วอเตอร์แอกทิวิตีเขียนด้วยตัว a ตัวพิมพ์เล็กและตัว w ตัวพิมพ์เล็กห้อยท้าย มาจากคำว่า water: a_w เป็นจำนวนไร้มิติตั้งแต่ 0 ถึง 1 มักเขียนเป็นเปอร์เซ็นต์ในชื่อความชื้นสัมพัทธ์สมดุล ERH: a_w = 0.7 ตรงกับ 70 %
วอเตอร์แอกทิวิตีกับความชื้นของผลิตภัณฑ์เป็นคนละค่ากัน ความชื้นบอกว่ามีน้ำอยู่ในผลิตภัณฑ์เท่าใดโดยมวล ส่วนแอกทิวิตีบอกว่าน้ำนั้นเป็นอิสระเพียงใด น้ำผึ้งมีน้ำราว 17 % ส่วนธัญพืชราว 14 % แต่ a_w ของทั้งสองใกล้เคียงกันมาก เพราะน้ำตาลจับน้ำแน่นพอ ๆ กับแป้ง
ในขวดแก้วมีขนมปังหนึ่งแผ่น ก้นขวดมีน้ำ หยดน้ำสีน้ำเงินลอยขึ้นจากน้ำไปยังเนื้อขนมปัง ผ่านตัวอักษร a_w เห็นเชื้อราสามโคโลนีเติบโตบนขนมปัง และมีสปอร์ลอยขึ้นจากโคโลนีเหล่านั้น ใต้ฝามีหมอกขึ้นแล้วหายไปเป็นระยะ ทางขวา เข็มไฮโกรมิเตอร์เดินไปตามสเกลจนถึงขีดแดง 0.70 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของโซนสีเขียวของเชื้อรา
แผ่นข้อมูลหน่วย
วิทยาเห็ดรา ปรับปรุง 2026-10วอเตอร์แอกทิวิตี a_w
ปริมาณไร้มิติ · อัตราส่วนของความดันไอเหนือตัวอย่างต่อความดันไอเหนือน้ำบริสุทธิ์
ทำไมขนมปังกรอบเก็บได้เป็นปี แต่ขนมปังขึ้นราภายในหนึ่งสัปดาห์
วางขนมปังสดหนึ่งแผ่นในขวดปิดสนิท ผ่านไปห้าถึงเจ็ดวันจะมีจุดสีเขียวขึ้นบนขนมปัง ขนมปังกรอบที่ทำจากขนมปังก้อนเดียวกันวางในขวดเดียวกันได้หนึ่งปีโดยไม่เปลี่ยน สปอร์เชื้อรามีอยู่บนทั้งสองอย่าง ความต่างอยู่ที่น้ำที่สปอร์เอาไปใช้ได้เท่านั้น
ความพร้อมใช้ของน้ำวัดด้วยวอเตอร์แอกทิวิตี a_w คือความดันไอน้ำเหนือผลิตภัณฑ์หารด้วยความดันไอเหนือน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิเดียวกัน น้ำบริสุทธิ์มี a_w = 1 ขนมปังสดประมาณ 0.96 ขนมปังกรอบประมาณ 0.3
เชื้อราส่วนใหญ่ต้องการ a_w ไม่ต่ำกว่า 0.8 ชนิดที่ทนที่สุดเริ่มเติบโตราว 0.7 ต่ำกว่า 0.6 แทบไม่มีอะไรเติบโตเลย เพราะอย่างนี้จึงเก็บธัญพืชให้แห้ง เก็บเอกสารไว้ที่ความชื้นอากาศราว 50 % และเคี่ยวแยมใส่น้ำตาลมาก ๆ
