水分含量和水分活度：它們是什么？

訪問(wèn)我們網(wǎng)站的許多人都會(huì)提出以下問(wèn)題：

• “水分含量如何影響水分活度？”
• “水分含量與水分活度有何不同？”
• “我能從水分含量轉(zhuǎn)化為水分活度嗎？

我們網(wǎng)站上之前發(fā)表了很多關(guān)于水分活度的文章，現(xiàn)在希望澄清水分活度和水分含量之間的差異。鑒于這兩種測(cè)量都涉及與材料相連的水，我們必須首先了解產(chǎn)品中的水分含量。

簡(jiǎn)而言之，水分含量或含水量是物質(zhì)含有的水量。水可以以多種方式存在：

• 作為化學(xué)反應(yīng)吸附
• 結(jié)合水合物吸收和形成
• 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分子擴(kuò)散
• 表面能結(jié)合
• 毛細(xì)管冷凝（形成溶液）
• 簡(jiǎn)單的表層水

我相信這表明產(chǎn)品的水分是一個(gè)復(fù)雜的概念。

根據(jù)這種理解，這里有幾個(gè)簡(jiǎn)單的定義。

            水分含量是指材料中含有多少水。

            水分活度是去指水從材料中揮發(fā)的難易程度。

有兩種基本的直接方法測(cè)量樣品中的水分含量。干燥失重通過(guò)加熱去除水分。Karl Fischer通過(guò)化學(xué)反應(yīng)??以釋放水分。此外，有許多間接方法也可以測(cè)量水分含量，但必須參考直接測(cè)量。

通過(guò)使樣品在一定溫度下的密閉的腔體中達(dá)到平衡相對(duì)濕度來(lái)測(cè)量水分活度。在該溫度下自然釋放的水形成蒸汽并達(dá)到平衡。當(dāng)產(chǎn)生的蒸汽壓達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，樣品中的水分和上方空氣的水分會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

水分活度對(duì)于包裝尤其重要。高水分活度樣品放入密封容器時(shí)可能會(huì)釋放水分。然后，這種水分可以與細(xì)菌，霉菌和其他病原體發(fā)生反應(yīng)，破壞產(chǎn)品特性并引發(fā)疾病。因此，了解水分活度非常重要。

相反，水分含量也很重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響物理/機(jī)械性能、產(chǎn)量、質(zhì)構(gòu) - 通常還會(huì)影響材料的銷(xiāo)售價(jià)格。它也是控制生產(chǎn)過(guò)程可重復(fù)性的重要因素。 

我們?nèi)绾螌⑺只疃扰c水分含量聯(lián)系起來(lái)？這種關(guān)系因材料和溫度變化而異。

通過(guò)測(cè)量水分含量并測(cè)量許多不同水分含量和溫度下的水分活度，可以得到水分與水分活度的關(guān)系。鑒于需要測(cè)量水分含量和水分活度，該過(guò)程通常是繁瑣且耗時(shí)的。但是，現(xiàn)在也有儀器可以在幾天內(nèi)自動(dòng)完成測(cè)試。每次水分活度測(cè)量只需要5分鐘。此外，當(dāng)材料在吸濕和解吸時(shí)，這些相關(guān)性是不同的。 

水分吸附等溫線是給定溫度下水分含量和水分活度的關(guān)系。雖然水分活度的增加幾乎總是伴隨著水分含量的增加，但這些等溫線是非線性的。因此，簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)法則轉(zhuǎn)換無(wú)效。

水分含量和水分活度之間的相關(guān)性可以通過(guò)單個(gè)產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)測(cè)量收集來(lái)開(kāi)發(fā)。然后，所得的水分吸附等溫線可用于預(yù)測(cè)給定產(chǎn)品的水活度和水分含量。對(duì)于繁瑣的數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)過(guò)程沒(méi)有已知的替代方案。 

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