Das Zusammenbacken von Saccharosekristallen: Einfluss des Wassergehalts und der Kristallgröße

Weißzucker wird nach der Kristallisation, Zentrifugation und Trocknung im Allgemeinen in Silos gelagert oder in Tüten abgepackt. Relativ oft kann man ein Zusammenbacken (Verfestigen) während der Lagerung oder in Verpackungen beobachten. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine systematische Studie der beeinflussenden Parameter durchgeführt. Dabei erwiesen sich der Wassergehalt, die Gleichgewichtsfeuchte und die Kristallgröße als die wichtigsten Parameter. Der Wassergehalt in Saccharosekristallen unterschiedlicher Größe wurde mit Hilfe einer modifizierten Karl-Fischer-Methode untersucht, bei der der Gesamtwassergehalt durch Auflösung einer ersten Zuckerprobe bei hoher Temperatur (50 °C) in einem modifizierten Lösungsmittel bestimmt wurde. Das Oberflächenwasser wurde durch die Weiterführung der Analyse im selben Lösungsmittel, gesättigt mit Zucker, unter Zusatz einer zweiten Zuckerprobe, ermittelt. Die Untersuchung des Wassergehalts zeigte, dass die Menge des inneren Wassers der Kristalle (während der Lagerung) gleich blieb, während sich das Oberflächenwasser mit steigender relativer Luftfeuchte erhöhte. Der Wassergehalt steigt mit der Abnahme der Kristallgröße bis zu 250 µm, der Größe von Feinkristallen, an. Zur Erklärung der Erscheinung des Zusammenbackens wurde eine Methodik zur Messung des Schüttwinkels (friability angle) genutzt. Damit konnte gezeigt werden, dass Feinkristalle bereits bei relativer Feuchte von weniger als 33 % zusammenbacken. Schon bei Zugabe von 10 % der Feinkristalle zu einer Standard-Zuckerprobe sank die relative Feuchte, bei der das Zusammenbacken beginnt, von 80 % auf 45 %. Es scheint, dass zur Verhinderung des Zusammenbackens die Vermeidung der Bildung von Feinkristallen notwendig ist und dem Wassergehalt und der relativen Feuchte während der Lagerung Aufmerksamkeit zu schenken ist.