01 · นิยาม
ความดันไอ · ไอโซเทอร์ม · เกณฑ์การเติบโตน้ำในผลิตภัณฑ์มีทั้งน้ำอิสระและน้ำที่ถูกจับไว้ น้ำที่ถูกจับไว้ถูกยึดโดยแป้ง โปรตีน น้ำตาล และเกลือ ยิ่งยึดแน่น โมเลกุลน้ำที่หลุดสู่อากาศเหนือผลิตภัณฑ์ก็ยิ่งน้อย ความดันไอเหนือผลิตภัณฑ์จึงต่ำกว่าเหนือน้ำบริสุทธิ์ อัตราส่วนของทั้งสองนี้คือวอเตอร์แอกทิวิตี
ถ้าวางผลิตภัณฑ์ไว้ในที่ปิดสักพัก อากาศเหนือมันจะเข้าสู่สมดุลกับมัน เมื่อนั้นความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศจะเท่ากับ a_w คูณ 100 เราใช้ข้อนี้ได้: a_w วัดด้วยไฮโกรมิเตอร์ในห้องเล็ก ๆ เหนือตัวอย่าง
ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นของผลิตภัณฑ์กับ a_w ของมัน เรียกว่าไอโซเทอร์มการดูดซับ วัสดุแต่ละชนิดมีของตัวเอง ธัญพืชความชื้น 14 % กับกระดาษความชื้น 8 % อาจมี a_w เท่ากันได้ แต่สำหรับเชื้อรา สิ่งที่สำคัญคือ a_w: นี่แหละที่ตัดสินว่าเห็ดราจะดึงน้ำได้หรือไม่
จุดแรกจะปรากฏเมื่อใด
ด้านบนเป็นขวดแก้วใส่ตัวอย่าง: ขนมปัง ธัญพืช หนังสือ หรือแยม ใช้แถบเลื่อนตั้งความชื้นของอากาศในขวด ส่วนแยมให้ตั้งสัดส่วนน้ำตาล ตัวอย่างค่อย ๆ เข้าสู่สมดุลกับอากาศ และไฮโกรมิเตอร์แสดง a_w ของมัน เวลาเดินเป็นวัน เชื้อราสามชนิดรอเกณฑ์ของตัวเอง: แอสเปอร์จิลลัสชอบแห้งเติบโตตั้งแต่ 0.70 เพนิซิลเลียมตั้งแต่ 0.80 และมูกอร์ตั้งแต่ 0.90 เมื่อ a_w สูงกว่าเกณฑ์ สปอร์จะงอกและโคโลนีจะขยาย สีน้ำเงินแสดงน้ำ สีเขียวแสดงเชื้อรา สีแดงแสดงเกณฑ์ ด้านล่างมีสามมุมมอง «a_w ตามวัน» — ตัวอย่างมีแอกทิวิตีเปลี่ยนไปอย่างไรและโคโลนีปรากฏเมื่อใด «ไอโซเทอร์ม» — วัสดุมีน้ำเท่าใดที่ a_w แต่ละระดับ «เวลาถึงเชื้อรา» — ต้องรอกี่วันกว่าโคโลนีแรกจะขึ้น แกนนอนคือ a_w.
