Sorptionsisotherme: die Kurve zwischen Luftfeuchte und Wassergehalt

Legt man dieselbe Sorte Samen in mehrere Kammern mit verschiedener Luftfeuchte und wartet, bis sich nichts mehr ändert, bekommt man je Kammer ein Wertepaar. Trägt man sie auf, ergibt sich eine Kurve: die Sorptionsisotherme. Sie beantwortet die Frage, bei welchem Wassergehalt eine bestimmte Saat in einer bestimmten Luft stehen bleibt. Isotherm heißt sie, weil sie nur für eine feste Temperatur gilt; für eine andere Temperatur braucht es eine eigene Kurve.

Zwei Kurven, nicht eine

Ob man sich dem Gleichgewicht von oben oder von unten nähert, macht einen Unterschied. Feuchte Samen, die abtrocknen, folgen der Desorptionskurve; trockene Samen, die aus der Luft Feuchtigkeit aufnehmen, folgen der Sorptionskurve. Beide enden nicht am selben Punkt.

Dieser Abstand heißt Hysterese, und er ist bei Hanf gemessen: er trat bei allen drei untersuchten Sorten auf und fiel bei niedrigerer Temperatur größer aus. Praktisch bedeutet das, dass eine einmal zu weit getrocknete Partie beim Wiederbefeuchten nicht auf denselben Wert zurückkehrt wie eine, die von oben kommt. Wer eine Kurve benutzt, sollte deshalb wissen, welche der beiden vorliegt; für die Trocknung ist die Desorptionskurve die richtige.

Der gemessene Verlauf bei Hanf

Für Hanf liegen Kurven bei vier Temperaturen zwischen 10 °C und 35 °C vor. Der trockenste gemessene Punkt liegt bei 34 % Luftfeuchte und 35 °C mit 5,8 % Wassergehalt, der feuchteste bei 94 % Luftfeuchte und 10 °C mit 13,7 %. Zwischen diesen Enden steigt die Kurve nicht gleichmäßig: im oberen Bereich nimmt der Wassergehalt mit jedem Prozentpunkt Luftfeuchte deutlich stärker zu als im unteren. Zwischen 80 % und 90 % Luftfeuchte kommen deshalb mehr Prozentpunkte Wasser dazu als zwischen 15 % und 25 %.

In feuchter Luft wirken zwei Effekte in dieselbe Richtung: der Wassergehalt steigt dort je Prozentpunkt Luftfeuchte stärker, und ein höherer Wassergehalt beschleunigt die Alterung.

Warum jede Sorte ihre eigene Kurve hat

Die Kurve hängt daran, wie viel im Samen überhaupt Wasser binden kann. Öl bindet keines, Stärke und Eiweiß schon. Ölreiche Arten erreichen bei gleicher Luftfeuchte deshalb einen niedrigeren Wassergehalt als stärkereiche, und Hanf mit knapp einem Drittel Öl einen deutlich niedrigeren als Getreide.

Der Unterschied hört bei der Art nicht auf. In der Hanf-Untersuchung wichen zwei Sorten verschiedenen Geschlechtstyps stärker voneinander ab als zwei zweihäusige Sorten aus verschiedenen Ländern. Die Verfasser empfehlen daraus, für Trocknung und Lagerung die Kurve der eigenen Sorte zu benutzen. Auch einzelne Partien derselben Sorte können sich unterscheiden, je nach Reifezustand und Aufbau des Korns.

Wozu man sie braucht

Drei Fragen lassen sich aus einer Kurve beantworten, ohne einen einzigen Samen zu opfern. Erstens: welchen Wassergehalt erreicht diese Partie in dem Raum, in dem sie gerade liegt. Zweitens: welche Luftfeuchte braucht es, um einen Zielwert zu treffen. Drittens: bei welcher Luftfeuchte wird die Lagerung riskant.

Wo für eine Art keine Kurve vorliegt, hilft eine Schätzgleichung, die aus Ölanteil, Luftfeuchte und Temperatur einen Wert berechnet. Für Hanf lässt sie sich an zwei Punkten prüfen: bei 34 % Luftfeuchte trifft sie eine von zwei gemessenen Sorten, bei 94 % rechnet sie fast drei Prozentpunkte zu hoch. Unterhalb von 34 % existiert kein Vergleichswert, und dort bleibt sie ungeprüft.

Wo die Kurve für Hanf aufhört

Die veröffentlichten Messungen an Hanfsamen beginnen bei 34 % Luftfeuchte; darunter wurde nichts gefunden. Die internationale Vorschrift für Saatgutbanken verlangt aber Trocknung bei 10 % bis 25 % Luftfeuchte, und die Dauerlagerung findet bei 15 % statt. Der gesamte Bereich, in dem Saatgut für Jahrzehnte eingelagert wird, ist für Hanf damit gerechnet und nicht gemessen. Nachmessen kann das niemand ohne eigene Klimakammern. Was bleibt, ist die Größe, die sich ablesen lässt: die Luftfeuchte im geschlossenen Behälter, mit einem Feuchtemessgerät. Die Bankvorschrift regelt ohnehin sie und nicht den Wassergehalt, und genau die Umrechnung von der einen in die andere ist der Schritt, der für Hanf unterhalb von 34 % unbelegt bleibt.