A nedvesség (víz) tartalom mérés gazdasági jelentősége a leginkább az árucsere forgalomban nyilvánul meg. Az anyag mennyiségének mértéke – az anyag jellegétől és a kialakult konvencióktól függően – a hosszúsága, területe, térfogata, tömege. A pontosan definiált és helyesen használt mértékekkel meghatározott anyagmennyiségek azonban, jellemzőik függvényében eltérő effektív anyagot jelenthetnek. Így pl: 1 kg 12 % víztartalmú gabona lényegében 4 %-kal több gabonát tartalmaz, mint 1 kg 16 % víztartalmú. Tehát a víztartalom meghatározás pontossága befolyásolja az anyag mennyiségét.
A víztartalom pontos ismerete a tárolásnál sem mellőzhető. A termények, romlását, károsodását előidéző mikroorganizmusok életfeltételeinek egyik legfontosabb eleme a víz. A tárolt termények víztartalmát úgy kell megválasztani, hogy az optimális legyen.
A mezőgazdasági gyakorlatban a gabonák általános minősítésére elsősorban a hektoliter tömeget használják. Amennyiben azonban a nedvességtartalom megváltozik, akkor a hektoliter tömege is változik ( 1. táblázat).
- táblázat
A búza hektoliter tömeg értékének változása a nedvességtartalom függvényében
| A búza hektoliter tömege (kg/hl) | |||||
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| nedvességtartalom %(m/m) esetében | |||||
| 80,00 | 77,80 | 75,50 | 73,90 | 72,70 | 70,70 |
| 78,00 | 76,10 | 74,30 | 73,25 | 72,05 | 71,15 |
| 76,00 | 74,75 | 73,75 | 72,55 | 71,60 | 70,85 |
| 74,00 | 73,10 | 72,30 | 71,60 | 71,00 | 70,50 |
| 72,00 | 71,50 | 71,10 | 70,80 | 70,55 | 70,35 |
Göncző J.: Malomipari táblázat.
Korábban a hektoliter tömeg mérést nedvességtartalom mérésére használták.
A gabona minősítésénél elsőrendű feladat a nedvességtartalom és annak pontos meghatározása. A termékszabványokban a nedvességtartalom értéke meghatározott, a minősítő paramétereket erre a nedvességtartalom értékre vetítve kell meghatározni.
Az anyagok nedvességtartalmának mérésnél jelentkező problémák nagy része az anyagok sajátságaival függnek össze. A gabona élő, szerves anyag, összetett rendszer, melyeknél az anyag szerkezeti felépítése jelentős hatást gyakorol az anyagrészecskék és a víz közötti kapcsolat kialakítására. Az anyag és a víz közötti kötés:
- kémiai
- fizikai-kémiai és
- fizikai, vagy mechanikai kötés.
Kémiailag kötött víz eltávolítása csak a kémiai szerkezet megbontásával, az anyag tulajdonságainak megváltoztatásával történhet.
A víz fizikai-kémiai kapcsolódásánál a kötés az anyag felületén alakul ki.
A fizikailag kötött víz kapcsolódik leggyengébben az anyaghoz.
A gabona minősítésére különböző feltételek szerint és módon kerülhet sor:
- laboratóriumi vizsgálatok, és
- gyorsvizsgálatok alapján.
Laboratóriumi minősítés
A nedvesség (víz) tartalom meghatározását szabvány rögzíti, amely szárításon alapuló alapmódszer. A definíció szerint az anyag nedvesség (víz) tartalma alatt azt a súlyveszteséget értik, amely az anyag meghatározott feltételek szerint elvégzett szárítása – meghatározott fizikai állapotban (egész szemes, őrölt), meghatározott hőfokon, meghatározott ideig – során bekövetkezik. A kifejezése tömegszázalékban történik: w %(m/m).
