せん断結晶化

せん断結晶化は、食品技術の分野などで、液状の蜂蜜を意図的に結晶化させるために利用されています。撹拌やポンプ送りの際にせん断応力を制御することで結晶核の形成が促進され、微細な結晶構造を持ち、塗りやすい蜂蜜が生成されます。この際、せん断力は最終製品の結晶サイズやテクスチャーに影響を与えます。

せん断結晶化とは、結晶の形成または変換を指す。これは機械的なせん断応力によって生じる。せん断力は、液体、懸濁液、またはペースト状の系において結晶核の形成を引き起こすことができる。その後、結晶の成長または結晶構造の形成が起こる。

せん断結晶化は、バルク材料においても発生する可能性があります。高いせん断力は、結晶核生成速度を促進し、結晶粒径の分布を変化させ、結晶の形態に影響を与えることがあります。これは、溶解性、流動性、テクスチャー、ろ過性といった製品特性に大きな影響を及ぼします。

結晶核生成速度は計算することも可能です。一般的な結晶核生成速度は以下の通りです：

J = J₀ exp (−ΔG*/(kT))

• J は核生成速度 [1/(m³·s)]
• J₀ は指数関数前の係数
• ΔG* は核生成の自由活性化エネルギー
• k はボルツマン定数
• T は温度 [K]

粉末技術において、せん断結晶化は、特に溶液や溶融物から結晶性固体を製造する際に重要な役割を果たします。