Pomiar Wilgotności Mąki: Kluczowy Element Kontroli Jakości
- Szczegóły
W dzisiejszych czasach jakość produktów spożywczych, takich jak mąka czy ciasto, jest kluczowa dla zdrowia konsumentów. Aparatura laboratoryjna do mąki i ciasta jest niezbędna w laboratoriach badawczych, gdzie kontroluje się jakość surowców oraz gotowych produktów spożywczych.
Znaczenie Aparatury Laboratoryjnej do Mąki i Ciasta
Firma Fracop oferuje szeroką gamę aparatury laboratoryjnej do mąki, która pozwala na dokładną analizę tych produktów. Firma Fracop oferuje różnorodne urządzenia, które pozwalają na przeprowadzenie precyzyjnych badań zarówno mąki, jak i ciasta.
Parametry Oceny Jakości Mąki
Jeden z kluczowych parametrów oceny jakości mąki jest zawartość białka. Im wyższa zawartość białka w mące, tym lepsze właściwości wypiekowe posiada ona. W ofercie firmy Fracop dostępne są analizatory białka, które umożliwiają szybkie i precyzyjne określenie zawartości tego składnika w badanych próbkach.
Kolejnym ważnym parametrem analizy mąki jest jej wilgotność. Zbyt wysoka wilgotność może prowadzić do szybszego psucia się produktu oraz wpływać na jego właściwości wypiekowe. Firma Fracop oferuje urządzenia do pomiaru wilgotności, które pozwalają na kontrolowanie tego parametru zarówno w surowcach, jak i gotowych produktach.
Parametry Oceny Jakości Ciasta
W przypadku ciasta kluczowym parametrem jest zawartość glutenu. Gluten odpowiada za elastyczność i sprężystość ciasta, a także wpływa na jego strukturę oraz objętość. W laboratoriach badawczych stosuje się specjalne urządzenia do analizy glutenu, takie jak alweograf czy ekstensograf. Firma Fracop posiada w swojej ofercie te urządzenia, które umożliwiają dokładne określenie właściwości reologicznych ciasta oraz jego zdolności do wytrzymywania procesów wypieku.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Technologie Pomiaru Wilgotności i Innych Parametrów
Firma NDC Technologies dysponuje szeregiem rozwiązań pozwalających na stworzenie systemu o odpowiedniej konfiguracji i specyfikacji dostosowanym do indywidualnych potrzeb Klienta. Głowice pomiarowe służą do ciągłego pomiaru w czasie rzeczywistym parametrów takich jak : wilgotność, grubość, gramatura, zawartość tłuszczu, białka i cukru. Pomiar i kontrola tych parametrów jest kluczowa dla prawidłowego przebiegu procesu oraz dla zapewnienia najwyższej jakości produktów.
Głowice pomiarowe mogą działać na zasadzie pomiaru energii: bliskiej podczerwieni (NIR), izotopowym- gamma, beta, laser, promieni X . Typ pomiaru może być punktowy lub skanujący parametry także w poprzek produktu. Ze względu na ciągłość pomiaru możemy podzielić nasze urządzenia na dwa typy : działające w trybie on-line ( ciągły pomiar w czasie rzeczywisty) i at-line - pomiar próbki z szybkim odczytem danych. Nasze urządzenia pracują między innymi przy pomiarze wilgotności : biomasy, minerałów, granulatów , papieru, włóknin, drewna, tytoniu, tworzyw sztucznych, produktów spożywczych, paszy.
INFRALAB 710 jest wolnostojącym działającym niezależnie urządzeniem do ultraszybkiego i bezkontaktowego pomiaru wilgotności oraz innych parametrów (np. zawartości tłuszczu, cukrów, białek, kolagenu i nikotyny) produktów spożywczych. Dzięki zastosowaniu mierników INFRALAB 710 możliwa jest obserwacja zmian parametrów substancji z wyjątkowo krótkim czasem odpowiedzi.
DA7350 to nowoczesny system pomiaru właściwości fizykochemicznych substancji w przepływie, w czasie rzeczywistym. Oparty o spektrometr diodowy (Diode Array) pracujący z zakresie NIR umożliwia bieżącą kontrolę parametrów takich jak białko, wilgotność, tłuszcz, gluten i popiół w surowcach i produktach branży rolno-spożywczej. Technika pomiaru oraz konstrukcja obudowy umożliwiają zainstalowanie urządzenia w różnych miejscach ciągu technologicznego, co zapewnia stały monitoring i optymalizację produkcji w jej punktach krytycznych. Układ optyczny urządzenia oparty jest na popularnym i funkcjonującym od lat na rynku analizatorze DA 7250. Zastosowanie tej samej technologii w obu urządzeniach pozwala na modelowanie nowych aplikacji w środowisku laboratoryjnym oraz przenoszenie ich na warunki produkcyjne. Wbudowana kamera RGB pozwala na bieżący podgląd analizowanego materiału i dostarcza informacji na temat koloru lub wystąpienia niepożądanych obiektów w strumieniu.
