Gleichgewichtsfeuchte: der Wasseranteil, auf den ein Samen zuläuft

Wer Samen zum Trocknen auf ein Blech legt, beobachtet nach ein paar Tagen, dass sich am Gewicht nichts mehr ändert. Der Samen ist dann angekommen: er hat den Wasseranteil erreicht, der zu der Luft passt, in der er liegt. Fertig getrocknet im Sinne eines Zielwerts ist er damit noch nicht. Dieser Wert heißt Gleichgewichtsfeuchte. Ab hier ändert längeres Warten nichts mehr; tiefer kommt das Saatgut nur in trockenerer Luft.

Wie das Gleichgewicht zustande kommt

Ein Samen ist für Wasserdampf durchlässig. Zwischen seinem Inneren und der Umgebungsluft wandert Dampf so lange in die eine oder andere Richtung, bis auf beiden Seiten gleich viel Druck herrscht. Feuchte Luft treibt Wasser hinein, trockene Luft zieht es heraus, und beide Vorgänge enden am selben Punkt.

Daraus folgt etwas, das der Anschauung widerspricht: die Trocknungszeit legt nur fest, wie schnell dieser Punkt erreicht wird, nicht wo er liegt. Eine Partie, die bei 50 % relativer Luftfeuchte liegt, kommt in einer Woche ungefähr genauso weit wie in einem Monat.

Woran der Wert hängt

Der wichtigste Einfluss ist die relative Luftfeuchte, also der Anteil an Wasserdampf, den die Luft im Vergleich zur höchstmöglichen Menge trägt. Die Temperatur wirkt schwächer, aber in dieselbe Richtung: bei gleicher Luftfeuchte liegt der Wert in wärmerer Luft etwas tiefer.

Der dritte Einfluss ist der Aufbau des Samens. Öl bindet kein Wasser, ein ölreicher Samen hat also weniger Masse, in der Wasser überhaupt gebunden werden kann, und erreicht in derselben Luft einen niedrigeren Wert als ein stärkereicher. Hanfsamen enthalten 28,5 % bis 36,0 % Öl, also knapp ein Drittel ihres Gewichts; Reis und Weizen liegen bei wenigen Prozent. Für Lein wurden bei 10 % Luftfeuchte 3,3 % Wasseranteil gemessen, für Erdnuss 3,0 %, für Sojabohne 4,1 %.

Wie sie sich für eine Art abschätzen lässt

Das Handbuch der Saatgutbanken gibt dafür eine Gleichung an, die aus Ölanteil, Luftfeuchte und Temperatur einen Schätzwert liefert. Für Hanf mit einem Ölanteil von 32 % ergibt sie bei 20 °C rund 3,4 % Wasseranteil bei 10 % Luftfeuchte, 4,2 % bei 15 %, 5,5 % bei 25 % und 8,2 % bei 50 %.

Geprüft ist die Gleichung für Hanf an zwei Stellen, und mehr gibt die Messlage nicht her. Bei 34 % Luftfeuchte und 35 °C ergaben sich je nach Sorte 5,8 % und 6,1 %; die Rechnung liefert dort 5,8 %, trifft also die eine Sorte und liegt bei der anderen 0,3 Prozentpunkte darunter. Bei 94 % Luftfeuchte rechnet sie 16,5 % gegenüber gemessenen 13,7 %. Unterhalb von 34 % Luftfeuchte gibt es für Hanf keinen Messwert, gegen den sie sich prüfen ließe: die Zahlen im Absatz darüber sind dort unbestätigt.

Warum Saatgutbanken die Luftfeuchte regeln und nicht den Wasseranteil

Die internationale Vorschrift für Saatgutbanken schreibt Trocknung bei 10 % bis 25 % relativer Luftfeuchte vor und für die Dauerlagerung eine Umgebung von 15 % Luftfeuchte. Sie nennt damit die Luft und nicht das Korn, und das hat einen Grund: derselbe Trocknungsraum erzeugt bei verschiedenen Arten verschiedene Wasseranteile, weil deren Ölgehalt verschieden ist. Eine Vorschrift über die Luftfeuchte gilt für alle Arten gleich, eine Vorschrift über den Wasseranteil müsste für jede Art eine eigene Zahl nennen.

Für die Praxis kommt dazu, dass sich die Gleichgewichtsfeuchte einfacher bestimmen lässt. Sie lässt sich zerstörungsfrei ermitteln, indem man eine Probe mit einem kleinen Feuchtemessgerät in ein dicht verschlossenes Glas legt und ablesen lässt, welche Luftfeuchte sich einstellt. Der belegte Gegenweg ist die Ofentrocknung, die den Wassergehalt direkt bestimmt, dabei aber die Probe verbraucht; welcher der beiden passt, hängt daran, ob man einen einmaligen Ankerwert braucht oder eine laufende Kontrolle.

Was man damit anfängt

Wer einen Zielwert erreichen will, wählt die Luft; über die Dauer lässt er sich nicht einstellen. Zwei Wege sind gebräuchlich. Ein Trockenmittel wie Silicagel entzieht Wasser, solange es aufnahmefähig ist, und kann eine Partie deshalb auch übertrocknen. Eine gesättigte Salzlösung im geschlossenen Behälter stellt dagegen eine feste Luftfeuchte ein und begrenzt damit den Endwert von selbst: Lithiumchlorid hält 13 % bei 20 °C, Calciumbromid 18 %, Calciumchlorid 30 % bei 25 °C.

Das Gleichgewicht gilt in beide Richtungen, und darin liegt eine Falle. Wird ein getrocknetes Glas in feuchter Luft geöffnet, läuft derselbe Vorgang rückwärts. Ein kaltes Glas aus der Gefriertruhe ist der schlimmste Fall, weil dort zusätzlich Wasser auf dem Saatgut kondensiert; es wird deshalb erst geöffnet, wenn es Raumtemperatur erreicht hat.