Relevanz, Trends und Entwicklungen der Trocknung

Die Trocknung ist ein wichtiger Prozessschritt bei der Verarbeitung von pflanzlichem Material.

Die Reduktion des Wassergehalts gewährleistet:

• Eine verbesserte mikrobielle Stabiltät
• Ein Verlangsamen von enzymatischen und oxidativen Abbauprozessen
• Eine Verbesserung der Lager- und Verarbeitungseigenschaften

Besonders bei Hanfextrakten ist dieser Schritt kritisch, da Cannabinoide und Terpene empfindlich auf erhöhte Temperaturen und Sauerstoff reagieren. Auch die ätherischen Öle anderer aromatischer Pflanzen, wie Lavendel oder Thymian, weisen eine hohe Flüchtigkeit und Thermilabilität auf. Um bioaktive Stoffe zu erhalten, ist eine schonende Trocknung unerlässlich. Außerdem ermöglicht eine definierte Restfeuchte eine bessere Dosier- und Mischbarkeit für nachfolgende Prozesse wie Sprühtrocknung oder Extrusion. Damit beeinflusst die Trocknung nicht nur die Stabilität, sonder auch die Qualität und Bioaktivität des Endprodukts. [71]

Neben den technologischen Aspekten wird zunehmend auch auf ökonomische und ökologische Kriterien geachtet. Neue Entwicklungen zielen darauf ab, energie- und zeiteffiziente Verfahren mit hoher Produktschonung zu kombinieren. Auf die aktuellen Trends wird im nächsten Abschnitt eingegangen.

Konventionelle Verfahren wie Heißluft- oder Vakuumtrocknung sind noch immer weit verbreitet, aber moderne, schonende Technologien gewinnen immer mehr an Bedeutung.

• Mikrowellen-Vakuumtrocknung (MWVD) und Refractance Window Drying (RWD): Verkürzen Prozesszeiten und erhalten thermolabile Wirkstoffe besser als konventionelle Verfahren.
• Gefriertrocknung: bleibt Standard für empfindliche Extrakte, ist jedoch mit hohen Kosten und langen Laufzeiten verbunden.
• Hybridverfahren (z.B.: Kombination aus Mikrowelle und Warmluft) sowie nicht-thermale Methoden wie Pulsed Electric Fields (PEF) oder Osmotische Dehydration (OD) gelten als zukunftsweisend, befinden sich aber größenteils noch in der Entwicklung oder Pilotphase.
• Der Trend geht in Richtung Verfahren, die eine hohe Ausbeute, gute Produktqualität und geringen Energieverbrauch

Trocknungsprozesse stellen einen der energieintensivsten Schritte in der Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe dar. Die Trocknungskosten können bis zu 50-90% der gesamten Verarbeitungskosten betragen, abhängig von Verfahren, Produkt und Anlagenkonfiguration. Aus diesem Grund steht neben der Produktqualität auch die wirtschatliche Effizienz und Skalierbarkeit der Verfahren im Fokus aktueller Forschung. RWD und MWVD zeigen hier Potenzial, sowohl die Produktqualität zu erhöhen als auch die Prozesskosten zu senken, insbesondere im Vergleich zur energieintensiven Gefriertrocknung.

Besonders im industriellen Maßstab beeinflussen Energieverbrauch, Prozessdauer, Skalierbarkeit und Anlagentechnik die Gesamtkosten erheblich. Die folgende Tabelle zeigt eine grobe Einordnung der wichtigsten Verfahren hinsichtlich ihrer typischen Kostenstruktur und der damit verbundenen Stärken und Schwächen.

Alles in allem liefert die Gefriertrocknung die beste Produktqualität, ist aber mit deutlich höheren Kosten und längeren Prozesszeiten verbunden. Die konvektive Trocknung oder modernere Verfahren wie die Mikrowellen-Vakuumtrocknung und Refractance Window Drying sind für viele Anwendungen eine wirtschaftlich attraktivere Alternative, da sie bei kürzeren Trocknungszeiten eine gute bis sehr gute Qualität ermöglichen. Bei der Wahl des Verfahrens, sollten die Produktanforderungen, wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und verfügbaren Technologien unbedingt berücksichtigt werden. [72]