Aktywność Wody a Zawartość Wody
Zawartość wody jest bardzo często jedynym parametrem używanym przy określaniu wilgotności w produktach higroskopijnych. Ma wpływ na wiele fizycznych i mechanicznych właściwości materiału, nawet na cenę produktu. Zawartość wody jest bardzo ważnym parametrem dla producenta i kupującego. Jednak nie rozwiązuje wszystkich problemów np. stabilności produktu czy czasu przydatności do spożycia.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Aktywność wody (aw) albo wilgotność względna równowagowa (ERH) określa aktywną część zawartości wody, czyli „wodę wolną - niezwiązaną” w przeciwieństwie do całkowitej zawartości wody, która zawiera również „wodę związaną”. Aktywność wody (aw lub ERH) nie tylko określa stabilność zawartości wody (i parametrów, na które ona wpływa) ale jest również czynnikiem decydującym w rozwiązywaniu różnych problemów, gdzie zawartość wody nie jest brana pod uwagę na pierwszym miejscu.
Teoretycznie zawartość wody może być używana do określania aw i odwrotnie. W praktyce te możliwości są ograniczone i obydwa parametry powinny być mierzone niezależnie - w zależności od tego, jakiego problemu dotyczą.
Zawartość wody w produkcie definiowana jest zazwyczaj jako % wagowy zawartości wody w stosunku do wagi suchej próbki. Aktywność wody lub równowagowa wilgotność względna to ciśnienie pary wodnej wytwarzanej przez wodę zawartą w produkcie higroskopijnym.
Produkty higroskopijne mogą absorbować wodę różnymi sposobami: sorpcja i reakcja chemiczna, sorpcja i tworzenie hydratów, wiązanie wody dzięki energii powierzchniowej, dyfuzja molekuł wody w strukturę materiału, kondensacja kapilarna w roztworach etc. Dzięki temu molekuły wody związane są w produkcie z różną siłą i w rzeczywistości tylko niewielka część całej zawartości wody może być wymieniona z otoczeniem w normalnych warunkach.
Zawartość wody składa się z części nie aktywnej (woda hydratacji) i części aktywnej. To wyjaśnia brak dokładności i wiarygodności większości metod pomiarowych dla % H2O. Ilość wody znajdującej się w próbkach produktu zależy zarówno od metody pomiaru jak i sposobu przeprowadzenia pomiaru.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Aktywna część zawartości wody lub woda wolna mierzona jest zazwyczaj jako ciśnienie jej pary wodnej, wyrażone w % wilgotności względnej wytworzonej w stanie równowagi jaka powstaje gdy próbka produktu jest umieszczona w zamkniętej przestrzeni w stałej temperaturze.
Aktywność wody (lub ERH) określa ilość „wolnej wody” zaabsorbowanej przez materiał i pokazuje wymiary, strukturę, kohezję, skłonności do skupiania jak również elektryczne i chemiczne właściwości produktu - o wiele dokładnej niż można to ocenić na podstawie zawartości wody.
Izotermy Sorpcji
W stanie równowagi zależność pomiędzy % H2O i aw (aktywnością wody) w materiałach higroskopijnych może być przedstawiona graficznie przez krzywą zwaną izotermą sorpcji. Dla każdej wartości aw krzywa sorpcji pokazuje odpowiednią zawartość wody w zadanej stałej temperaturze. Ze względu na złożoność zjawiska sorpcji, izotermy nie mogą być wykreślane na podstawie obliczeń, muszą być eksperymentalnie określane dla każdego produktu.
Użyteczność izoterm sorpcji jest ograniczona przez wiele czynników: izotermy sorpcji są ważne tylko dla pojedynczego produktu, na izotermy sorpcji oddziałuje każda zmiana w składzie produktu (np. produkty naturalnego pochodzenia), izotermy sorpcji są różne dla absorpcji i desorpcji (histereza sorpcji), izotermy sorpcji są eksperymentalnie określane, niestety większość metod stosowanych do pomiarów % H2O nie jest ani bardzo dokładna ani wiarygodna.