A gabona minősítésére akkreditált laboratóriumi hálózat működik, amely laboratóriumok a vizsgálatok elvégzésére megfelelő felszereltséggel és tapasztalattal rendelkeznek. Az akkreditált laboratóriumokban működő minőségügyi rendszer több olyan elemet tartalmaz, amelyek betartásával a laboratórium biztosítani tudja vizsgálati eredményeinek megbízhatóságát, törekedniük kell a vizsgálati módszerek egységesítésére, az egység pontos megbízható mérésére, megbízhatóságuk ellenőrzésére. Az ugyanazon laboratóriumban végzett ismételt vizsgálat, illetve más laboratóriumban végzett vizsgálat között megengedett eltérést a szabvány tartalmazza.
Gyors vizsgálatok
A gyors vizsgálatok előnye a laboratóriumi minősítéssel szemben hogy rövid időn belül rendkívül nagyszámú mérés végezhető el. Használatukra jellemző, hogy többnyire laboratóriumi háttér, szakmai előképzettség nélkül használják.
A mérési elvet, a nedvességtartalom és az elektromos vezetés közötti összefüggés alapján kifejlesztették ki. A nedvességtartalmat a minták nedvességtartalma és dielektromos állandója alapján határozzák meg.
Mivel az anyagok vezetése a víztartalom mellett egyéb tényezőktől is függ, a módszer csak akkor ad megfelelő pontosságú eredményt, ha az anyagok mérés alatti állapotának reprodukálhatósága biztosított. A vezetőképesség értéke a következő befolyásoló tényezőktől függ:
- a minta homogenitása,
- a minta elektrolit tartalma,
- a minta mennyisége, tömörítettsége,
- a minta hőmérséklete,
- a mérés elektromos paraméterei (feszültség, frekvencia, áramsűrűség, elektródok felépítése).
A módszer egyszerűsége miatt igen elterjedt. Előnye, hogy kis nedvességtartalom változás nagy vezetőképesség változást eredményez, továbbá, hogy az elektród kiképzés alkalmazkodhat a mintához. Előnye, hogy a műszerek egyszerűen kivitelezhetőek, ezért viszonylag olcsóak, áruk: 100-200 ezer Ft között változik.
Hátránya, hogy minden egyes anyagra külön skálát, külön kalibrációt igényel. A kalibrálást minden esetben a mérendő termékre kell elvégezni.
A mérési eredményeket befolyásoló tényezők közül a mérendő minta mennyisége, tömörítettsége a különböző mérőeszközök esetében a konstrukciótól függően változó. A különböző típusú mérőberendezések adott térfogatú, vagy tömegű termény vizsgálatára alkalmasak, így a mintabetöltés rendszere lehet:
- beépített mérleg,
- meghatározott térfogatú minta ejtő rendszerű betöltése,
- a minta mérése meghatározott térfogatú mérőcellába történő betöltése után meghatározott nyomás alatt történik,
- a mérőcella fogazott őrlők között, meghatározott erővel töri, tömöríti a mintát.
A különböző konstrukciójú műszerek mérési eredményei, megfelelő kalibrálás mellett, közel azonosak, ami azt jelenti, hogy búza mérése esetében a 11,0 ¸ 19,0 % (m/m) nedvességtartalmú tartományban ± 0,5 – 0,6 %(m/m) pontos eredményt adnak. A műszerek használata rendkívül egyszerű, azonban a fentiek szerint a mintabetöltés több-kevesebb gyakorlatot igényel. A mintabetöltés közötti különbség miatt fordul elő sok esetben a különböző felhasználók által mért eredmények eltérése.
A műszerek rendelkeznek beépített hőmérővel, így figyelembe vesznek bizonyos hőmérséklet kompenzációt, a gyakorlatban azonban ennek ellenére csak abban az esetben biztosítható megfelelő mérési eredmény, amennyiben a műszer és a minta hőmérséklete között nincsen nagy hőmérséklet különbség. A hőmérséklet különbség hideg időben okozhat mérési problémát. A gyorsvizsgáló műszerek használatánál fontos a készülékek folyamatos karbantartása, újrakalibrálása. A laboratóriumi háttér nélkül üzemeltetett műszerek esetében a felhasználó nem tudja, hogy készüléke milyen hibával mér, a mérési hibát későn veszi észre.
dr. Budai Judit
mérésügyi főtanácsos
Gabona-Labor Kft. Kalibráló Laboratórium
laboratóriumvezető