Higroskopijność

Higroskopijność to zdolność koncentratów spożywczych do adsorbcji wilgoci z otoczenia. Higroskopijność zależy od struktury i składu chemicznego danego produktu, jest istotną cechą suszonych produktów spożywczych, należy ją uwzględnić w czasie produkcji, pakowania i przechowywania. Zawartość wody w produkcie, przy której higroskopijny produkt w danych warunkach otoczenia (temperatura i wilgotność względna powietrza) wchłania tyle pary wodnej, ile jej oddaje, nazywa się wilgotnością równowagową. Zależność między zawartością wody równowagowej w produkcie a wilgotnością powietrza otaczającego wyrażają tzw. izotermy sorpcji (rys.).

Izoterma sorpcji produktów higroskopijnych: W - wilgotność produktu, Wh - wilgotność higroskopijna, Wr - wilgotność równowagowa (w równowadze z φr), φw - prężność cząstkowa pary wodnej, φw’’ prężność nasyconej pary wodnej

Stromy przebieg izotermy sorpcji jest charakterystyczny dla produktów silnie higroskopijnych. Do szczególnie higroskopijnych koncentratów spożywczych należą: ekstrakty kawowe, barszcz czerwony, proszki owocowe [J.W. Korzemski (red), 1978, s. 322].

Inne definicje

• Higroskopijność zdolność do adsorbcji wilgoci z otoczenia. Higroskopijność zależy od struktury i składu chemicznego produktu; jest istotną cechą wielu towarów, zarówno spożywczych jak i przemysłowych, musi być uwzględniana przy ich produkcji, pakowaniu i przechowywaniu[ I. Duda 1994, s. 60].
• Higroskopijność - zdolność pochłaniania pary wodnej przez substancję w wyniku adsorbcji (np. żel krzemionkowy, węgiel aktywny), reakcji chem. (np.P2O5) lub tworzenia roztworów o bardzo małej prężności równowagowej pary wodnej (H2SO4).
• Higrometr - przyrząd do pomiaru wilgotności powietrza. Najbardziej rozpowszechniony jest h. włosowy, którego podstawową częścią jest włos ludzki, posiadający zdolność wydłużania się ze wzrostem wilgotności otaczającego powietrza. Zmiana długości włosa jest przekazywana za pośrednictwem wychylającej się wskazówki na odpowiednio wyskalowaną podziałkę. W h. kondensacyjnym badane powietrze ochładza się do temperatury rosy i odczytuje z tablic higrometrycznych odpowiadającą tej temp. prężności nasyconej pary wodnej [[[praca]] zbiorowa 1993, s. 290].
• Higroskopijność - właściwość niektórych ciał polegająca na łatwości wiązania wody.
• Higrometria - nauka o metodach pomiaru wilgotności.[ Czerni Sergiusz (red.), 1972,1984 s. 291]

Znaczenie higroskopijności

Higroskopijność jest istotnym czynnikiem wpływającym na jakość produktów spożywczych. Wpływa ona na wiele cech sensorycznych, takich jak tekstura i smak. Produkty spożywcze o wysokiej higroskopijności mogą mieć tendencję do absorpcji wilgoci z otoczenia, co może prowadzić do zmiany ich konsystencji i jakości. Z drugiej strony, produkty o niskiej higroskopijności mogą stać się zbyt suche i tracić swoje właściwości sensoryczne.

Negatywne skutki higroskopijności mogą być szczególnie widoczne w przypadku nadmiernego lub niedostatecznego poziomu wilgoci w produktach spożywczych. Nadmiar wilgoci może prowadzić do rozwoju pleśni, drobnoustrojów i innych mikroorganizmów, co skutkuje zepsutym smakiem i zapachem produktów. Niedostateczny poziom wilgoci może prowadzić do utraty wilgoci przez produkty, co z kolei może prowadzić do utraty ich świeżości i trwałości.

Aby zapobiegać negatywnym skutkom higroskopijności w produkcji i przechowywaniu żywności, istnieje wiele strategii, które można zastosować. Jedną z nich jest stosowanie odpowiednich opakowań, które zapewniają ochronę przed wilgocią i utratą wilgoci. Inną strategią jest kontrolowanie warunków przechowywania, takich jak temperatura i wilgotność otoczenia, aby zapewnić optymalne warunki dla produktów spożywczych.