ขวดรักษาความชื้นของขนมปังเอง
ในขวดปิด ขนมปังไม่มีที่ให้ปล่อยน้ำ น้ำออกสู่อากาศเล็กน้อย แล้วอากาศก็ชื้นเท่าขนมปังอย่างรวดเร็ว ราว 95 % จากนั้นขนมปังแทบไม่แห้งอีก และเชื้อรามีน้ำเพียงพอ ถ้าเปิดขวดหรือวางซิลิกาเจลไว้ข้าง ๆ อากาศจะแห้งลง และขนมปังจะปล่อยน้ำ เมื่อ a_w ของมันลดลงต่ำกว่า 0.7 เชื้อราจะหยุดเติบโต อย่างนี้เองที่ได้ขนมปังกรอบ
02 · การแปลงหน่วย
ความชื้นอากาศ · ผลิตภัณฑ์ · เกณฑ์ของจุลินทรีย์จากวอเตอร์แอกทิวิตีสู่ความชื้นของวัสดุ
ใส่ a_w, ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ หรือความดันไอ แท็บแรกจะแสดงความดันไอ ความชื้นของขนมปัง ธัญพืช และกระดาษที่ a_w นี้ และจุลินทรีย์ที่เติบโตได้ แท็บที่สองรวบรวม a_w ของผลิตภัณฑ์และสิ่งของทั่วไป แท็บที่สามคือเกณฑ์การเติบโตของจุลินทรีย์
ค่า a_w เองเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย แต่เมื่อเย็นลง อากาศข้างผนังเย็นอาจถึงจุดน้ำค้าง น้ำจะจับบนกระจกขวดหรือผนังห้องเก็บเอกสาร และที่นั่น a_w เท่ากับหนึ่ง จึงไม่ควรวางของชื้นไว้ติดผนังเย็น
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · เครื่องมือวัด
ห้องเซ็นเซอร์ · กระจกเย็น · เครื่องวัดความชื้น · ดาต้าล็อกเกอร์วัดวอเตอร์แอกทิวิตีจากอากาศเหนือตัวอย่าง
เครื่องวิเคราะห์วอเตอร์แอกทิวิตี
ใส่ตัวอย่างในถ้วยพลาสติกแล้วเลื่อนเข้าไปในห้องเล็กที่ปิดสนิท อากาศในห้องเข้าสู่สมดุลกับตัวอย่างภายในไม่กี่นาที เซ็นเซอร์แบบความจุวัดความชื้นของอากาศ ส่วนเทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิ เครื่องแสดง a_w และอุณหภูมิที่วัดค่านั้น วิธีนี้ระบุไว้ในมาตรฐาน ISO 18787
กระจกเย็น
เหนือตัวอย่างมีกระจกเล็ก ๆ ซึ่งอุปกรณ์เพลเทียร์ทำให้เย็น ลำแสงสะท้อนจากกระจกไปยังโฟโตดีเทกเตอร์ เมื่อน้ำค้างจับบนกระจก แสงสะท้อนจะอ่อนลง เครื่องจะจำอุณหภูมิกระจกขณะนั้น คือจุดน้ำค้าง จากจุดน้ำค้างและอุณหภูมิของตัวอย่างจึงคำนวณความดันไอและ a_w ได้ นี่เป็นวิธีที่แม่นที่สุด ถึง ±0.003
เครื่องวัดความชื้นธัญพืช
ที่ไซโลเก็บธัญพืชไม่ได้วัด a_w แต่วัดความชื้นของธัญพืช เทธัญพืชลงในเซลล์ระหว่างแผ่นสองแผ่น เครื่องวัดความจุไฟฟ้าของเซลล์ เพราะน้ำเปลี่ยนค่านี้มาก แล้วแปลงความชื้นเป็น a_w ตามไอโซเทอร์ม สำหรับข้าวสาลี ความชื้น 14 % ตรงกับ a_w ราว 0.7 ที่ 20 °C จึงอบธัญพืชให้แห้งถึง 13—14 %
ล็อกเกอร์ในหอจดหมายเหตุ
