जल सक्रियता को छोटे a और नीचे लिखे छोटे w से लिखते हैं, शब्द water से: a_w. यह 0 से 1 तक की विमाहीन संख्या है। इसे अक्सर प्रतिशत में साम्य सापेक्ष आर्द्रता ERH के रूप में लिखा जाता है: a_w = 0.7 का अर्थ 70 % है।
जल सक्रियता और उत्पाद की नमी दो अलग संख्याएँ हैं। नमी बताती है कि उत्पाद में द्रव्यमान के हिसाब से कितना पानी है। सक्रियता बताती है कि वह पानी कितना मुक्त है। शहद में पानी लगभग 17 % और अनाज में लगभग 14 % होता है, पर a_w दोनों की लगभग एक जैसी है: चीनी पानी को उतनी ही मज़बूती से थामती है जितना स्टार्च।
काँच के जार में ब्रेड का एक टुकड़ा रखा है और जार की तली में पानी है। नीली बूँदें पानी से ब्रेड के गूदे की ओर उठती हैं। अक्षरों a_w के बीच से ब्रेड पर फफूँद की तीन कॉलोनियाँ फैलती हैं और उनसे बीजाणु ऊपर उठते हैं। ढक्कन के नीचे कभी धुंध आती है, कभी गायब हो जाती है। दाईं ओर आर्द्रतामापी की सुई पैमाने पर चलकर लाल निशान 0.70 तक पहुँचती है, जहाँ से फफूँद का हरा क्षेत्र शुरू होता है।
इकाई पत्रक
कवक विज्ञान संशोधन 2026-10जल सक्रियता a_w
विमाहीन राशि · नमूने के ऊपर वाष्प दाब और शुद्ध पानी के ऊपर वाष्प दाब का अनुपात
रस्क बरसों रखा रहता है और ब्रेड हफ़्ते भर में फफूँद पकड़ लेती है, क्यों
ताज़ी ब्रेड का एक टुकड़ा बंद जार में रखें। पाँच से सात दिन में उस पर हरे धब्बे उभर आएँगे। उसी ब्रेड का रस्क उसी जार में साल भर पड़ा रहेगा और नहीं बदलेगा। फफूँद के बीजाणु दोनों पर हैं। फ़र्क़ सिर्फ़ उस पानी का है जो वे ले सकते हैं।
पानी की उपलब्धता को जल सक्रियता से मापते हैं a_w. यह उत्पाद के ऊपर जल वाष्प का दाब है, जिसे उसी तापमान पर शुद्ध पानी के ऊपर वाष्प दाब से भाग दिया जाता है। शुद्ध पानी के लिए a_w = 1 है। ताज़ी ब्रेड के लिए लगभग 0.96 और रस्क के लिए लगभग 0.3।
ज़्यादातर फफूँदों को a_w कम से कम 0.8 चाहिए। सबसे सख़्तजान लगभग 0.7 पर बढ़ना शुरू करती हैं। 0.6 से नीचे लगभग कुछ नहीं उगता। इसीलिए अनाज सूखा रखा जाता है, अभिलेखागार हवा की लगभग 50 % नमी पर रखे जाते हैं और मुरब्बा खूब चीनी डालकर पकाया जाता है।
01 · परिभाषा
वाष्प दाब · समताप वक्र · वृद्धि की सीमाउत्पाद में पानी मुक्त भी होता है और बँधा हुआ भी। बँधे पानी को स्टार्च, प्रोटीन, चीनी और नमक थामते हैं। वे जितनी मज़बूती से थामें, पानी के उतने ही कम अणु उत्पाद के ऊपर की हवा में जाते हैं। इसीलिए उत्पाद के ऊपर वाष्प दाब शुद्ध पानी के ऊपर के दाब से कम होता है। इन दोनों का अनुपात ही जल सक्रियता है।
यदि उत्पाद कुछ समय बंद आयतन में पड़ा रहे, तो उसके ऊपर की हवा उसके साथ साम्य में आ जाती है। तब हवा की सापेक्ष आर्द्रता इसके बराबर हो जाती है: a_w, 100 से गुणा किया हुआ। इसी का उपयोग किया जाता है: a_w नमूने के ऊपर छोटे कक्ष में आर्द्रतामापी से मापते हैं।
उत्पाद की नमी और उसकी a_w के बीच के संबंध को सोखने का समताप वक्र कहते हैं। हर पदार्थ का अपना होता है। 14 % नमी वाला अनाज और 8 % नमी वाला काग़ज़ एक ही a_w रख सकते हैं। और फफूँद के लिए महत्त्व इसी a_w का है: यही तय करती है कि कवक पानी ले सकेगा या नहीं।
पहले धब्बे कब दिखेंगे
ऊपर नमूने के साथ काँच का जार है: ब्रेड, अनाज, किताब या मुरब्बा। स्लाइडर से जार में हवा की नमी तय करें, मुरब्बे के लिए चीनी का अंश। नमूना धीरे-धीरे हवा के साथ साम्य में आता है और आर्द्रतामापी उसकी a_w दिखाता है। समय दिनों में चलता है। तीन फफूँदें अपनी सीमा की प्रतीक्षा करती हैं: शुष्कप्रेमी ऐस्पर्जिलस 0.70 से, पेनिसिलियम 0.80 से और म्यूकर 0.90 से बढ़ता है। जब a_w सीमा से ऊपर हो, तो बीजाणु अंकुरित होते हैं और कॉलोनियाँ बढ़ती हैं। नीला रंग पानी, हरा फफूँद और लाल सीमाएँ दिखाता है। नीचे तीन दृश्य हैं। «a_w दिनों के अनुसार» — नमूने की सक्रियता कैसे बदलती है और कॉलोनियाँ कब दिखीं। «समताप वक्र» — पदार्थ में कितना पानी है, हर a_w. «फफूँद तक का समय» — पहली कॉलोनी के लिए कितने दिन रुकना है, अलग-अलग a_w.
