Szemestermények nedvességtartalmának meghatározása az érés, a szárítás és a tárolás során

Egyrészt az aratás pontos idõpontjának meghatározására, másrészt a szárítás és tárolás áruminõségre és ökonómiájára gyakorolt jelentõsége miatt. Kiragadott példaként gondoljunk csak bele, hogy akár csak egy százalékos túlszárítás milyen jelentõs költségnövekedést okoz.

A nedvességtartalom meghatározással szemben támasztott igényeket (pontosság, reprodukálhatóság és gyorsaság) nehéz teljesíteni. A problémát az jelenti, hogy az összetett biológiai anyagok különbözõ állapotokban tartalmazzák a vizet - szabad víz, kötött víz (adszorbeált), kémiailag kapcsolt víz -, valamint, mint minden anyag, környezetük egyes állapotváltozásaira nedvességtartalom változással reagálnak. Ráadásul a termények nedvességtartalma egy táblán ill. egy tételen belül is jelentõsen eltérhet.

Annak ellenére, hogy a nedvességtartalom meghatározást gyakran egy egyszerû analitikai módszernek tekintik, a valóságban még a közvetlen – vízelvonásból számolt – mérések is számos hibával terheltek. A közvetett módszerek (pl.: elektromos eszközök) legnagyobb hátránya, hogy gyakori kalibrációt igényelnek.

A szemestermények nedvességtartalmának meghatározására a következõ, leggyakrabban alkalmazott módszerek alkalmasak:

Közvetlen:

·        nedvességelvonásból számolt:

­         szárítószekrényes módszer,

­         gyorsnedvesség meghatározó mérleg.

·        elektromos nedvességmérõk:

­         vezetõképesség alapján mérõ,

­         dielektromos tulajdonságok alapján mérõ;

·        infravörös elnyelés alapján mérõ spektrofotométer;

·        mikrohullámú nedvességmérõ.

A termények vízelvonásából számolt nedvességtartalom meghatározásának legelterjedtebb módja a szárítószekrényes módszer. Megbízhatóságából következõen a legelfogadottabb. Az õrölt vagy õröletlen magmintákat szabványokban meghatározott hõmérsékleten és idõtartamig szárítják, majd az elpárolgott víz mennyiségébõl számítják ki a minta nedvességtartalmát. Különbözõ szabványok léteznek a minta mennyiségére, a szárítólevegõ hõmérsékletére és idõtartalmára vonatkozóan (pl.: MSZ 6367-3:1983 vagy az Amerikai Agrármûszaki Társaság Szabványkönyvében található: ASAE Standards: S352.2 Mosisture Measurements–Unground Grain and Seeds, St. Joseph, MI, USA). A szárítószekrényes módszer elõnye a nagy pontosság, ezért minõségi vizsgálatoknál, mûszerek kalibrációinál használata alapvetõ. Hátránya, hogy a mérés órákig, bizonyos esetekben napokig is eltart, így pl.: szárítók szabályzására nem alkalmas. Másik hátránya, hogy nem mobil berendezések, emiatt pl. szántóföldön, az érés tanulmányozására nem használhatók. Alapos gonddal kell eljárni, a minták helyszínérõl a laboratóriumba történõ szállításnál is, hogy a minták nedvességtartalma idõközben ne változzon. A módszer gyorsabb változatai, amikor mikrohullámú energiát használnak az anyag kiszárításához, ill. amikor vákuum alatt történik a szárítás.

A víztartalmat 0,1% pontossággal kell megadni és az ismétlésben végzett vizsgálatok között 0,2%-nál nagyobb eltérés nem lehet. Itt kell megjegyeznünk, hogy a termények nedvességtartalmát kétféleképpen adhatjuk meg: nedvesbázisra ill. szárazbázisra vonatkoztatva, attól függõen, hogy a szárazanyag tömeget vagy a teljes (szárazanyag+víz) tömeget tekintjük viszonyítási alapnak. A fentiek figyelmen kívül hagyása sok esetben félreértésekre adhat okot.

A közvetlen nedvességtartalom mérés kategóriájába tartozik, az un. laboratóriumi gyorsnedvesség meghatározó mérlegek csoportja, amelyek infravörös vagy halogén hõforrást használnak a termények nedvességtartalmának gyors elpárologtatásához. A készülék a vizsgálni kívánt anyagot egy bizonyos nedvességtartalom csökkenésig (pl.: 0,01 g/min) szárítja, majd a kiindulási és végsõ súlyokból kiszámítja a nedvességtartalmat. Gabonánál a mérési idõ 1,5–3 óra között van. Elterjedten használhatók pl. szárítóüzemek kezelõiben.

Az elektromos nedvességmérõk óriási elõnye a gyorsaság. Ezeket a mûszereket gyorsnedvesség mérõknek is nevezik, amelyek vagy az anyagok villamos vezetõképessége, vagy pedig azok dielektromos tulajdonsága alapján határozzák meg a víztartalmat. Az egyszerûen kezelhetõ, mobil mûszerekkel néhány perc alatt, az üzemi gyakorlat számára elfogadható pontosságú eredményt kapnak, amennyiben megfelelõen bekalibrálták a berendezést. Használatuk rendszerint súly- és hõmérsékletméréssel is párosul, mivel az elektromos tulajdonságokat - a termények nedvességtartalmán kívül - ezek a jellemzõk is befolyásolják. A hordozható, kézi elektromos nedvességmérõn kívül, azonos elven mûködõ folyamatos ill. mintavételes elektromos nedvességmérõket építenek be, pl.: szemestermény szárítókban is, azok automatikus szabályzása céljából. Azonban, minden esetben javasolt az elektromos mûszerek idõszakos kalibrációja szárítószekrényes mérésekkel. Az ilyen berendezések pontatlansága a termények magasabb nedvességtartalmánál (>25%) megnövekszik, ill. ha a terményfelületén nedvesség koncentrálódik.

A közeli infravörös mérési módszereket (közeli infravörös reflexió: NIR; ill. transzmisszió: NIT) elterjedten használják számos paraméter (nedvességtartalom, fehérje, sikér, hamu, olajtartalom, stb.) meghatározására. A mérési módszer elve az, hogy a különbözõ összetevõk eltérõ hullámhosszú infravörös sugárzást nyelnek el. A könnyen kezelhetõ, gyors és pontos méréseket lehetõvé tevõ infravörös elemzõ mûszereket általánosan használják a gabonaiparban. Általában egész szemek vizsgálatára alkalmas berendezések kalibrációja ismert mintasorozatokkal történik.

A mikrohullámú nedvességmérõkben a mikrohullámok amplitúdója anyagnedvességtõl függõen változik. A mérõrendszerrel 0,1% pontosságú mérések végezhetõk el, elsõsorban õrölt magvak nedvességtartalmának mérésénél megbízhatók. A gyakorlatban kevéssé terjedtek el.

A fentieken kívül számos közvetlen és közvetett módszer létezik a szemestermények nedvességtartalmának meghatározására. A közvetlen módszerek közül ilyenek a kémiai (pl.: Karl Fischer); a desztillációs (pl.: toluol-ós) és a gázkromatográfos módszerek. A közvetett módszerek közül az egyensúlyi nedvességtartalom mérésén és a mágneses rezonancián alapuló mérések ismertek.