Scherkristallisation

Die Scherkristallisation wird unter anderem in der Lebensmitteltechnologie genutzt, um flüssigen Honig gezielt zu kristallisieren. Durch kontrollierte Scherbeanspruchung während des Rührens oder Pumpens wird die Keimbildung gefördert, sodass feinkristalliner, streichfähiger Honig entsteht. Dabei beeinflusst die Scherung die Kristallgröße und Textur des Endprodukts.

Als Scherkristallisation wird die Bildung oder Umwandlung von Kristallen bezeichnet. Sie resultiert aus mechanischer Scherbeanspruchung. Scherkräfte können in Flüssigkeiten, Suspensionen oder pastösen Systemen eine Kristallisationskeimbildung auslösen. Anschließend kommt es zum Kristallwachstum oder zur Ausbildung der Kristallstruktur.

Scherkristallisation kann auch bei Schüttgütern auftreten. Hohe Scherkräfte können die Keimbildungsrate begünstigen, die Verteilung der Kristallgrößen verändern und die Morphologie der Kristalle beeinflussen. Dies hat großen Einfluss auf Produkteigenschaften wie Löslichkeit, Fließverhalten, Textur oder Filtrierbarkeit.

Man kann die Keimbildungsrate sogar errechnen. Die allgemeine Keimbildungsrate lautet:

J = J₀ exp (−ΔG*/(kT))

• J ist die Keimbildungsrate [1/(m³·s)]
• J₀ ist der präexponentieller Faktor
• ΔG* ist die freie Aktivierungsenergie der Keimbildung
• k ist die Boltzmann-Konstante
• T ist die Temperatur [K]

In der Pulvertechnologie spielt die Scherkristallisation insbesondere bei der Herstellung kristalliner Feststoffe aus Lösungen oder Schmelzen eine Rolle.