In termini più generali di degradazione strutturale, nel gelato si parla di:

Coalescenza: nelle emulsioni e nelle schiume
Accrezione: nel sol

Questi processi avvengono per unione di due o più particelle adiacenti. È il fenomeno che domina l'inizio della ricristallizzazione dopo la fase della mantecazione più di ogni altro o comunque quando il contenuto di ghiaccio totale è alto. Una volta che il cristallo è cresciuto attraverso l'unione di due o più cristalli adiacenti, questo fenomeno diviene sempre meno importante in favore degli altri (vedi dopo).

Durante lo storage successivo le fluttuazioni termiche invece sono quanto di più importante domini la ricristallizzazione, ed è in questa fase ad esempio che alcuni stabilizzanti sortiscono l’effetto di rallentamento del fenomeno limitando la diffusività localmente ai cristalli di ghiaccio. ​​ 

Disproporzione: nelle schiume
Maturazione di Ostwald: nelle emulsioni e nel sol

Questi fenomeni si hanno invece quando le particelle non sono adiacenti, ma immerse nelle fase continua, in presenza di trasferimento di molecole dalle particelle più piccole a quelle più grandi. La disproporzione nelle schiume si ha per diffusione di gas nel mezzo. L’aria nelle bolle piccole si trova a pressioni maggiori, quindi è più solubile e tende più facilmente a diffondersi nel mezzo e accrescere le grandi. La viscosità e una lamella (“membrana” della bolla) adeguatamente resistente, contrastano questo fenomeno.

Nel caso del sol, ci si riferisce spesso alla cosiddetta ricristallizzazione. La maturazione di Ostwald ha luogo anche quando la temperatura è costante, anche se in modo poco significativo, ma aumenta nelle fluttuazioni termiche tipiche dei freezer di conservazione/vendita.

Quando il prodotto subisce un incremento di temperatura, i cristalli più piccoli scompaiono e quelli più grandi si accrescono nel momento in cui viene ristabilita la temperatura originaria. Come già detto avviene anche a temperature costanti per via della leggera differenza di temperatura di fusione che hanno i cristalli più piccoli e spigolosi (minor raggio di curvatura) e quelli più grandi.

La ricristallizzazione secondo i vari meccanismi viene normalmente modellizzata secondo (Hartel):

r´n=r0´n+tτ{acute {r}} ^ {n} = {acute {{r} rsub {0}}} ^ {n} + {t} over {τ}

Dove:

 

 

Per i periodi di conservazione più lunghi si ha invece l’equazione cinetica di Lifshitz-Slyozov:

r´=r0´+kt1nacute {r} = acute {{r} rsub {0}} + k {t} ^ {{1} over {n}}

In cui k è il rateo di cristallizzazione.

In assenza di nucleazione eterogenea, e quindi di particelle estranee, la nucleazione dipende dall’energia libera di formazione del cristallo e da quella di diffusione delle molecole verso il cristallo stesso, ma lo vedremo meglio in un successivo articolo di approfondimento.

Infine a titolo di menzione, l’equazione di Fisher-Turnbull, che relaziona il rateo di cristallizzazione con la temperatura, è molto utilizzata nello studio dell’analisi cinetica dei sistemi nel campo alimentare:

J=J0eΔGnKbTJ = {J} rsub {0} ∗ {e} ^ {{− Δ {G} rsub {n}} over {{K} rsub {b} T}}

Per chi volesse approfondire consiglio il Kinetic Analysis of Food Systems di Alejandro G. Marangoni della Springer.

 

Quest’opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione – Non commerciale 3.0 Italia

 

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