Aktywność wody zapisuje się małą literą a z indeksem dolnym małą literą w — od słowa water: a_w. To liczba bezwymiarowa od 0 do 1. Często zapisuje się ją w procentach jako równowagową wilgotność względną, ERH: a_w = 0,7 odpowiada 70 %.
Aktywność wody i wilgotność produktu to różne liczby. Wilgotność mówi, ile wody jest w produkcie wagowo. Aktywność mówi, jak swobodna jest ta woda. W miodzie jest około 17 % wody, a w ziarnie około 14 %, ale a_w jest u nich prawie taka sama: cukier trzyma wodę równie mocno jak skrobia.
W szklanym słoju leży kromka chleba, a na dnie słoja jest woda. Niebieskie krople unoszą się od wody do miękiszu. Przez litery a_w na chlebie rozrastają się trzy kolonie pleśni, z których unoszą się zarodniki. Pod pokrywką raz pojawia się, raz znika mgła. Po prawej wskazówka higrometru idzie po skali i dochodzi do czerwonej kreski 0,70 — od niej zaczyna się zielona strefa pleśni.
Karta jednostki
mikologia wyd. 2026-10Aktywność wody a_w
Wielkość bezwymiarowa · stosunek prężności pary nad próbką do prężności pary nad czystą wodą
Dlaczego suchar leży latami, a chleb pleśnieje w tydzień
Połóż kromkę świeżego chleba w zamkniętym słoju. Po pięciu do siedmiu dniach pojawią się na niej zielone plamy. Suchar z tego samego chleba przeleży w tym samym słoju rok i nie zmieni się. Zarodniki pleśni są na obu. Różnica to tylko woda, którą mogą pobrać.
Dostępność wody mierzy się aktywnością wody a_w. To prężność pary wodnej nad produktem podzielona przez prężność pary nad czystą wodą w tej samej temperaturze. Dla czystej wody a_w = 1. Dla świeżego chleba wynosi ona około 0,96, dla sucharka — około 0,3.
Większość pleśni potrzebuje a_w nie niższej niż 0,8. Najbardziej odporne zaczynają rosnąć przy około 0,7. Poniżej 0,6 nie rośnie prawie nic. Dlatego ziarno przechowuje się suche, archiwa utrzymuje przy wilgotności powietrza około 50 %, a dżem gotuje z dużą ilością cukru.
01 · Definicja
prężność pary · izoterma · próg wzrostuWoda w produkcie bywa wolna i związana. Związaną trzymają skrobia, białko, cukier i sól. Im mocniej trzymają, tym mniej cząsteczek wody ucieka do powietrza nad produktem. Dlatego prężność pary nad produktem jest mniejsza niż nad czystą wodą. Ich stosunek to właśnie aktywność wody.
Jeśli produkt poleży w zamkniętej objętości, powietrze nad nim dojdzie do równowagi z produktem. Wtedy wilgotność względna powietrza stanie się równa a_w, pomnożonej przez 100. Z tego korzysta się w praktyce: a_w mierzy się higrometrem w małej komorze nad próbką.
Związek między wilgotnością produktu a jego a_w nazywa się izotermą sorpcji. Każdy materiał ma swoją. Ziarno o wilgotności 14 % i papier o wilgotności 8 % mogą mieć tę samą a_w. A dla pleśni liczy się właśnie a_w: to ona decyduje, czy grzyb zdoła pobrać wodę.
Kiedy pojawią się pierwsze plamy
U góry — szklany słój z próbką: chleb, ziarno, książka lub dżem. Suwakiem ustaw wilgotność powietrza w słoju, a dla dżemu — zawartość cukru. Próbka stopniowo dochodzi do równowagi z powietrzem, a jej a_w pokazuje higrometr. Czas płynie w dniach. Trzy pleśnie czekają na swój próg: kserofilny Aspergillus rośnie od 0,70, Penicillium — od 0,80, Mucor — od 0,90. Gdy a_w przekroczy próg, zarodniki kiełkują, a kolonie się rozrastają. Na niebiesko pokazana jest woda, na zielono — pleśń, na czerwono — progi. Na dole są trzy widoki. «a_w po dniach» — jak zmienia się aktywność próbki i kiedy pojawiły się kolonie. «Izoterma» — ile wody jest w materiale przy każdej a_w. «Czas do pleśni» — ile dni czekać na pierwszą kolonię przy różnej a_w.
Słój utrzymuje wilgotność samego chleba
W zamkniętym słoju chleb nie ma gdzie oddać wody. Trochę wody ucieka do powietrza, a powietrze szybko staje się tak wilgotne jak chleb — około 95 %. Potem chleb prawie nie schnie i pleśń ma dość wody. Jeśli otworzyć słój lub położyć obok silikażel, powietrze stanie się suchsze, a chleb odda wodę. Gdy jego a_w spadnie poniżej 0,7, pleśń przestanie rosnąć. Tak powstaje suchar.
02 · Przeliczanie
wilgotność powietrza · produkty · progi drobnoustrojówOd aktywności wody do wilgotności materiału
Wpisz a_w, wilgotność względną powietrza lub prężność pary. Pierwsza zakładka pokaże prężność pary, wilgotność chleba, ziarna i papieru przy tej a_w i jakie drobnoustroje mogą rosnąć. Druga zbiera a_w zwykłych produktów i rzeczy. Trzecia — progi wzrostu drobnoustrojów.
