平衡水分

食品贮藏的水分是随着空气中温、湿度的变化而变化

食品贮藏的水分,是随着空气中温、湿度的变化而变化。当粮食从周围环境中吸收水分的速率相等于粮食从周围环境中散失水分的速率时，则食品处于与环境平衡状态，这种处于平衡状态时的水分，叫做平衡水分或湿度平衡。

食品的水分活度

根据热力学原理，在一定的温度和相对湿度(RH)下，当食品内的蒸汽压与外界空气的蒸气压达到平衡时，食品中的含水量。

大多数新鲜食品中都含有较多的水分，例如一般情况下果实的含水量为70%～90%，蔬菜为75%～90%，肉类为50%～80%，当空气的相对湿度低于食品的蒸气压时，这些食品就会失水萎蔫。

煤炭平衡水分

煤在规定温度与规定相对湿度相平衡时的水分。

所属学科：煤炭科技（一级学科）；煤炭加工利用（二级学科）；煤化学及煤质分析（三级学科）

粮食平衡水分的概念

粮食在贮藏期中的水分，是随着空气中温、湿度的变化而变化。当粮食从周围环境中吸收水分的速率相等于粮食从周围环境中散失水分的速率时，则粮食处于与环境平衡状态，这种处于平衡状态时的水分，叫做平衡水分或湿度平衡。与粮食周围空气相平衡的相对湿度叫做平衡相对湿度。各种粮食的平衡水分含量随着温度和相对湿度而变化，它可用湿基或干基表示。用于数学上计算时，通常用干基表示。

在各种温度下，各种粮食的含水量和平衡相对湿度之间的关系，可用平衡曲线来表示。有时，这种曲线被涉及到等温线，因为每一条曲线的效用，常常与某种特殊的温度相一致。

影响粮食平衡水分的因素有粮食的种类、等级、成熟度、温度和湿度。在一定温度下，同一含水量的粮食放置在不同的相对湿度中，将随着放置日数而逐渐达到平衡。相对湿度愈大，粮食平衡水分愈大；相对湿度愈小，平衡水分亦小。在相对湿度相同时，温度愈高夕平衡水分愈低，温度愈低，平衡水分反而变大。

粮食及其加工产品的平衡水分

由于平衡水分含量在粮食贮藏实践上的重要性，许多粮种的平衡水分含量业已用实验方法进行侧定。根据不同文献所查得其特点值，分别以谷类、油料类、薯类、成品粮、加工制品与付产品进行叙述由于不同种类或不同品种的粮食，其组织结构与化学成分或多或少有所差异。因而，在同状况下所达到的平衡水分亦有不同。归纳有如下几点。

由于谷类、薯类中的薯干所含亲水物质较多，油料类所含疏水物质较多。其平衡水分就明显的表现了油料类小于谷类、薯干。如在20℃时,相对湿度70%的空气中，小麦平衡水分为14.8%，大豆为11.5%，蓖麻籽仅为6.10%，其平衡水分几乎比谷类要少一半。但大豆在相对湿度接近于90%以上时，又呈现了几乎反常的平衡水分。

在同一温度下，空气相对湿度愈大，粮食平衡水分愈大，而在同一相对湿度下，则粮温与平衡水分呈现负相关。这种关系与吸附过程的热化学式有关，可用勒夏泰列原理解释。

粮食加工制品，在相同状况下，平衡水分显然小于谷类及其加工产品，如面包、饼干等。这种现象可能与淀粉外露的极性分子数目减少有关。由于具有相应低的相对平衡值，所以易于贮藏。而加工付产品如糠裁、亚麻仁饼等，在同一状况下，显然，平衡值高于其他粮食,特别是在饱和状态时,可达38一40多，而谷类一般为20%左右。所以，加工付产品在高水分时，易于发热，不好贮藏。

不同粮食品种,其化学分析稍有差异。这可能是不同成熟度的粮食被看成同样的缘故。粮食作物化学成分或生长历程的变化，对平衡水分含量影响极大。在粮粒温度达到60℃以上进行干燥的过程中，由于稍有化学变化，这种人工千燥会使玉米的平衡水分含量减少0.5一1%。粮食平衡水分含量还取决于以往其解吸和吸附经历。吸附过程平衡水分含量与解吸过程平衡水分含量之间有所差别。

