Misuratore di attività dell’acqua Schaller humimeter RH2 aw

L’humimeter RH2 aw serve a rispondere a una domanda che un misuratore di umidità non risponde: quanta della sua acqua un alimento rende disponibile ai microrganismi e alle reazioni chimiche. La grandezza si chiama attività dell’acqua, si scrive aw e vale da 0 a 1.

È una scheda che comincia da questa distinzione, perché confondere le due grandezze non è un errore di sfumatura: porta a conclusioni sbagliate sulla conservabilità di un prodotto. Due alimenti con lo stesso contenuto d’acqua possono avere attività dell’acqua molto diverse, e quindi comportarsi in modo completamente diverso in magazzino.

Attività dell’acqua e contenuto d’acqua: due grandezze diverse

La definizione è quella del costruttore. L’attività dell’acqua è il rapporto fra la pressione parziale del vapore d’acqua nell’alimento e la pressione di vapore saturo dell’acqua pura. Si esprime da 0 a 1 ed è equivalente all’umidità di equilibrio, cioè all’umidità relativa alla quale il prodotto è in equilibrio con l’aria che lo circonda; l’umidità di equilibrio si esprime però in percentuale. Il valore dipende dalla temperatura: per determinarlo a una data temperatura, strumento e campione vanno portati preventivamente a quella temperatura.

Il costruttore aggiunge l’avvertenza in forma esplicita: «l’attività dell’acqua non va confusa con il contenuto d’acqua, cioè la percentuale di acqua di un prodotto». Il contenuto d’acqua serve alla contabilizzazione della sostanza secca e indica il rapporto fra acqua e massa totale, in percentuale.

Attività dell’acqua (aw)	una condizione di equilibrio, adimensionale, da 0 a 1. Dipende dalla temperatura. È ciò che determina se un microrganismo può svilupparsi
Contenuto d’acqua	una massa: acqua rapportata alla massa totale, in percentuale. È ciò su cui si contabilizza la sostanza secca e si contratta un lotto
Che cosa misura l’RH2 aw	l’attività dell’acqua

C’è anche un limite fisico dichiarato: i materiali con umidità oltre il punto di saturazione delle fibre, cioè con valore aw superiore a 1, non sono misurabili. In quel caso si può determinare soltanto il contenuto d’acqua del campione, che è un’altra misura e un altro strumento.

Perché l’attività dell’acqua conta

Il costruttore elenca ciò che l’aw influenza: stabilità microbiologica, chimica ed enzimatica; colore, gusto e valore nutritivo; contenuto di proteine e vitamine; stabilità della composizione; durata di conservazione; conservazione e imballaggio. E riporta i valori minimi tipici di attività dell’acqua sotto i quali i diversi gruppi di microrganismi non si sviluppano.

Gruppo di microrganismi	Valore aw minimo tipico
Batteri	0,91-0,95
Lieviti	0,88
Muffe	0,80
Batteri alofili	0,75
Lieviti osmofili	0,70
Muffe xerofile	0,65

Che cosa si può e che cosa non si può misurare

Il costruttore dichiara esplicitamente il perimetro, ed è una lista che vale la pena leggere prima di acquistare, perché alcune esclusioni danneggiano lo strumento, non solo la misura.

Idoneo	prodotti a base di cereali, caffè, cacao, muesli, burro, miscele di frutta secca, spezie, granulati, funghi, zucchero, xilitolo, biscotti, salumi secchi e molti altri alimenti per cui sia necessario il controllo del valore aw
Non idoneo, in generale	liquidi e succhi come gli sciroppi; alimenti acidi come cipolla e agrumi; frutta; bevande e alimenti alcolici come i cioccolatini ripieni
Attenzione	aceto e acidi distruggono la taratura e il sensore. I sensori non vanno esposti ad acidi, basi, solventi o concentrazioni saline troppo elevate

Campi, campi tarati e accuratezze

Anche qui il costruttore distingue il campo di misura dal campo tarato: il secondo è l’intervallo in cui l’accuratezza dichiarata vale davvero.

