meghatározott móltörtje esetén következik be .
Az élelmiszer valójában egy összetett rendszer, és néha az ebben a rendszerben kialakult kémiai kölcsönhatások ahhoz vezethetnek, amit a szakirodalom szilárd oldatnak nevez. Alapvetően a két kristályszerkezet annyira hasonló, hogy a kristályszerkezet nem változik az összetétel változásával. A szilárd oldatok analógok azzal, ami egyes fémkeverékekben, ötvözetekben történik. Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben a szilárd fázis egy vagy több új szilárd kristályból áll össze, amelyben az A és B szilárd anyagok olyanok, hogy eltérő kristályszerkezet alakul ki. A szilárd oldat kialakulása megváltoztatja a rendszerek olvadási profiljának viselkedését, pontosabban az olvadási hőmérséklet kezdetét. Ha például a szilárd fázis egyetlen ötvözetből áll, bináris keverék esetén a fázisdiagram viselkedése olyan, mint a 8.1B. ábrán bemutatott. Ha azonban egynél több ötvözet képződik, az egyik A-ban gazdag, a másik B-ben gazdag ötvözet, akkor homogénebb területek jelennek meg, és a fázisdiagramot a 8.1C. ábra ábrázolja. A szilárd fázis és a heterogén szilárd-folyadék régió határát határoló vonalat ekkor szoliduszvonalnak nevezzük. Ez egy gyakori viselkedés, amelyet hasonló szerves vegyületek, például zsírsavak, zsíralkoholok vagy TAG-ok keverékeiben figyelhetünk meg, ahol a molekulák hossza könnyen elősegíti az új molekulakonformációk kialakulását, ami különböző kristályos profilok kialakulásához vezet .
Azt is tudjuk, hogy a biomolekulák különböző kristályszerkezeteket alakíthatnak ki, az elegy koncentrációjától és hőmérsékletétől függően . A különböző kristályszerkezetek mellett gyakori, hogy egy zsíros rendszerben egy új C vegyületet találunk, amely egy peritektikus reakció révén képződik . Ezt a reakciót egy egyszerű kémiai reakcióval hasonlíthatjuk össze. Egy kémiai reakcióban az A vegyület B vegyülettel reagál, rögzített sztöchiometriában, és egy új C vegyületet képez. Az SLE vizsgálatokban az új kristályszerkezet kialakulásához vezető folyamatot peritektikus reakciónak, a kialakult új kristályszerkezetet pedig peritektikus vegyületnek nevezzük. Valójában a peritektikus vegyület nem egy új vegyület, csakúgy, mint ami egy valódi kémiai reakcióban történik. Mivel szilárd fázisú jelenségről van szó, ez az “új” vegyület egy új kristályegyüttes megjelenítése, amely egy rögzített összetételnek engedelmeskedik, és az átmeneti (peritektikus) hőmérséklet után eltűnik . Valójában a peritektikus reakciót olyan izotermikus reakcióként definiálják, amely két fázis, egy folyékony és egy szilárd fázis között játszódik le, amelyek egy bináris rendszer hűtési folyamata során egy “új” szilárd fázist alkotnak. A peritektikus pontot a peritektikus összetétel (xP) és a hőmérséklet (TP) azonosítja .
Az új szerkezet megjelenése megváltoztatja a rendszer olvadási hőmérsékleti viselkedését és következésképpen a fázisdiagram alakját. Az általános rendszerekben főként kétféle profil fordul elő, az eddig kiértékelt élelmiszer-rendszerekben az elsőt gyakrabban megfigyeltük (8.2. ábra). Az első profil (8.2A. ábra) olyan helyzetet jelent, amelyben a peritektikus vegyület egy bizonyos hőmérséklet alatt jelenik meg (peritektikus átmeneti vonal), új területeket hozva létre a fázisdiagramban, azaz peritektikus vegyület + folyadék, peritektikus vegyület + szilárd A, és peritektikus vegyület + szilárd B. Ezt inkongruens olvadási viselkedésnek is nevezik, és az irodalom szerint néhány zsírsavat és zsíralkoholt tartalmazó rendszer esetében megfigyelték. Ha a rendszerben egy új vegyület képződik, akkor egy második viselkedés, más néven kongruens olvadási viselkedés jön létre, amint azt a 8.2B. ábra mutatja. Ebben az esetben két egyszerű eutektikus profil jelenik meg, és a peritektikus vegyület – amely ebben az esetben valójában egy új vegyület – olvadási hőmérsékletét és összetételét a profil maximumpontjában határozzuk meg. A szerves élelmiszer-rendszerekben ez ritkább; azonban előfordulhat például sók keverékeiben vagy sók vízzel való keverékeiben (ami hidrátok megjelenéséhez vezet), mint például az élelmiszer-adalékanyagként használt nátrium-kloridok, nitrátok, citrátok vagy szulfátok , vagy zsírsavak és zsíralkoholok keverékeiben is .