平衡含水分的测定

测定平衡水分常常有二种方法。一种是静态法，即是粮食在一定状态下达到平衡不用空气或粮粒的机械震动而完成的。一种是动态法，即是粮食在一定状态下达到平衡是用空气或粮粒的机械震动而完成的，其中动态法测定很快，通常用的是湿粮，干燥至平衡状态为止，在第二天或更少时间，就可得到数据，但在设计上和装备上还有问题。所以，静态法已经更加广泛的应用着。但静态法需用时间长达几个星期。

当用静态法测定时，一种是饱和盐溶液，一种是酸溶液。由于粮食及其加工产品需要长时间才能达到平衡夕因而相对湿度约80%以上时，霉菌发育很快，如果没有特殊处理，所得平衡值常常不够正确。

用饱和盐溶液保持相对湿度

在一个密闭容器中，应用饱和盐溶液，可以从试验开始到终了获得同样的相对湿度。

在一定浓度的溶液下的相对湿度由于温度变化而有不同，在一定浓度下，当温度增高时,相对湿度往往减少。

在某一温度下，每种盐类都有它相应的饱和溶液。超过一定数值，就要成为过饱和状态。过饱和的盐类，当溶液冷却后，它将从溶液中结晶出来。所需要的饱和溶液的溶解数，取决于溶液所用药剂达到平衡的变化和容器的大小。

在一定温度下，同时试验儿种不同的相对湿度，其试验样品，一般支撑在一个有饱和盐溶液的密闭容器的网眼篮子里。为防止生锈可外涂银粉。测定时置放小样品的数量为10一15颗谷粒。谷粒的表面积不要超过盐溶液所暴露的表面积。同时样品在溶液上应有足够远的某一距离，使容器移动时，盐溶液不致溅湿粮粒为原则。

在恒温箱内置放天平。测定前后及在整个试验过程中的称重，可在恒温箱内连同支撑网眼篮子的细铜丝一起进行。达到平衡时间约为7一12天。但有的记载要经过几个星期。

用酸溶液保持相时湿度

在密闭容器中，由于酸的百分比的变的是硫酸。其酸的局部蒸气压比水的局部蒸气压较小。其硫酸的局部蒸气压与水比较，比其他酸类更低，在更低浓度和更低的温度下，其硫酸的分压力更小，因而就有可能到实际工作中。

将粮粒放在硫酸溶液上面1.5一2个月，达到平衡后，再来测定其含水量。在我国有人试验仅放14天。

如果将粮粒放在玻璃管或特制的吸收剂里用预先通过硫酸溶液的空气来进行，可以很快地测定平衡含水量。一般的测定时间为5一7天。

从以前测定资料来看，小麦和玉米已干燥至8%的平衡含水量，与粮粒使其重新再湿至16%比较,水分大约减少0.5%。其含水量的不同，由于滞后作用的结果。关于达到平衡的时间，在实际观测中，上述有的测定可能有时过短，粮粒在4一8星期将会接近平衡。低温之下，平衡更慢。

此外，测定粮食平衡水分含量更为正确的方法是直接测量置于预先抽成真空容器内的粮食水蒸气压。这时水蒸气分子将由粮粒扩散直至平衡。测定容器中的水蒸气压和温度以及处于平衡状态下的粮食水分含量，可求得该试祥的平衡水分含量。这种方法快速而且精确。但所需要实验费用较大。需要一台真空汞，一个精密的压力计以及一套密闭的玻璃管道装置。

平衡水分的应用

平衡水分含量一温度一相对湿度三者之间的关系十分密切，在生产实际上具有重要意义。通过日晒、烘干方法来干燥粮食，运用自然通风与人工通风来降温除湿，化学成分不同的粮食在相同贮藏条件下对于水分大小的要求，都是遵循吸湿平衡的原理来实现的。

多管自然通风法就是利用冬春季节自然通风引入于冷空气使含水量在25%以下的玉米和18%的高粱降低温度、水分至安全标准进行长期贮藏的方法，已经在东北地区辽宁、黑龙江等省试验成功。这种方法具有减轻劳动强度，节省人力物力、降低保管费用，避免粮食污染等优点。它的依据就是由于冬春季节空气干冷，相对湿度很低,据据平衡水分理论，高水分粮食就会在干冷空气条件下，通过通风管道和粮堆孔隙逐步向空气中放出水分并降低温度，从而在较长时间内把粮食水分降低到相对安全标准，并保持粮食处于低温状态。

粮食干燥大都采用空气做介质。干燥空气起着两种作用：(1)排除粮食蒸发出来的水分；(2)提供使粮食水分蒸发的热量。粮食水分的蒸发主要是粮食的表面水分，粮食通过解吸作用使粮食内的水分逐渐向表面扩散，最终达到均匀干燥的目的。

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