जार ब्रेड की अपनी नमी को थामे रखता है
बंद जार में ब्रेड के पास पानी देने की कोई जगह नहीं। थोड़ा पानी हवा में जाता है और हवा जल्दी ब्रेड जितनी नम हो जाती है, लगभग 95 %। इसके बाद ब्रेड लगभग नहीं सूखती और फफूँद को पानी काफ़ी मिलता है। यदि जार खोल दिया जाए या पास में सिलिका जेल रख दिया जाए, तो हवा सूख जाती है और ब्रेड पानी छोड़ देती है। जब उसकी a_w 0.7 से नीचे आ जाती है, तो फफूँद बढ़ना बंद कर देती है। इस तरह रस्क बनता है।
02 · रूपांतरण
हवा की नमी · उत्पाद · सूक्ष्मजीवों की सीमाएँजल सक्रियता से पदार्थ की नमी तक
दर्ज करें a_w, हवा की सापेक्ष आर्द्रता या वाष्प दाब। पहला टैब इस a_w पर वाष्प दाब, ब्रेड, अनाज और काग़ज़ की नमी तथा यह दिखाएगा कि कौन-से सूक्ष्मजीव बढ़ सकते हैं। दूसरा इकट्ठा करता है a_w आम उत्पादों और वस्तुओं की। तीसरा सूक्ष्मजीवों की वृद्धि की सीमाएँ हैं।
स्वयं a_w तापमान से कम बदलती है। पर ठंडा होने पर ठंडी दीवार के पास हवा ओस बिंदु तक पहुँच सकती है। तब जार के काँच पर या अभिलेखागार की दीवार पर पानी गिरता है, और वहाँ a_w एक के बराबर होती है। इसीलिए नम चीज़ों को ठंडी दीवार के पास नहीं रखना चाहिए।
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04 · मापक यंत्र
सेंसर वाला कक्ष · ठंडा होने वाला दर्पण · अनाज नमीमापी · लॉगरजल सक्रियता नमूने के ऊपर की हवा से मापते हैं
जल सक्रियता विश्लेषक
नमूना प्लास्टिक की कटोरी में रखकर एक छोटे बंद कक्ष में सरकाया जाता है। कक्ष की हवा कुछ मिनट में नमूने के साथ साम्य में आ जाती है। धारिता सेंसर हवा की नमी मापता है और थर्मामीटर तापमान। उपकरण a_w और वह तापमान दिखाता है जिस पर उसे मापा गया। विधि मानक ISO 18787 में वर्णित है।
ठंडा होने वाला दर्पण
नमूने के ऊपर एक छोटा दर्पण है, जिसे पेल्टियर अवयव ठंडा करता है। प्रकाश की किरण दर्पण से परावर्तित होकर प्रकाश संसूचक में जाती है। जब दर्पण पर ओस गिरती है, तो परावर्तित किरण कमज़ोर हो जाती है और उपकरण दर्पण का तापमान, यानी ओस बिंदु, याद कर लेता है। ओस बिंदु और नमूने के तापमान से वाष्प दाब और a_w निकालते हैं। यह सबसे सटीक तरीक़ा है, ±0.003 तक।
अनाज नमीमापी
अनाज भंडार में a_w नहीं मापते, बल्कि अनाज की नमी मापते हैं। अनाज को दो प्लेटों के बीच कक्ष में डाला जाता है और उपकरण उसकी विद्युत धारिता मापता है: पानी उसे बहुत बदलता है। समताप वक्र से नमी को a_w में बदलते हैं। गेहूँ के लिए 14 % नमी a_w लगभग 0.7 के अनुरूप है 20 °C पर, इसीलिए अनाज को 13—14 % तक सुखाया जाता है।
अभिलेखागार में लॉगर
काग़ज़ अपने आप में लगभग फफूँदग्रस्त नहीं होता, जब तक आसपास की हवा सूखी हो। अभिलेखागारों और पुस्तकालयों में शेल्फ़ों पर छोटे लॉगर रखे जाते हैं जो हर घंटे नमी और तापमान दर्ज करते हैं। यदि हवा की नमी देर तक 65—70 % से ऊपर रहे, तो काग़ज़ उसी a_w पर आ जाता है और किताबों की जिल्द की पीठ पर धब्बे उभर आते हैं। भंडार नमी लगभग 45—55 % पर रखते हैं।
