|
Ma még nem létezik olyan berendezés, amely egy termékbe helyezve közvetlenül mérné annak vízaktivitását. A manapság vízaktivitás-mérésre alkalmazott készülékek azon az elven alapulnak, hogy egy termék vízaktivitása meghatározható a mintát körülvevő levegő relatív páratartalma alapján, ha a minta és a levegő egyensúlyban van. Ezért a mintát egy ismert relatív páratartalmú térbe kell helyezni, ahol ez az egyensúly létrejöhet. Amikor az egyensúly beáll, akkor a minta vízaktivitása megegyezik a levegő relatív páratartalmával. Ezt a mért értéket nevezik egyensúlyi relatív páratartalomnak (rövidítve: ERP, illetve az angol „equilibrium relative humidity” kifejezés alapján ez az: ERH). Mérőeszköz kiválasztása
A kereskedelemben kétféle vízaktivitás-mérő berendezés típus kapható. Az egyik típus az ún. hűtött tükörrel történő harmatpont mérési technológiát alkalmazza, míg a másik a relatív páratartalom-változás hatására ellenállás- és kapacitásváltozást elszenvedő szenzorok alkalmazásán alapul. Mindkettő egyaránt rendelkezik előnyökkel és hátrányokkal is. A módszerek különböznek pontosságukban, ismételhetőségükben, a mérési sebességükben, a kalibrációjuk stabilitásában, linearitásukban és a használhatóságuk egyszerűségében is. Melyik szenzor a legalkalmasabb a a termékek vízaktivitásának mérésére? A hűtött tükör-harmatpont módszer legnagyobb előnye a pontosság, a sebesség, az egyszerű használhatóság és a precizitás. Vannak készülékek amelyek mérési tartománya 0.030-1.000 vízaktivitás-értékek (aw) között van, a felbontásuk ±0.001aw és pontosságuk ±0.003aw A mérés ideje általában kevesebb, mint öt perc. Kapacitásmérő szenzorral ellátott készülékek előnye, hogy olcsóbbak, azonban jellemzően nem annyira pontosak és gyorsak, mint a hűtött tükör-harmatpont mérésen alapuló típusok. A kapacitív készülékek vízaktivitás-mérési tartománya 0-1.00 között lefedi a teljes skálát, melyhez jellemzően ±0.005aw felbontás ±0.015aw pontosság társul. Egyes kereskedelemben kapható kapacitív készülékek képesek öt perc alatti mérésekre, míg másoknak általában 30-90 percre is szükségük van, hogy kialakuljon a szükséges egyensúly. Hűtött tükör elmélet
A hűtött tükör-harmatpont készülékek esetében a minta az egyensúlyi állapot kialakulását egy lezárt, tömített légterű kamrában várja, melyben egy tükör, egy optikai szenzor, egy belső ventilátor és egy infravörös hőmérséklet érzékelő található. Az egyensúlyi állapotban a kamra levegőjének relatív páratartalma megegyezik a minta vízaktivitásával. Egy termoelektromos (Peltier) hűtő precízen szabályozza a tükör hőmérsékletét. Az optikai visszaverődést mérő szenzor érzékeli azt a pontot, mikor a tükrön a kondenzáció először megjelenik. Egy infravörös sugárnyaláb a tükörre irányul, mely a visszaverődést követően egy fotodetektorra érkezik. Ez a detektor méri a visszaverődésben - a tükrön kialakuló kondenzáció hatására - bekövetkező változást. A tükörhöz kapcsolt hőelem pontosan méri a harmatponti hőmérsékletet. A belső ventilátor a levegő keringtetésére szolgál, így segítve a gőztér egyensúlyi állapotának mihamarabbi kialakulását. Az infravörös hőérzékelő pedig méri a minta felületi hőmérsékletét. A minta vízaktivitásának meghatározásához a készülék mind a harmatponti, mind a minta felületi hőmérsékletének mért adatait egyaránt felhasználja. A vízaktivitás mérés során a készülék egymást követően többször meghatározza a harmatponti hőmérsékletet, mindaddig amíg az egyensúly ki nem alakul. Mivel a készülék hőmérsékletmérésen alapul, ezért napi kalibrációra nincs szükség, a műszer helyes működése pedig standard sóoldatokkal ellenőrizhető. Ha a tükör elszennyeződik, néhány perc alatt megtisztítható. Kapacitív érzékelő elmélete
Egyes készülékek kapacítív szenzor segítségével mérik a vízaktivitást. Ezek a műszerek egy higroszkópos polimerből készült szenzorral mért jel alapján számolják az egyensúlyi relatív páratartalmat. A szenzor közvetlenül a körülötte lévő levegő egyensúlyi relatív páratartalmát méri. Ha a szenzor és a minta hőmérséklete azonos, akkor ez az érték megegyezik a minta vízaktivitásával. Mivel e készülékek által mért vízaktivitás érték a relatív páratartalom-mérésből nyert adaton alapul, elkerülhetetlen az érzékelő megfelelő standard sóoldattal történő napi kalibrációja. Mindemellett, az ERP és a minta vízaktivitása csak abban az esetben tekinthető azonosnak, ha a minta és a szenzor hőmérséklete is azonos. Egyes kapacitív érzékelőknek akár 30-90 percre is szükségük lehet, hogy a hőmérsékletek kiegyenlítődjenek. Az ilyen készülékekkel végzett pontos mérések, a külső hőmérséklet megfelelő szabályozottságát igénylik. A készülékek értékelése
A vízaktivitás-mérő készülékek értékelése során, az igényelt precizitás és pontosság természetesen fontos megfontolandó tényezők. Hasonlóan fontosnak tekinthető, hogy a szenzor szennyezettsége mennyire befolyásolhatja a méréseket, valamint, hogy milyen gyakori kalibrációt igényel az adott készülék. Továbbá, a vízaktivitás-mérő készülékek összehasonlítása során érdemes figyelembe venni, hogy a pontosság és precizitás értékek nem azonosak a teljes mérési tartományban. Ezeket az adatokat mindig a saját mérendő termékének, termékeinek vízaktivitás-tartományában értékelje. forrás: Decagon Devices, Inc
További információk: További élelmiszervizsgálati módszerek. |
