ปริมาณความชื้น (Moisture content) คืออะไร? และการใช้งาน

ปริมาณความชื้นเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานที่ใช้ในการอธิบายปริมาณน้ำที่มีอยู่ในวัสดุหรือสาร มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เกษตรกรรม การก่อสร้าง การแปรรูปอาหาร ยา เคมีภัณฑ์ และวิทยาศาสตร์วัสดุ การวัดปริมาณความชื้นอย่างแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพกระบวนการ ความปลอดภัย และการปฏิบัติตามกฎหมาย

บทความนี้จะอธิบายว่าปริมาณความชื้นคืออะไร นิยามอย่างไร วิธีการวัด วิธีการคำนวณทั่วไป และเหตุใดจึงมีความสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ

ปริมาณความชื้นคืออะไร?

ปริมาณความชื้นหมายถึงปริมาณน้ำที่มีอยู่ในวัสดุ โดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของมวลรวมหรือมวลแห้งของวัสดุ แตกต่างจากความชื้นสัมพัทธ์ซึ่งเกี่ยวข้องกับไอน้ำในอากาศ ปริมาณความชื้นใช้กับของแข็ง ของเหลว และวัสดุจำนวนมาก

ความแตกต่างระหว่างปริมาณความชื้น (Moisture content) และความชื้นสัมพัทธ์

ปริมาณความชื้นและความชื้นสัมพัทธ์ต่างก็เกี่ยวข้องกับน้ำ แต่เป็นการอธิบายน้ำในรูปแบบและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันมาก ปริมาณความชื้นหมายถึงน้ำที่อยู่ในวัสดุ

ในขณะที่ความชื้นสัมพัทธ์หมายถึงไอน้ำในอากาศ การสับสนระหว่างสองพารามิเตอร์นี้อาจนำไปสู่การวัดที่ไม่ถูกต้อง การควบคุมกระบวนการที่ไม่ดี และปัญหาด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์ หากสนใจดูรายละเอียดเกี่ยวกับปริมาณความชื้นสัมพัทธ์ (%RH)

ปริมาณความชื้นเทียบกับค่ากิจกรรมของน้ำ: การเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน

ปริมาณความชื้นและค่ากิจกรรมของน้ำ (Aw) ต่างก็ใช้ในการอธิบายปริมาณน้ำในวัสดุ แต่ค่าทั้งสองนี้วัดคุณสมบัติที่แตกต่างกันมาก การเข้าใจความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเสถียรของผลิตภัณฑ์ อายุการเก็บรักษา ความปลอดภัย และการปฏิบัติตามกฎหมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเคมีภัณฑ์

ปริมาณความชื้นและค่ากิจกรรมของน้ำต่างก็ใช้เพื่ออธิบายปริมาณน้ำในวัสดุ แต่ทั้งสองอย่างนี้วัดคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน ปริมาณความชื้นวัดปริมาณน้ำที่มีอยู่ทั้งหมดในวัสดุ ในขณะที่ค่ากิจกรรมของน้ำ (Water Activity) บ่งชี้ว่าน้ำนั้นพร้อมสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปฏิกิริยาทางเคมีมากน้อยเพียงใด

วิธีการวัดปริมาณความชื้นที่ใช้กันทั่วไป

โดยทั่วไปปริมาณความชื้นจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (%) และสามารถกำหนดได้สองวิธีหลัก:

ทำไมการวัดปริมาณความชื้นจึงสำคัญ?

ความสำคัญของการวัดปริมาณความชื้นนั้นไม่อาจมองข้ามได้ การทดสอบปริมาณความชื้นในอาหารไม่เพียงแต่มีความสำคัญในแง่ของการผลิตเท่านั้น แต่ยังมีศักยภาพในการลดของเสียอีกด้วย เนื่องจากสามารถยืดอายุการเก็บรักษาได้โดยการควบคุมปริมาณความชื้นในอาหาร ทำให้เก็บรักษาได้นานขึ้น ซึ่งเป็นการสนับสนุนสิ่งแวดล้อม

อาหารทุกชนิดมีระยะเวลาที่กำหนดไว้สำหรับการซื้อและบริโภคอย่างปลอดภัย ในช่วงระยะเวลาการเก็บรักษานี้ อาหารจะต้องสามารถคงรูปลักษณ์ กลิ่น สัมผัส และรสชาติ รวมถึงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพอื่นๆ ไว้ได้

เมื่อพ้นระยะเวลานี้ไปแล้ว อาหารจะถือว่าไม่ปลอดภัยสำหรับการบริโภคและต้องทิ้งไป

ปริมาณความชื้นในอาหารมีอิทธิพลอย่างมากต่อน้ำหนัก เนื้อสัมผัส รสชาติ และรูปลักษณ์ของอาหาร มีมาตรฐานที่ตกลงกันไว้สำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร และการเบี่ยงเบนจากมาตรฐานนั้นอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ ปริมาณความชื้นจะช่วยลดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและยืดระยะเวลาการถนอมอาหาร ซึ่งมีศักยภาพในการลดของเสียจากอาหารโดยทำให้ผลิตภัณฑ์อยู่ได้นานขึ้น

นอกจากนี้ การทดสอบปริมาณความชื้นยังมีความสำคัญต่อการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมายเกี่ยวกับการติดฉลากอาหาร การกำหนดน้ำหนักแห้งของอาหาร การคำนวณผลผลิต และการทราบว่ากระบวนการอบแห้งเสร็จสิ้นเมื่อใด สำหรับผู้ผลิตและผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมอาหารและเกษตรกรรม การทราบปริมาณความชื้นของผลิตภัณฑ์มีความสำคัญไม่เพียงแต่ต่อความสำเร็จในระยะสั้น แต่ยังรวมถึงอนาคตระยะยาวของธุรกิจด้วย

หากพบว่าอาหารมีปริมาณความชื้นไม่เพียงพอ อาจส่งผลเสียต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในทางกลับกัน ความชื้นที่มากเกินไปอาจเพิ่มอัตราการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งอาจนำไปสู่การเน่าเสียของผลิตภัณฑ์

นอกจากนี้ ความชื้นที่มากเกินไปยังอาจขัดขวางระบบการแปรรูปอาหาร ทำให้เกิดการติดค้างของอาหารในท่อระหว่างการผลิต เนื่องจากน้ำมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตและกระบวนการเผาผลาญ ตลอดจนสนับสนุนปฏิกิริยาเคมีในผลิตภัณฑ์อาหาร การลดปริมาณน้ำในอาหารจึงสามารถลดอัตราการเสื่อมสภาพได้

เนื่องจากน้ำเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของอาหาร จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรักษาสมดุลระหว่างความชื้นที่มากเกินไปและน้อยเกินไป เพื่อรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอและปลอดภัย