Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
В равновесии, связь между содержанием воды и равновесной относительной влажностью материала может быть отображена графически по кривой, так называемой изотермической сорбции влаги. Для каждого значения влажности сорбционная изотерма указывает соответствующее значение содержания воды при заданной постоянной температуре. Если состав или качество материала меняется, то его поведение сорбции также меняется. Из-за сложности процесса сорбции изотермы не могут быть определены явно путем расчета, но должны быть зарегистрированы экспериментально для каждого продукта. Связь между содержанием воды и водной активностью (aw) является сложной. Увеличение аВ обычно сопровождается увеличением содержания воды, но нелинейным образом. Это соотношение между активностью воды и содержанием влаги при заданной температуре называется изотермой сорбции влаги. Эти кривые определяются экспериментально и составляют отпечаток пищевой системы. Теория BET (Brunauer Emmett Teller) обеспечивает расчет для описания физического адсорбции молекул газа на твердой поверхности. Из-за сложности процесса эти расчеты имеют лишь умеренный успех; однако, Стивен Брунауэр смог классифицировать сорбционные изотермы в пять обобщенных форм, как показано на рисунке 2. Он обнаружил, что изотермы типа II и типа III требуют высокопористых материалов или осушителей, с первой монослойной адсорбцией, затем многослойной адсорбцией и, наконец, приводящей к капиллярному конденсату, что объясняет высокую влагоемкость этих материалов при высокой относительной влажности. При извлечении данных из изотерм необходимо соблюдать осторожность, поскольку представление для каждой оси может варьироваться в его обозначении. Брунауэр привел вертикальную ось в виде молов адсорбированного газа, деленного на молы сухого материала, а на горизонтальной оси он использовал отношение частичного давления газа прямо над образцом, деленное на его частичное давление при насыщении. Более современные изотермы, показывающие сорбцию водяного пара, на вертикальной оси, дают отношение веса адсорбированной воды, разделенное на ее сухой вес , или это отношение, преобразованное в процент. На горизонтальной оси они обеспечивают относительную влажность или водяную активность воздуха, попадающего в материал. Сорбционные изотермы так называются, потому что равновесие должно быть постоянной температурой, и эта температура должна быть указана. Как правило, материалы сохраняют меньше влаги, когда они горячие, и больше влаги, когда они холодные. Иногда на одном графике, показывающем каждую кривую при разной температуре, предоставляется набор изотерм. На рисунке 3 представлен такой набор адсорбционных изотерм, измеренных Dini на кремниевом геле типа V.
At equilibrium, the relationship between water content and equilibrium relative humidity of a material can be displayed graphically by a curve, the so called moisture sorption isotherm. For each humidity value, a sorption isotherm indicates the corresponding water content value at a given, constant temperature. If the composition or quality of the material changes, then its sorption behaviour also changes. Because of the complexity of sorption process the isotherms cannot be determined explicitly by calculation, but must be recorded experimentally for each product. The relationship between water content and water activity (aw) is complex. An increase in aw is usually accompanied by an increase in water content, but in a non linear fashion. This relationship between water activity and moisture content at a given temperature is called the moisture sorption isotherm. These curves are determined experimentally and constitute the fingerprint of a food system. BET theory (Brunauer Emmett Teller) provides a calculation to describe the physical adsorption of gas molecules on a solid surface. Because of the complexity of the process, these calculations are only moderately successful; however, Stephen Brunauer was able to classify sorption isotherms into five generalized shapes as shown in Figure 2. He found that Type II and Type III isotherms require highly porous materials or desiccants, with first monolayer adsorption, followed by multilayer adsorption and finally leading to capillary condensation, explaining these materials high moisture capacity at high relative humidity. Care must be used in extracting data from isotherms, as the representation for each axis may vary in its designation. Brunauer provided the vertical axis as moles of gas adsorbed divided by the moles of the dry material, and on the horizontal axis he used the ratio of partial pressure of the gas just over the sample, divided by its partial pressure at saturation. More modern isotherms showing the sorption of water vapor, on the vertical axis, provide the ratio of the weight of water adsorbed divided by its dry weight , or that ratio converted into a percentage. On the horizontal axis they provide relative humidity or water activity of the air presented to the material. Sorption Isotherms are named as such because the equilibrium established must be for a constant temperature and this temperature should be specified. Normally, materials hold less moisture when they are hotter, and more moisture when they are colder. Occasionally, a set of isotherms are provided on one graph that shows each curve at a different temperature. Such a set of adsorption isotherms is provided in Figure 3 as measured by Dini on a Type V silica gel.