8.2. ábra. Peritektikus átmeneteket bemutató SLE fázisdiagramok: (A) inkongruens olvadási viselkedés és (B) kongruens olvadási viselkedés.
A 8.1. és 8.2. ábrán bemutatott fázisdiagramok a zsíros rendszerek leggyakoribb fázisdiagramjaiként ismertek. Az elmúlt években számos zsíros keveréket tanulmányoztak, és kimutatták az ilyen rendszerek néhány eddig nem várt tulajdonságát. A legmeglepőbb a metatektikus reakció előfordulása, amelyet néhány zsírsav és néhány zsíralkohol bináris elegyében kialakuló fázisdiagramokban megfigyeltek .
A metatektikus reakciót úgy definiálják, mint egy szilárd elegy izotermikus reverzibilis reakcióját, amely a rendszer hűtési folyamata során egy másik szilárd fázissá és egy folyékony fázissá alakul át . Más szavakkal, a metatektikus reakció abból áll, hogy egy minta egy hűtési lépés során megolvad, vagy egy minta egy fűtési lépés során kikristályosodik. A fűtési lépés során, egy szűk hőmérséklettartományban a peritektikus reakció során keletkezett folyadék és a szilárd anyag új szilárd fázissá kristályosodik át, és éppen a hőmérséklet növelésével új olvadási folyamat kezdődött, és a kialakult új szilárd fázis olvadni kezd.
A 8.3. ábra néhány képet mutat, amelyek megerősítik a metatektikus reakció előfordulását az 1-hexadecanol (1)-1-dodecanol (2) által alkotott rendszerben. Ezeken a képeken a szilárd anyag sötétebb, mint a folyékony anyag, és érdesség benyomását kelti bennünk. A 8.3. ábrán megfigyelhető a szilárd anyag mennyiségének növekedése a hőmérséklet növekedésével is. Figyelmesen megfigyelve minden egyes képet, 300,45 K-tól kezdve kevés kristályt figyelhetünk meg. A hőmérséklet 301,05 K-ra történő emelése lehetővé teszi a kristályok mennyiségének növekedését a képen az érdességi aspektus erősödése miatt. Még a hőmérséklet 301,65 K-ra történő növelésével is megnőtt a szilárd anyag mennyisége oly módon, hogy szinte minden képen megjelenik az érdesség jellegzetessége, amely 304,15 K-ig megmarad a képen, bár kisebb mértékben, ami ismét az olvadási folyamat kezdetét jelzi.
8.3. ábra. Optikai mikroszkópos felvételek az 1-hexadecanol (1)-1-dodecanol (2) rendszerről x2=0,7.
A metatektikus reakciót bináris zsírrendszerek keverékeiben 2009-ben mutatták be először . Ez feltárja az élelmiszerrendszerek összetettségét, amely az összetett molekuláris kölcsönhatások eredménye. Sőt, a metatektikus reakciónak az eutektikus és peritektikus reakciók mellett történő előfordulása, valamint a szilárd oldat képződése miatt azt is meg lehet erősíteni, hogy a bináris zsíros vegyületek fázisdiagramjai sokkal összetettebbek, mint képzeltük. A 8.4. ábra a kaprinsav (1)-mirisztinsav (2) rendszer fázisdiagramjait mutatja . Ez a fázisdiagram 15 egyensúlyi tartományt tartalmaz:
8.4. ábra. A kaprinsav (1)-mirisztinsav (2) rendszer fázisdiagramja: olvadási hőmérséklet (■), peritektikus hőmérséklet (●), eutektikus hőmérséklet (▲), metatektikus hőmérséklet (×), átmeneti hőmérsékletek a szilárd fázisban (+, ○, ⊲); átmeneti hőmérséklet a tiszta komponens szilárd fázisában (△), kísérletileg meghatározott fázishatárok (-); kísérletileg nem meghatározott fázishatárok (—).
