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動態多蒸汽吸附儀產品系列(DVS)
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美國LabClear水分、氧捕集阱
采用佩恩池與流量校正膜以DVS法測試水活度

水活度Aw是食品工業中的一個非常重要的度量參數,其被食品生產商和政府職能部門用來評估食品成分的性質及預測產品的潛在的使用壽命。最常用的測試Aw的方法是測試在密封體系中食品樣品所產生的水蒸汽壓。此文中展示了一種替代工業應用中的傳統方法的技術,并說明了采用此新技術能夠產生的優點。

最常用的測試Aw的方法的為取食品中特定部分然后將放入實驗杯中或其他樣品載體,然后將樣品插入一個設備中測試其溫度并測試蒸汽壓。因此實際中的樣品空間應保持的盡可能的小。

通常采用露點分析儀測試樣品的蒸汽壓。此設備工作如下:冷卻一小鏡子的表面,直到達到其周圍蒸汽的露點,然后露珠開始在鏡子表面凝結。露點溫度用來計算水蒸汽壓。

這篇應用引入了一個新的方法,可對上述傳統的露點測試技術進行修正。該方法采用SMS公司的高質量動態蒸汽吸附設備和佩恩池。該方法也可由SMS低質量設備開展,但考慮到大的樣品更易使用,采用高質量模型更為適合。

 

實驗方案

使用佩恩池的技術在SMS公司的應用文獻49、52和56中已作陳述。此文中采用了一個大型的佩恩池(圖1),其上有開口直徑為12.3mm的活性膜,其活性暴露面積為1. 188 x 10-4m2。池中的樣品體積為356mm3

在先前的應用文獻中,佩恩池被成功的應用于測試通過樣品膜的水或溶劑通量,其通過將干燥劑放入佩恩池中,觀測因溶劑擴散至膜而進入干燥劑后造成的質量增量而得到。此外,在SMS應用文獻52中,測試了在佩恩池組件外不同RH水平下通過膜的流量大小。在SMS應用文獻56中,濕池法被用來測試Vitro-Skin®膜的經皮水分流失量(TEWL),從而定量分析膜的不同處理之間的差異。那么只要膜流量與佩恩池內蒸汽壓成線性關系,就有可能結合這些技術實際地測試出佩恩池內材料的蒸汽壓。

25℃下佩恩池內部濕度與PS膜流量的關系

為檢驗此實驗方案就需要一種膜,其允許能檢測到的水蒸汽量通過但不會吸收大量的水。這能夠減小溶脹作用及其對膜流量的影響。20μm厚的聚苯乙烯膜由于具有疏水性被用于這些實驗中。聚苯乙烯膜的通量與佩恩池內的水蒸汽壓呈現出線性關系。因此,就有可能將任何帶有水蒸汽壓的樣品放入池中,僅僅通過測試結果相同膜的質量損失(流量)斜率,再與校正曲線對比就可得到Aw

實驗結果

草莓醬,測試Aw值為0.8350

圖中所示結果為草莓醬的,選擇了最簡單配方的超市品牌的果醬。測試超過1200min,可查看測試中流量是否存在任何變化。在整個測試期間內流量非常恒定。在前350min數據擬合產生的R2為0.9998,對應的Aw為0.8350,處于參考文獻5中凝膠、果醬及酸果醬活度范圍的上限(0.75到0.80)。由于其溫度尚未平衡,刪除了初始的10分鐘數據。

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