Wynika z tego jasno, że zawartość wody bardzo często nie może być użyta do dokładnego określenia aw i vice-versa. Praktyczna użyteczność izoterm sorpcji jest ograniczona do produktów, których uprzednia historia „wilgotności” jest znana, mają określony skład i stałą temperaturę.
Nachylenie większości izoterm sorpcji jest takie, że mała zmiana % H2O odpowiada dużym zmianom aw. Z tego względu zawartość wody nie może być używana do zgrubnego oszacowania aw. Natomiast aw może być często używana do kontroli wilgotności np. sprawdzania wartości granicznych zawartości wody.
W praktyce zawartość wody i aktywność wody powinny być rozważane jako dwa niezależne parametry.
Aktywność Wody w Różnych Gałęziach Przemysłu
Przemysł Papierniczy
Znaczenie jakie ma ERH w przemyśle papierniczym jest szeroko wyjaśnione w biuletynie „Papier i klimat”. Jeżeli zarówno ERH i temperatura papieru oraz % rh i temperatura otaczającego powietrza są utrzymywane w stosownych przedziałach, duża ilość problemów może być zminimalizowana lub wyeliminowana zupełnie: zjawisko ładunków elektrostatycznych, deformacje papieru podczas przechowywania, słaba jakość przy drugu kolorowym, problemy pylenia w maszynach offsetowych, zbyt długi czas suszenia atramentu. Stąd zaleca się, aby nie używać % H2O jako parametru uniwersalnego. Warte zauważenia jest, iż określonej wartości ERH odpowiadają różne wartości % H2O dla różnych typów papieru.
Przemysł Spożywczy
Koncepcja wody „wolnej” jako przeciwieństwo do całkowitej, w tym „wody związanej” zyskała szeroką akceptację w przemyśle przetwórstwa żywności. Aktywność wody ma decydujący wpływ na takie zjawiska jak zmiana koloru, smaku, aromatu, wytwarzanie trucizn pokarmowych, psucie się (termin ważności) czy tracenie witamin etc. (całkowita zawartość wody ma z tym niewiele wspólnego). Aktywność wody w środkach spożywczych może być kontrolowana poprzez użycie różnych dodatków (np. soli, cukru, etc.), poprzez odpowiednie pakowanie, poprzez utrzymywanie korzystnych warunków w czasie produkcji, warunków dojrzewania i przechowywania. Pomiary aktywności wody są coraz częstsze w badaniach żywności przy opracowywaniu nowych technologii jak i przy kontroli jakości.
Badania w trakcie produkcji są możliwe w pewnych granicach: aktywność wody jest określana w stanie równowagi statycznej. Jest to warunek trudny do uzyskania w procesie produkcji.
Rozwój Mikroorganizmów
Aktywność wody wskazuje ilość wody dostępnej dla mikroorganizmów, jaka znajduje się w całej zawartości wody. Każdy rodzaj mikroorganizmów (bakterii, drożdży i grzybów) ma swoje własne minimum aw, poniżej którego ich rozwój nie jest dłużej możliwy.
Ten limit odpowiada „sile ssącej” różnych organizmów, to znaczy żeby zaabsorbować z żywności wodę niezbędną do przemian metabolicznych i rozwoju, ciśnienie osmotyczne jakie wytwarzają musi być wyższe od tego, jakie panuje w wodnej fazie żywności.
Poprzez pomiar aw w produktach spożywczych możliwe jest określenie, które organizmy nie będą mogły rozwinąć się w danych warunkach. Organizacje US Food i Drug administration przyjęły teorię aktywności wody dla ustalenia limitów wilgotności, powyżej których różne typy żywności będą stawały się podatne na inwazję pleśni i bakterii. Według tej teorii żywność o pewnych określonych możliwościach wiązania wody może być rozważana jako osobna grupa (nie byłoby to możliwe według teorii pomiarów % H2O).
Tabela: typowe wartości graniczne aw rozwoju mikroorganizmów:
| Mikroorganizm | Wartość aw |
|---|---|
| Większość bakterii | 0.91… 0.95 |
| Większość drożdży | 0.88 |
| Większość pleśni | 0.80 |
| Bakterie słonolubne | 0.75 |
| Drożdże | 0.70 |
| Pleśnie kserofityczne | 0.65 |
Trwałość Chemiczna
Kontrola aktywności wody jest ważnym czynnikiem dla chemicznej trwałości żywności. Przy dalszym wzroście aw następuje gwałtowny spadek szybkości reakcji Millarda. Aw ma duży wpływ również na samorzutną autokatalizę rozrywającą łańcuchy molekuł tłuszczu. Ten rodzaj psucia się żywności występuje przy wysokich wartościach aw. Ale nawet przy niskich wartościach aw, żywność zawierająca tłuszcz po dłuższym czasie przechowywania jełczeje.