Másolva a .
–
Öt szilárd egyfázisú tartomány, amelyek CM, CC, ChM, ChC és Ci. A CM és CC mirisztinsavban (M) és kaprinsavban (C) gazdag szilárd oldatok. A ChM és a ChC metatektikus reakciókból származó szilárd fázisok, a Ci pedig olyan szilárd fázis, amely a peritektikus reakcióval képződött vegyületet tartalmazza;
–
Négy szilárd-szilárd tartomány, amelyek a következők: CM+Ci, CM+ChM, Ci+CC és CC+ChC;
–
Öt szilárd-folyékony tartomány, amelyek a CM+l, ChM+l, Ci+l, CC+l és ChC+l nevűek, az l által jelzett liquidus vonal feletti folyékony tartományon túl.
A 8.4. ábrán szaggatott vonalak jelzik a kísérletileg nem azonosított határterületeket, amelyeknek azonban létezniük kell, mert a rendszernek engedelmeskednie kell a Gibbs-fázisszabálynak . Megfigyelhetjük, hogy az SLE-nek vannak olyan keskeny régiói, amelyek a kaprinsav és a mirisztinsav kristályosodási eljárással történő elválasztását aligha teszik lehetővé. Emellett a 8.5. ábra a rendszer néhány meghatározott összetételére környezeti hőmérsékleten, megközelítőleg 298 K hőmérsékleten felvett képeket mutatja. Érdekes megfigyelni, hogy minden egyes egyfázisú szilárd régió vagy szilárd-szilárd régió más-más képet mutat, ami arra utal, hogy az egyes régiókban kialakuló kristályszerkezet eltérő .
8.5. ábra. A kaprinsav (1)-mirisztinsav (2) rendszerről 298 K-en felvett optikai mikroszkópos képek, megközelítőleg.
Felvétel a következő forrás engedélyével .
A zsíralkoholok keverékei is szilárd-folyadék komplex viselkedést mutattak. Általában három különböző fázisdiagramot találhatunk: egyszerű eutektikus rendszer, mint a 8.1A. ábrán látható , peritektikus + metatektikus rendszer, hasonlóan a 8.4. ábrán megfigyelthez, és szilárd oldatképződés, mint a 8.1B. ábrán látható. Még az eutektikus rendszerek esetében is megtalálható a szilárd oldatos viselkedés néhány rendszer esetében, ami a kristályosodást nehezen követhetővé teszi, ha a cél a zsíralkoholok tisztítása.
A TAG-ok által képzett bináris keverékek fázisdiagramjait intenzíven tanulmányozták. Mindazonáltal nincs konszenzusos viselkedés ezekre az elegyekre vonatkozóan, mivel a fázisdiagramok osztályozásához óriási mennyiségű TAG-ot kell figyelembe venni. Általában háromféle fázisdiagram fordulhat elő TAG-keverékek esetében: fázisdiagramok szilárd oldat képződésével, 8.1B és C ábra, fázisdiagramok eutektikus ponttal, mint a 8.1A ábrán, és ritkán fázisdiagramok peritektikus ponttal, mint a 8.2 ábrán. Szilárd oldatok általában akkor keletkeznek, ha a két komponens olvadáspontja, molekulatérfogata és polimorfja nagyon hasonló ; erre példa az 1-palmitoil-3-stearoil-2-oleoilglicerin (POS) és az 1,3-distearoil-2-oleoilglicerin (SOS) zsírsavak által alkotott bináris rendszerek. Az eutektikus fázisdiagramok általában olyan bináris rendszerek esetében találhatók, ahol a két komponens molekulatérfogatban, alakban vagy polimorfiában különbözik, de olvadáspontjuk mégis hasonló. Ez a TAG-ok többnyire bináris keverékeinek esete . A telített/telítetlen TAG rendszerek, mint például az 1,3-dipalmitoil-2-oleoil-glicerin (POP) – 1-palmitoil-2,3-dioleoil-glicerin (POO) rendszer esetében esetenként előfordulnak peritektikus pontú fázisdiagramok . Az ilyen eltérő viselkedést mutató TAG bináris rendszerek összeállítása megtalálható Wesdorp et al. munkájában .