05 · लेखन नियम
इकाई का अंश · तापमान · नमी से अंतरa_w को इकाई के अंश के रूप में और तापमान के साथ लिखते हैं
जल सक्रियता को 0 से 1 तक की संख्या के रूप में, दशमलव के बाद दो-तीन अंकों के साथ और बिना इकाई के लिखते हैं। साथ में वह तापमान लिखते हैं जिस पर उसे मापा गया। उत्पाद की नमी अलग से और प्रतिशत में लिखी जाती है, यह बताते हुए कि वह गीले द्रव्यमान पर है या सूखे पर।
सक्रियता इकाई का अंश है, जबकि 72 % साम्य में हवा की सापेक्ष आर्द्रता है। «0.72 %» दोनों लिखावटों को गड्डमड्ड कर देता है। 14 % अनाज की नमी है, उसकी सक्रियता नहीं। सीमा 0.70 का संबंध a_w से है, पदार्थ की नमी से नहीं। उपकरण दशमलव के बाद पाँच अंक नहीं देता। और तापमान के बिना हवा की नमी अधूरी है: ठंडा होने पर वही हवा ओस दे सकती है।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
कवक विज्ञान · दाब · विलयनजल सक्रियता दो वाष्प दाबों का अनुपात है, इसलिए उसका निकटतम पड़ोसी पास्कल है। चीनी और नमक इसे विलयन की सांद्रता के ज़रिए घटाते हैं, और सांद्रता मोल प्रति लीटर में मापी जाती है। पानी काफ़ी हो तो फफूँद कितनी तेज़ी से बढ़ती है, यह कवकजाल की वृद्धि वाला पृष्ठ दिखाता है।
वाष्प दाब: 3169 Pa पानी के ऊपर 25 °C पर।
Mचाशनी जितनी गाढ़ी, a_w उतनी कम।
K_rपानी काफ़ी हो तो कॉलोनी की गति।
07 · ऐतिहासिक भाग
अभिलेखागार · बाल वाले आर्द्रतामापी से ISO 18787 तकयह कैसे समझा गया कि सूक्ष्मजीवों के लिए पानी नहीं, उसकी सक्रियता मायने रखती है
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a_w का अर्थ केवल साम्य में है
मानव बाल हवा नम होने पर लंबा होता है और सूखने पर छोटा। इसी पर 1783 का सोस्यूर का आर्द्रतामापी बना: बाल कमानी से तना है और छोटे उत्तोलक से सुई घुमाता है। यह हवा की नमी दिखाता है, उत्पाद की नहीं। पर यदि उत्पाद बंद आयतन में देर तक उसके पास पड़ा रहे, तो ये दोनों संख्याएँ मिल जाती हैं।
मुख्य शब्द है «देर तक»। ताज़ी ब्रेड, जिसे अभी सूखे कमरे में रखा गया हो, पानी छोड़ती है, और उसकी सतह के पास हवा कमरे से ज़्यादा नम होती है। जब तक आदान-प्रदान चल रहा है, a_w पपड़ी पर और गूदे के बीच में अलग-अलग है। इसीलिए मानक साम्य की प्रतीक्षा करने और तापमान स्थिर रखने की माँग करता है।
दाईं ओर वह है जो साम्य के बिना होता है। सेंसर की सुई पहले कमरे की नमी की ओर उछलती है और उसके बाद ही धीरे-धीरे a_w नमूने की ओर आती है। वह मान दर्ज किया जाता है जिस पर वह रुक जाए।
SI की सात मूल इकाइयाँ
राशियों की सूची
कवक विज्ञान और पानी · 12 परिचय-पृष्ठ
अम्ल की एक बूँद रस का रंग बदल देती है, नमक लौ को रंग देता है, पानी एक थपकी से जम जाता है। उनके नीचे Simetrium के सारे पृष्ठ, विषय के अनुसार और वर्णक्रम में।
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