Besonderheiten und Herausforderungen bei der Kristallisation von Nichtsaccharose-Zuckern

Zu den Nichtsaccharose-Zuckern werden zum einen die Zucker-austauschstoffe (wie z.B. Erythritol, Maltitol, Mannitol oder Xylitol) gezählt, die aufgrund ihrer chemischen Struktur auch als Zuckeralkohole bzw. Polyole bezeichnet werden und zum anderen die sogenannten ‘seltenen‘ Zucker (wie z.B. Allulose, Arabinose oder Tagatose), die durch die Entwicklung neuer Synthesewege auch für industrielle Anwendungen bereitgestellt werden können.

Die Nachfrage nach diesen Produkten in kristalliner Form wächst und ihr Einsatz erstreckt sich nicht mehr nur auf die Verwendung als Süßungsmittel in der Lebensmittelindustrie. Sie werden in pharmazeutischen und kosmetischen Produkten eingesetzt und als Plattformchemikalie im Bereich der ‚grünen Chemie‘ sind sie ebenfalls von Interesse.

Aufgrund ihrer spezifischen chemischen Struktur besitzen die Nichtsaccharose-Zucker unterschiedliche chemisch-physikalische Eigenschaften. Dadurch unterscheiden sich die einzelnen Zucker und Zuckeraustauschstoffe u.a. auch in ihrer Löslichkeit, dem Kristallwachstum oder der Form der Kristalle und weichen damit insbesondere von den bekannten Eigenschaften der Saccharose ab. Das erfordert eine spezifische Vorgehensweise sowohl bei der Kristallisation als auch bei allen anderen Verfahrensschritten, die zur Anwendung kommen.

Die Anwendung spezifischer Untersuchungsmethoden ermöglicht es, das Kristallisationsverhalten verschiedener Zucker zu beurteilen, Varianten für technische Prozesse zu empfehlen, Apparate und Ausrüstungen auszulegen und an die spezifischen Besonderheiten der Stoffe anzupassen. Basierend auf den Erkenntnissen von Kristallisationsversuchen kann ein erstes technisches Konzept für eine Kristallisationsanlage entwickelt werden.