W dziedzinie pakowania i przechowywania higroskopijnych produktów spożywczych istnieje wiele najlepszych praktyk. Jedną z nich jest stosowanie opakowań wielowarstwowych z barierą wilgociową, które minimalizują przenikanie wilgoci z otoczenia. Inną praktyką jest stosowanie suszarek do powietrza w miejscach przechowywania, aby utrzymać niski poziom wilgoci w pomieszczeniu.

Kierunki badań nad higroskopijnością

Najnowsze badania i innowacje w dziedzinie higroskopijności i jej wpływu na jakość produktów spożywczych skupiają się na opracowywaniu bardziej precyzyjnych metod pomiaru higroskopijności oraz opracowywaniu nowych technik pakowania i przechowywania. Badania te mają na celu doskonalenie procesów produkcyjnych i poprawę jakości żywności.

Techniki pomiaru higroskopijności, takie jak izotermy sorpcji, metoda manometryczna i metoda termograwimetryczna, są szeroko stosowane w badaniach nad higroskopijnością. Izotermy sorpcji pozwalają określić ilość wody, którą dany materiał może wchłonąć w zależności od wilgotności otoczenia. Metoda manometryczna polega na pomiarze ciśnienia pary wodnej na powierzchni materiału, podczas gdy metoda termograwimetryczna polega na monitorowaniu zmian masy materiału w zależności od wilgotności.

Każda z tych technik ma swoje zalety i ograniczenia. Izotermy sorpcji są stosunkowo proste w wykonaniu i dają dokładne wyniki, jednak wymagają długiego czasu pomiaru. Metoda manometryczna jest bardziej precyzyjna, ale wymaga specjalistycznego sprzętu. Metoda termograwimetryczna jest szybka i precyzyjna, ale nie jest odpowiednia do pomiaru higroskopijności materiałów o bardzo niskiej wilgotności.

Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie technik pomiarowych higroskopijności obejmują opracowanie bardziej zaawansowanych urządzeń pomiarowych, które umożliwiają szybkie i precyzyjne pomiary. Przykłady zastosowania technik pomiarowych higroskopijności w badaniach nad suszonymi produktami spożywczymi obejmują określanie zawartości wilgoci w celu oceny jakości suszonych owoców i warzyw.

Techniki pomiarowe higroskopijności mogą być również wykorzystane do oceny i monitorowania higroskopijności w praktyce. Przykładowo, producenci żywności mogą regularnie przeprowadzać pomiary wilgotności swoich produktów w celu monitorowania ich jakości i trwałości.

Higroskopijność ma szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i technologii. W przemyśle papierniczym, higroskopijność jest istotna przy produkcji papieru, ponieważ wpływa na jego zdolność do absorbowania i uwalniania wilgoci. W przemyśle farmaceutycznym, higroskopijność jest ważnym czynnikiem wpływającym na stabilność i trwałość leków. W przemyśle chemicznym, higroskopijność jest wykorzystywana przy produkcji różnych substancji chemicznych.

W praktyce przemysłowej istnieje wiele strategii i technologii stosowanych do kontroli i regulacji higroskopijności w celu zapewnienia optymalnych warunków. Przykłady to stosowanie osuszaczy powietrza, systemów kontroli wilgotności i odpowiednich opakowań. Te strategie i technologie mają na celu zapobieganie negatywnym skutkom higroskopijności i zapewnienie optymalnych warunków produkcji i przechowywania produktów.

Higroskopijność — artykuły polecane

Biokatalizatory — Blocking — Fermentacja — Kwasowość — Ekstrakt — Higrometria — Mineralizacja — Wykres Molliera — Flotacja

Bibliografia

• Czarnecka-Żołek E. i in. (red.) (1993), Encyklopedia Techniki. Chemia. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa
• Czerni S. (red.) (1984), Leksykon naukowo-techniczny, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa
• Duda I. (red.) (1984), Słownik pojęć towaroznawczych, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Krakowie, Kraków
• Korzemski J. (red.) (1978), Encyklopedia Techniki, Przemysł spożywczy, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa

Autor: Ryczek Adam