Sama a_w słabo zależy od temperatury. Ale przy ochłodzeniu powietrze przy zimnej ścianie może dojść do punktu rosy. Wtedy na szkle słoja lub na ścianie archiwum wypada woda i tam a_w jest równa jedności. Dlatego wilgotnych rzeczy nie wolno stawiać przy zimnej ścianie.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Przyrządy pomiarowe
komora z czujnikiem · chłodzone lustro · wilgotnościomierz · rejestratorAktywność wody mierzy się po powietrzu nad próbką
Analizator aktywności wody
Próbkę wkłada się do plastikowego kubeczka i wsuwa do małej zamkniętej komory. Powietrze w komorze dochodzi do równowagi z próbką w kilka minut. Czujnik pojemnościowy mierzy wilgotność powietrza, a termometr — temperaturę. Przyrząd pokazuje a_w i temperaturę, w której ją zmierzono. Metodę opisuje norma ISO 18787.
Chłodzone lustro
Nad próbką stoi małe lusterko chłodzone elementem Peltiera. Promień światła odbija się od lusterka do fotodetektora. Gdy na lusterku osiada rosa, odbity promień słabnie, a przyrząd zapamiętuje temperaturę lusterka — punkt rosy. Z punktu rosy i temperatury próbki oblicza się prężność pary i a_w. To najdokładniejsza metoda, do ±0,003.
Wilgotnościomierz do ziarna
W elewatorze mierzy się nie a_w, lecz wilgotność ziarna. Ziarno wsypuje się do komory między dwiema płytkami, a przyrząd mierzy jej pojemność elektryczną: woda silnie ją zmienia. Z izotermy wilgotność przelicza się na a_w. Dla pszenicy wilgotność 14 % odpowiada a_w około 0,7 w 20 °C, dlatego ziarno suszy się do 13—14 %.
Rejestrator w archiwum
Papier sam w sobie prawie nie pleśnieje, dopóki powietrze wokół jest suche. W archiwach i bibliotekach na regałach stawia się małe rejestratory, które co godzinę zapisują wilgotność i temperaturę. Jeśli wilgotność powietrza długo utrzymuje się powyżej 65—70 %, papier dochodzi do tej samej a_w, a na grzbietach pojawiają się plamy. Magazyny utrzymują wilgotność około 45—55 %.
05 · Zasady zapisu
ułamek jedności · temperatura · różnica względem wilgotnościa_w zapisuje się jako ułamek jedności i z temperaturą
Aktywność wody zapisuje się liczbą od 0 do 1 z dwoma lub trzema miejscami po przecinku, bez jednostki. Obok podaje się temperaturę, w której ją zmierzono. Wilgotność produktu zapisuje się osobno i w procentach, z adnotacją, czy w odniesieniu do masy mokrej, czy suchej.
Aktywność to ułamek jedności, a 72 % to już wilgotność względna powietrza w równowadze. Zapis «0,72 %» myli oba pojęcia. 14 % to wilgotność ziarna, a nie jego aktywność. Próg 0,70 odnosi się do a_w, a nie do wilgotności materiału. Pięciu miejsc po przecinku przyrząd nie podaje. A wilgotność powietrza bez temperatury jest niepełna: po ochłodzeniu to samo powietrze może dać rosę.
06 · Jednostki sąsiednie
mykologia · ciśnienie · roztwórAktywność wody to stosunek dwóch prężności pary, więc jej najbliższym sąsiadem jest pascal. Cukier i sól obniżają ją przez stężenie roztworu, a to mierzy się w molach na litr. Jak szybko rośnie pleśń, gdy ma dość wody, pokazuje strona o wzroście grzybni.
Prężność pary: 3169 Pa nad wodą w 25 °C.
MIm mocniejszy syrop, tym niższa a_w.
K_rSzybkość kolonii, gdy wody wystarcza.
07 · Dział historyczny
archiwum · od higrometru włosowego do ISO 18787Jak zrozumiano, że drobnoustrojom liczy się nie woda, lecz jej aktywność
{title}
{text}
a_w ma sens tylko w równowadze
Ludzki włos wydłuża się, gdy powietrze wilgotnieje, i skraca, gdy wysycha. Na tym opiera się higrometr de Saussure'a z 1783 roku: włos jest naciągnięty sprężynką i przez dźwigienkę obraca wskazówkę. Pokazuje on wilgotność powietrza, a nie produktu. Ale jeśli produkt długo leży obok w zamkniętej objętości, liczby te się zgadzają.
Kluczowe słowo to «długo». Świeży chleb, dopiero co położony w suchym pokoju, oddaje wodę, a powietrze przy jego powierzchni jest wilgotniejsze niż w pokoju. Dopóki trwa wymiana, a_w na skórce i w środku miękiszu jest różna. Dlatego norma wymaga czekania na równowagę i utrzymywania stałej temperatury.
Po prawej — co się dzieje bez równowagi. Wskazówka czujnika najpierw skacze do wilgotności pokoju, a dopiero potem powoli zbliża się do a_w próbki. Zapisuje się tę wartość, na której się zatrzymuje.
Siedem jednostek podstawowych SI
Katalog wielkości
Mykologia i woda · 12 paszportów
Kropla kwasu zmienia kolor soku, sól barwi płomień, woda zamarza od stuknięcia. Pod nimi wszystkie karty Simetrium według dziedzin i alfabetycznie.
Otwórz indeks →