กระดาษเองแทบไม่ขึ้นราตราบที่อากาศรอบ ๆ แห้ง ในหอจดหมายเหตุและห้องสมุดมีการวางล็อกเกอร์เล็ก ๆ บนชั้น บันทึกความชื้นและอุณหภูมิทุกชั่วโมง ถ้าความชื้นอากาศอยู่เหนือ 65—70 % นาน ๆ กระดาษก็จะเข้าสู่ a_w เดียวกัน และที่สันหนังสือจะมีจุดขึ้น ห้องเก็บรักษาคุมความชื้นไว้ราว 45—55 %
05 · กฎการเขียน
ทศนิยม · อุณหภูมิ · ต่างจากความชื้นเขียน a_w เป็นทศนิยมและระบุอุณหภูมิ
เขียนวอเตอร์แอกทิวิตีเป็นจำนวนตั้งแต่ 0 ถึง 1 มีทศนิยมสองสามตำแหน่ง ไม่มีหน่วย ระบุอุณหภูมิที่วัดไว้ข้าง ๆ ความชื้นของผลิตภัณฑ์เขียนแยกต่างหากเป็นเปอร์เซ็นต์ พร้อมหมายเหตุว่าฐานเปียกหรือฐานแห้ง
แอกทิวิตีเป็นทศนิยม ส่วน 72 % คือความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศที่สมดุลแล้ว «0.72 %» ปนสองแบบเข้าด้วยกัน 14 % คือความชื้นของธัญพืช ไม่ใช่แอกทิวิตี เกณฑ์ 0.70 ใช้กับ a_w ไม่ใช่กับความชื้นของวัสดุ เครื่องไม่ให้ทศนิยมห้าตำแหน่ง และความชื้นอากาศที่ไม่มีอุณหภูมิก็ไม่สมบูรณ์ เมื่อเย็นลง อากาศเดิมอาจให้น้ำค้างได้
06 · หน่วยข้างเคียง
วิทยาเห็ดรา · ความดัน · สารละลายวอเตอร์แอกทิวิตีคืออัตราส่วนของความดันไอสองค่า เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดจึงคือพาสคัล น้ำตาลและเกลือลดค่านี้ผ่านความเข้มข้นของสารละลาย ซึ่งวัดเป็นโมลต่อลิตร เชื้อราเติบโตเร็วเพียงใดเมื่อมีน้ำพอ ดูได้ในแผ่นข้อมูลการเติบโตของเส้นใยเห็ดรา
ความดันไอ: 3169 Pa เหนือน้ำที่ 25 °C
Mน้ำเชื่อมยิ่งเข้มข้น a_w ยิ่งต่ำ
K_rความเร็วของโคโลนีเมื่อมีน้ำพอ
07 · ภาคประวัติ
หอจดหมายเหตุ · จากไฮโกรมิเตอร์เส้นผมถึง ISO 18787รู้ได้อย่างไรว่าจุลินทรีย์ไม่ได้สนใจน้ำ แต่สนใจแอกทิวิตีของน้ำ
{title}
{text}
a_w มีความหมายเฉพาะที่สมดุล
เส้นผมมนุษย์ยืดออกเมื่ออากาศชื้นขึ้นและหดสั้นเมื่อแห้ง ไฮโกรมิเตอร์ของโซซูร์ปี 1783 สร้างบนหลักนี้ เส้นผมถูกสปริงเล็ก ๆ ดึงตึง และผ่านคันโยกหมุนเข็ม มันแสดงความชื้นของอากาศ ไม่ใช่ของผลิตภัณฑ์ แต่ถ้าผลิตภัณฑ์วางอยู่ข้าง ๆ ในที่ปิดนาน ๆ ตัวเลขทั้งสองก็ตรงกัน
คำสำคัญคือ «นาน» ขนมปังสดที่เพิ่งวางในห้องแห้งจะปล่อยน้ำ และอากาศที่ผิวของมันชื้นกว่าอากาศในห้อง ตราบที่การแลกเปลี่ยนยังดำเนินอยู่ ค่า a_w ที่เปลือกกับที่กลางเนื้อขนมปังต่างกัน มาตรฐานจึงกำหนดให้รอสมดุลและรักษาอุณหภูมิให้คงที่
ทางขวาคือสิ่งที่เกิดเมื่อไม่มีสมดุล เข็มเซ็นเซอร์กระโดดไปที่ความชื้นของห้องก่อน แล้วค่อย ๆ เข้าใกล้ a_w ของตัวอย่าง บันทึกค่าที่เข็มหยุดนิ่ง
หน่วยฐาน SI ทั้งเจ็ด
สารบัญปริมาณ
วิทยาเห็ดราและน้ำ · แผ่นข้อมูล 12 แผ่น
กรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษร
เปิดดัชนี →