Trwałość Enzymatyczna
Większość reakcji enzymatycznych jest spowalniana przy wartościach aw poniżej o.8. Niektóre z tych reakcji zachodzą również przy bardzo niskiej wartości aw. Psucie spowodowane zmianami enzymatycznymi ma bardzo małe znaczenie ze względu na szeroko stosowaną obróbkę termiczną produktów spożywczych.
Procesy Suszenia
Z małymi wyjątkami molekularna aktywność pary wodnej (ciśnienie) w materiałach higroskopijnych wzrasta wraz z temperaturą mniej więcej w takich samych proporcjach jak ciśnienie w nasyconej parze wodnej. W rzeczywistości aktywność wody cechuje jedynie ograniczona zależność od temperatury. Wzrost temperatury powietrza w suszarniach zarówno nie zmniejsza ciśnienia pary wodnej w powietrzu jak i nie zwiększa jego higroskopijności. Ciepłe powietrze zwiększa ciśnienie pary wodnej wytwarzanej przez suszony produkt przez podniesienie jego temperatury.
Aktywność wody ma duży wpływ na entalpię i stąd na energię niezbędną do wysuszenia produktu. Dla czystej wody (i.e.aw = 1.0) entalpia parowania wynosi do 2300 - 2500 kj/kg. To wyjaśnia dlaczego ostatnia partia wilgoci jest tak kosztowna i trudna do usunięcia podczas suszenia.
Szybkość z jaką woda może być odparowywana z produktu jest wprost proporcjonalna do aktywnej powierzchni produktu i do różnicy w ciśnieniu pary wodnej pomiędzy produktem a otoczeniem. Różnice w zawartości wody nie mają z tym nic wspólnego.
Obliczenia w celu ustalenia technologii sterowania procesami suszenia wymagają znajomości zależności aw i % H2O (izotermy sorpcji). Jak wspomniano w paragrafie 3 takie związki są szczególnie trudne do określenia w przypadku produktów naturalnego pochodzenia (różnorodne komponenty produktu). W praktyce trzeba brać pod uwagę to, że izotermy sorpcji wyznaczane są w warunkach równowagi statycznej. Stąd też mogą wystąpić różnice przy obliczeniach teoretycznych, opartych o izotermy sorpcji.
Optymalizację procesów suszenia można osiągnąć jedynie na drodze kolejnych doświadczeń. Tak jak już pokazano, pomiar zawartości wody (powietrza lub produktu), nie daje dokładnego wyobrażenia o procesie suszenia jako takim.
Pomiar spadku temperatury w suszącym strumieniu powietrza (efekt psychometryczny), uzależniony jest od parametrów powietrza na wlocie. Taki pomiar nie bierze pod uwagę właściwości sorpcji produktu ani wpływu temperatury na parę wodną, generowaną przez produkt.
Aktywna (dynamiczna) część zawartości wody i równowaga temperatury, które istnieją w suszarce nie mogą być traktowane jako dokładny odpowiednik aktywności wody. Pomimo tego pomiar wilgotności względnej i temperatury (% rh i C mierzony na wylocie suszarki), daje najdokładniejszy obraz procesu suszenia. Biorąc pod uwagę temperaturę, wilgotność względna ustalona w stanie równowagi dynamicznej w suszarce może być porównana z ERH (aw) jakie powinien mieć produkt po wysuszeniu. W ten sposób automatycznie można rozważać rodzaj produktu i w szczególności oddziaływanie temperatury na ciśnienie pary wodnej generowanej przez produkt.
Suszenie produktu do określonego poziomu zawartości wody jest bardzo kosztownym procesem. Patrząc pod kątem oszczędności energii trzeba rozważyć czy to nie aktywność wody bardziej od zawartości wody określa wilgotność produktu po wysuszeniu.
Jeśli najważniejszym warunkiem stawianym procesowi suszenia jest jakość i stabilność produktu odpowiedź będzie pozytywna pociągnie za sobą znaczącą oszczędność energii, jak również lepszą kontrolę jakości produktu.
Przemysł Farmaceutyczny i Chemiczny
Znaczenie aktywności wody jest w dalszym ciągu niedoceniane, choć powinno być zarówno w przemyśle farmaceutycznym i chemicznym. Bardzo często jedynym parametrem używanym do określania warunków wilgotności jest zawartość wody. Tak jak to przedstawiono na przykładach, częstotliwość pomiaru aktywności wody wzrasta, tak jak wzrasta zrozumienie znaczenia tego pomiaru.
