利用水分活度和水分吸附等温线三个步骤解决食品和药品结块粘结问题

AquaLab作为行业专业的水分活度解决方案导领者，采用可溯源的镜面冷凝露点方法，是中国药典、ISO、AOAC和美国USP、FDA等推荐使用的方法，能够在5分钟内快速测量样品的水分活度。目前全球有80%的用户都选择使用AquaLab水分活度仪。

AquaLab结合了水分活度和水分吸附等温线解决了样品粘结和结块的科学问题，目前在行业中受到了广泛的应用。

如有需要，请联系AquaLab北京办事处（010）65610080。

在食品和药品行业，产品结块和粘结问题无处不在。在粉末有自由流动的地方，通常会出现结块和粘结问题。

当粉末暴露在湿漉的水蒸汽中，它们会吸收空气中的水蒸汽。开始的时候，水分会在粉末和颗粒的表面，但是很快水分会渗透到粉末和颗粒里面。粉末就不会自由流动，开始出现问题。

水分含量无法反映发生什么问题

自由流动的粉末出现结块的过程会有五个不同的阶段。粉末/颗粒变潮，然后变粘、团聚、致密，最终达到液化阶段。该过程受许多因素的影响，包括颗粒的形状和大小，施加的压力以及化学成分。预测和避免结块可以归结为三个方面：时间、温度和水分活度。

临界水分活度

产品在特定的水分活度下会结块或者粘结。每种产品的临界水分活度不同，但通常可以使用高分辨率水分吸附等温线来确定。一旦知道了临界水分活度，如果将产品的水分活度保持在该值以下，就可以避免结块。

在较高水分活度下添加不同的成分可以改变产品的水分活度。另外，高环境湿度和温度升高也会提高产品的水分活度。

3个简单步骤可以防止粘结和结块

1、 不是只加水那么简单

往产品中简单的添加水可以增加水分活度。但是水分可以从高湿度的空气或者更高水分活度的成分中吸收水分。

2、 一次流程两次测量

如果环境湿度高于粉末的水分活度，则粉末会结块。如果添加的成分的水分活度较高，粉末也会结块。需要采取措施避免出现结块问题。

3、 获取高分辨水分吸附等温线

DDI动态水分吸附等温线可以精确定位发生结块和粘结的水分活度值。图1是DDI动态水分吸附等温线。DVS的研究可以预测产品在各种条件下吸收水分需要多长时间以及可以吸收多少水分。这可以让产品开发人员研究在相对湿度为60%的条件下水分活度达到0.45 aw需要多长时间。

图1 奶粉的DDI水分吸附等温线精确定位发生结块的临界水分活度

简化粉末粘结和结块问题的分析

在本视频中，METER Group, Inc.公司的高级应用科学家Brady博士讨论了如何利用水分吸附等温线和水分活度的信息来延长粉末的保质期。

视频链接：https://www.metergroup.com/food/articles/three-steps-to-eradicate-caking-and-clumping/

具体内容为：

ü  粉末物理稳定性

ü  粉末流动和结块的科学问题

ü  如何处理粉末流动问题

ü  为什么无法通过水分含量来预测

ü  如何利用水分活度来控制粉末流动

ü  了解玻璃化转变

        ü  利用水分吸附等温线来确定临界水分活度