A TAG-ek, triolein és trilaurin, valamint zsírsavak vagy zsíralkoholok által alkotott bináris keverékek fázisdiagramjait publikálták , és a fázisdiagramok összefoglalása a 8.6. ábrán látható. Az összes fázisdiagram egyszerű eutektikus típusnak tűnik, ahol az eutektikus pont helye az elegy második vegyületétől, a zsíralkoholtól vagy a zsírsavtól függ. A 8.6A. ábrán az eutektikus pont a triolein (1)-1-dekanol (2) által alkotott bináris rendszerben a triolein kb. 40 mol%-os frakciójánál, az 1-dodekanollal alkotott keverékben a triolein kb. 85 mol%-os frakciójánál, az 1-tetradecanollal , 1-hexadecanollal és 1oktadecanollal alkotott keverékekben pedig a tiszta triolein közelében található. Hasonló viselkedés figyelhető meg a triolein és a zsírsavak által alkotott bináris keverékekben, amint azt a 8.6B. ábra mutatja. Ebben az esetben az eutektikus pont a triolein (1)-kaprinsav (2) bináris rendszerben a triolein 70 mol%-os frakciójánál, a laurinsavval alkotott keverékben a triolein 90 mol%-os frakciójánál, a mirisztinsavval alkotott keverékben pedig a tiszta trioleinhez közel van. A 8.6C és D ábra ugyanezt a korábban leírt tendenciát mutatja a trilaurin és a zsíralkoholok, illetve a zsírsavak által alkotott rendszerek esetében. Az eutektikus pontnak ez az eltolódása a tiszta alkohol vagy sav vegyület felé a szénlánc növekedésével azt jelzi, hogy az eutektikus pont helye a zsírsav vagy alkohol szénláncának méretével függ össze, és független az elegyben jelen lévő TAG-től. Hasonló összehasonlítást végezhetünk a tiszta zsírsav vagy alkohol olvadáshőmérséklete tekintetében is, mivel a szénlánc növekedése a telített vegyületek olvadáshőmérsékletének növekedésével jár.
8.6. ábra. A) triolein (1)-telített zsíralkoholok (2), (B) triolein (1)-telített zsírsavak (2), (C) trilaurin (1)-telített zsíralkoholok (2), (D) trilaurin (1)-telített zsírsavak (2) liquidus vonalai.
Kísérleti adatok a .
A trilaurin és a triolein által alkotott adathalmaz eutektikus összetételével kapcsolatban fontos megjegyezni, hogy bár a trilaurint tartalmazó rendszerekben megfigyelt viselkedés nagyon hasonló a trioleint tartalmazó rendszerekben tapasztaltakhoz, az eutektikus összetétel profiljai nem azonosak. A trilaurin esetében az eutektikus pont igazolható még az 1-oktadekanollal vagy sztearinsavval alkotott keverékek esetében is, míg a triolein adatsorában az eutektikus pont nem figyelhető meg olyan bináris keverékek esetében, amelyekben a második vegyület szénláncában több mint 14 szénatom van. Más szóval, nem csak a molekula mérete zavarja az eutektikus pont helyét, hanem az alakja is, ami úgy tűnik, hogy könnyebben vezet a két molekula közötti kölcsönhatáshoz.
A keverékvegyületek közötti szilárd oldat kialakulását például Tammann-diagrammal és optikai felvételekkel lehet igazolni. A Tammann-diagramban az eutektikus vagy peritektikus reakcióentalpiát ábrázolják az elegy összetételének függvényében. Ezen a diagramon keresztül azonosíthatók az eutektikus vagy peritektikus pontokhoz tartozó két fázistartomány koncentrációtartományai. Ez azért lehetséges, mert szilárd oldatképződés hiányában az ilyen reakciók entalpiaértékeinek a fázisdiagram szélső értékeinél nulla entalpiaérték felé kell tendálniuk. Ráadásul a magasabb entalpiaértéket pontosan az eutektikus vagy peritektikus pont összetételénél érik el. A 8.7. ábra a trilaurin (1)-oldószer (2) bináris keverékek Tammann-diagramjait mutatja be különböző oldószerekre (1-tetradekanol, 1-hexadekanol és 1-oktadekanol) . Ezek a Tammann-diagramok a szilárd oldat kialakulását mutatják a trilaurinban gazdag régióban az 1-tetradecanol és az 1-hexadecanol keverékekben, 8.7A és B ábra. Megfigyelhető, hogy az eutektikus entalpia értéke nullára csökken a keverékekben 0,65 és 0,95 molfrakciójú trilaurin esetén az utóbbi két rendszer esetében. Ezekből arra lehet következtetni, hogy a trilaurin és a zsíralkoholok bináris keverékeiben kialakuló szilárd oldat tartománya az alkohollánc növekedésével csökken. Ismét úgy tűnik, hogy a molekulák mérete befolyásolja a szilárd oldatképződési régiót elkerülő molekulák kölcsönhatását.