Proces Suszenia
Parametr aktywności wody a nie % H2O powinien być używany do monitorowania i sterowania procesu suszenia ze względu na to, że najważniejszym czynnikiem jest różnica pomiędzy ciśnieniem pary wodnej suszącego powietrza i produktu. Ciśnienie pary nad produktem jest funkcją właściwości sorpcyjnych produktu, temperatury i aktywnej części wody. Proces suszenia jest sterowany najdokładniej, gdy bierze się pod uwagę te wszystkie czynniki.
Uproszczenie Pomiarów Wilgotności
Kontrola jakości często dotyczy jedynie zawartości wody w produktach. Bardzo często sprawdza się, czy zawartość wody mieści się w określonych przedziałach a nie dokładnie mierzy jej wartość.
Metody pomiaru % H2O są dokładne jedynie w warunkach laboratoryjnych. Należy ściśle przestrzegać zaleceń, gdyż bardzo wiele czynników trudnych do oceny i kontroli może wpłynąć na prawidłowość pomiaru.
Wiarygodny przyrząd do pomiarów aw (ERH) posiada szereg zalet w porównaniu z preferowanym przez kontrolę jakości typem pomiarów „MIEŚCI SIĘ / NIE MIEŚCI SIĘ” w wyznaczonym przedziale. Proponowany przyrząd do pomiarów aw, który może być wygodniejszy i bardziej wiarygodny niż miernik zawartości wody, minimalizuje błąd ludzki w rutynowych pomiarach i może być w łatwy sposób kalibrowany przy użyciu certyfikowanych roztworów.
Metoda pomiaru przetwarza wcześniejszy przedział % H2O do przedziału wyrażonego w wartościach aw lub ERH. Pomiary aw (ERH) mogą być analizowane statystycznie w celu określenia stopnia wiarygodności (włączając ocenę praktycznego wpływu takich zmiennych...
Amylograph-E: Zaawansowane Badanie Właściwości Mąki
Amylograph-E bada właściwości skrobi i aktywność enzymów w mące zgodnie z normami ICC, ISO i AACCI. Jego stopniowe nagrzewanie symuluje warunki pieczenia i obejmuje analizą całe spektrum enzymów bez uszkadzania skrobi. Precyzyjne pomiary są wyświetlane na wykresie zawierającym wiele punktów oceny. Pomiary temperatury w czasie rzeczywistym pozbawione są wahań i gwarantują precyzję całego procesu. W połączeniu z oprogramowaniem MetaBridge urządzenie zapewnia zgodność ze standardami, umożliwiając monitorowanie jakości mąki w czasie rzeczywistym i usprawniony schemat pracy.
Amylograph-E zapewnia zgodność z najważniejszymi krajowymi i międzynarodowymi standardami badania procesu żelowania skrobi i aktywności enzymów, w tym ICC, AACCI i ISO. Gwarantuje to jakość wypieku mąki w całym łańcuchu wartości oraz zgodność z globalną nomenklaturą w analizie mąki za pomocą jednostek Brabendera lub jednostek amylograficznych (BU/AU). Nasz standardowy wiskozymetr do oceny aktywności enzymów oferuje wgląd w proces analizy mąki. Zapewnia kompleksową wizualizację pomiaru zawierającą wiele punktów oceny umożliwiając dokładne poznanie właściwości produktu.
W przeciwieństwie do metody liczby opadania, Amylograph-E wykorzystuje stopniowe ogrzewanie, które zapobiega uszkodzeniu skrobi i dezaktywacji alfa-amylazy. Zaczynając od 30°C i zwiększając temperaturę o 1,5°C na minutę urządzenie symuluje warunki pieczenia, zapewniając dokładne wyniki i wyjątkową jakość wypieku.
Amylograph-E mierzy rzeczywistą temperaturę próbki. Dzięki bezpośredniemu kontaktowi z próbką sonda eliminuje wahania temperatury i zapewnia precyzyjne wyniki. W przeciwieństwie do konwencjonalnych urządzeń, Amylograph-E zapewnia precyzyjne wyniki odzwierciedlające rzeczywiste warunki produkcji.
Przekształć swoją kontrolę jakości mąki dzięki MetaBridge Standalone, niezbędnej aktualizacji urządzenia Amylograph-E. Zapewnij dokładne wyniki i zgodność ze standardowymi metodami.
tags: #wilgotność #w #mące #pomiar #urządzenie