8.7. ábra. (A) trilaurin (1)-1-tetradecanol (2), (B) trilaurin (1)-1-hexadecanol (2) és (C) trilaurin (1)-1-oktadecanol (1) által alkotott bináris elegyek Tammann-diagramjai. Olvadási eutektikus entalpia (■), lineáris regresszió az adatokra (─), és hipotetikus grafikon az eutektikus ponttal (- – -).
Eljátszik a .
Néhány tiszta 1,3-diacilglicerin (1,3-DAG) fázisdiagramja két különböző viselkedést mutatott: eutektikus és monotektikus fázisrendszereket . A korábban meghatározott és jelzett módon (8.1. és 8.2. ábra) az eutektikus viselkedést az jellemzi, amikor egy folyékony fázis két szilárd fázist hoz létre a rendszer lehűlése során . A monotektikus fázisdiagram valójában a 8.1A. ábrán leírt eutektikus fázisdiagram egy változata, amelyben az eutektikus pont nagyon közel van a tiszta vegyülethez. Így csak három területet figyelhetünk meg: egy folyékony fázist, egy szilárd fázist és egy kétfázisú területet. Az 1,3-DAG-ok esetében a fázisdiagramok a bináris keverékekben lévő két vegyület olvadáspontja közötti különbség függvényében változtak, és minden bináris rendszerben a fázisdiagramok legalább egyik szélsőértékében szilárd oldatú régiók voltak. Emellett az 1,3-DAG-ok esetében a monotektikus rendszerek azok, ahol a keverék vegyületek közötti olvadáspontkülönbség 30 K-nál nagyobb, az eutektikus rendszerek pedig azok, ahol az olvadáspontkülönbség 30 K-nál kisebb, amint azt a 8.8. ábra mutatja.
8.8. ábra. Az 1,3-DAG-ok bináris keverékeiben megfigyelt eutektikus vagy monotektikus viselkedés a tiszta vegyületek közötti olvadási hőmérsékletkülönbség szerint.
Kísérleti adatok .
A terner vagy többkomponensű élelmiszervegyületek keverékeinek fázisdiagramjai nem olyan gyakoriak, mint a bináris keverékeké, annak ellenére, hogy terner és pszeudoterner adatok sora található a zsírsavakra , zsírsav-etilészterekre , TAG-okra , valamint a természetes zsírokra és olajokra .
A zsírsavvegyületek esetében a terner fázisdiagram érdekes példája a linolsav (1)-mirisztinsav (2)-sztearinsav (3) keveréke . Bár a mirisztinsav és a sztearinsav bináris fázisdiagramja nagyon összetett, eutektikus, peritektikus és metatektikus reakciókat mutat (hasonlóan a 8.4. ábrán jelzetthez), a terner fázisdiagram a vártnál barátságosabb, és nem mutat sok szilárd-szilárd átmenetet, ahogy az a 8.9. ábrán megfigyelhető.
8.9. ábra. A linolénsav (1)-mirisztinsav (2)-sztearinsav (3) rendszer kísérleti liquidusfelülete és szilárd-szilárd átmenet felületei a kétfázisú tartományban (liquidus és solidus vonal között). A pontok és felületek a mirisztinsav és sztearinsav keverék liquidus felületére (olvadási átmenet), peritektikus átmenetére (olvadási hőmérséklet alatt) és eutektikus átmenetére (peritektikus átmenet alatt), a terner keverék szilárd-szilárd átmenetei (alacsonyabb hőmérsékletű átmenetek).
Megnyomtatva a .
A kakaóvajban található három leggyakoribb TAG, a POP, az 1,3-disztearoil-2-oleoil-glicerin (SOS) és az 1-palmitoil-2-oleoil-3-sztearoil-glicerin (POS) összetételű terner fázisdiagramokat is meghatározták . A kakaóvaj, mint már említettük, polimorf szerkezetét tekintve igen gazdag szilárd fázist alkot, ami összetett olvadási profilt kölcsönöz a végtermékeknek, ami egyes kívánt és nem kívánt tulajdonságokat, mint például a zsírosodást, is eredményez. Mivel az irodalmi adatok többsége természetes zsírok vagy zsírfrakciók keverésével készített fázisdiagramokat mutat, ebben a tanulmányban a három legelterjedtebb, a legstabilabb formában kristályosodó TAG esetében megfigyelhető az olvadási profil. Ennek a munkának az eredménye segít a TAG-ok lehetséges kombinációjának keresésében a kakaóvaj-egyenérték (CBE), lágyítók és javítók megfogalmazásához, miután a kakaóvaj olvadási profiljához hasonló terner keverék területeit, más néven szilárd zsírtartalmat (SFC) hangsúlyozták, amelyet az esettanulmányban tárgyalnak.
Az élelmiszerek másik fontos rendszere a tej. Terner fázisdiagramokat használtak a tejben található három fő zsírfrakció – a magasan olvadó frakció (HMF), a közepesen olvadó frakció (MMF) és az alacsonyan olvadó frakció (LMF) – közötti összetett kölcsönhatások megértésére. E rendszer fázisdiagramja erős kölcsönhatásokat mutat az LMF és az MMF között, valamint a három tejzsírfrakció egyidejűleg fennálló összetett kölcsönhatásait, ami problémát jelentene e frakciók kristályosítással vagy szűréssel történő elválasztása során. A frakciók közötti erős kölcsönhatások részleges szilárd oldat kialakulását idézik elő , és ezért a fázisdiagram ismerete elengedhetetlen a korrelált termékek feldolgozásánál, hogy segítsen elkerülni az ilyen nemkívánatos oldatot.
A másik érdekes, az élelmiszeriparral kapcsolatos terület, amelyre felhívták a figyelmet, az élelmiszerrendszerek kisebb összetevőivel foglalkozik, mint például a tokoferolok, szkvalén, fenolos vegyületek és fitoszterolok. Az e vegyületek iránti érdeklődés az emberi egészségre gyakorolt jótékony hatásaiknak köszönhető, amelyek általában antioxidáns hatásukhoz kapcsolódnak . Ezenkívül egyes fitoszterolok strukturáló elemként vagy az olajfázis zselésítőjeként használhatók, szilárdságot kölcsönözve nekik, és ismét a fázisdiagram szükséges eszköz az ilyen keverékek fázisviselkedésének megértéséhez. A napraforgóolaj, γ-oryzanol, β-szitoszterin bináris és terner fázisdiagramjain végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy a γ-oryzanol (1)-β-szitoszterin (2) bináris keverékei a 8.1C. ábrán láthatóhoz hasonlóan szilárd oldatokat és a 8.2B. ábrán láthatóhoz hasonló viselkedésű peritektikus vegyületeket képezhetnek. Ezért ezek a jelenségek az ebből a bináris keverékből és étolajból álló terner diagramban is megfigyelhetők.
Ezért, mint megfigyeltük, a fázisdiagramok rendkívül hasznos és szükséges eszközt jelentenek több vegyület egyensúlyi viselkedésének megértéséhez. Ezeken keresztül lehet elválasztási eljárásokat fejleszteni és javítani, és a bennük rejlő információk segítségével lehet termékeket tervezni. Például a TAG-ok bináris fázisdiagramja egyszerűbbnek tűnik, mint a zsíralkoholok és zsírsavak bináris fázisdiagramja, de ezek a vegyületek mégis mutathatnak néhány polimorf átmenetet a szilárd fázisban. Másrészt a terner fázisdiagramokban a vegyületek molekulái közötti összetett kölcsönhatások a szilárd fázisban, valamint azok polimorfizmusa egy nagyon bonyolult viselkedést tükröz, amelynek demisztifikálása és reprodukálása kihívást jelent, mint például a kakaóvajat helyettesítő és organogelátor rendszerek esetében.
.