Grandezza	Campo di misura	Campo tarato	Accuratezza a 25 °C
Attività dell’acqua (aw)	0 … 1,00	0 … 0,98	± 0,01 da 0,10 a 0,80; ± 0,04 da 0,00 a 0,10 e da 0,80 a 0,98
Umidità relativa dell’aria	0-100 % UR	0-90 % UR	± 1,5 %
Punto di rugiada	-55 °C … +60 °C	—
Umidità di equilibrio del legno	2-30 %	5-15 %	± 0,5 %
Umidità di equilibrio del POM	0-2 %	0-2 %	± 0,05 %
Temperatura	—	—	± 0,3 °C / ± 0,5 °F

Due curve meritano un chiarimento. L’umidità di equilibrio del legno e quella del POM misurano l’umidità di equilibrio di quei due materiali: sono grandezze distinte dall’attività dell’acqua e dal contenuto d’acqua di un alimento, e non vanno mescolate nella lettura.

I quattro modi di misura

Determinare un valore aw richiede che campione e sensore raggiungano l’equilibrio, e questo prende tempo. Lo strumento decide quando la misura è stabile con un algoritmo: l’intervallo è la durata minima della misura, la classe di stabilità lo scostamento massimo ammesso entro la banda di oscillazione. Quando due valori consecutivi soddisfano il criterio, la misura si chiude come stabile al punto successivo.

Modo	Intervallo predefinito	Stabilità attesa	Durata media
Live Tracking	—	mostra sempre il valore attuale al sensore: ogni variazione è immediata	continua
Determinazione rapida	5 minuti	± 0,005 aw	10 minuti
Determinazione accurata	15 minuti	± 0,002 aw	25 minuti
Misura di valore singolo	3 minuti	—	esattamente l’intervallo impostato

Camera e cella di misura

Il campione entra in contatto con il sensore in due modi diversi, e la scelta dipende dalla forma fisica del prodotto.

Camera di misura	grande volume di campione, per materiali di dimensione apprezzabile come alimenti interi. Deve essere riempita completamente: molto materiale dà un adattamento rapido e una buona media
Cella di misura	piccolo volume di campione, con inserti in plastica. Adatta a campioni frantumati e macinati oppure a liquidi come salse e paste. I contenitori in plastica vanno riempiti quasi del tutto e a fine misura si sostituiscono o si puliscono
In entrambi i casi	i sensori non vanno esposti ad acidi, basi, solventi o concentrazioni saline troppo elevate. Ribaltando o capovolgendo la camera o la cella riempita il sensore può sporcarsi: il manuale avverte esplicitamente

Il manuale ricorda inoltre che è onere dell’utilizzatore eseguire una verifica prima dell’uso dello strumento. La taratura e la regolazione sono descritte in un documento dedicato della serie RHx.

Dati fisici

Temperatura di esercizio	-10 °C … +60 °C
Temperatura di immagazzinamento	-20 °C … +60 °C
Compensazione della temperatura	automatica
Memoria	fino a 10.000 valori
Alimentazione	4 batterie AA alcaline 1,5 V
Assorbimento	60 mA con retroilluminazione
Display	matrice 128 x 64 retroilluminata
Grado di protezione dello strumento	IP 40

Componente	Dimensioni	Peso
Strumento	249 x 75 x 30 mm	circa 210 g
Camera di misura aw	ø 85 x 102 mm (186 ml) e ø 85 x 111 mm (245 ml)	542 g e 556 g
Cella di misura aw	ø 88 x 86 mm	1,2 kg

Campo di impiego e deriva dichiarata

Il costruttore dichiara un dato che vale la pena conoscere: lo strumento lavora entro l’accuratezza dichiarata nel campo di impiego normale. Un impiego prolungato fuori da quel campo, in particolare con umidità dell’aria sopra l’80 %, può portare a scostamenti maggiori — fino a +3 % dopo 60 ore — con recupero al rientro nel campo normale.

Memoria e serie di misure

Si possono salvare singoli valori oppure serie di misure con nome. La serie memorizza nome, temperatura media, inizio e fine, numero di valori, curva, nome dello strumento e il valore aw medio. Il salvataggio di una serie è manuale e attivo. Il software LogMemorizer gestisce l’archiviazione e la valutazione dei dati.

Applicazioni tipiche

• Controllo della conservabilità — l’aw è la grandezza che governa lo sviluppo microbico, e i valori soglia per batteri, lieviti e muffe sono dichiarati dal costruttore
• Prodotti da forno e biscotti — dove il contenuto d’acqua da solo non dice se il prodotto è stabile
• Salumi secchi — controllo della stagionatura sul parametro che conta per la stabilità
• Caffè, cacao, muesli e miscele di frutta secca — prodotti compositi, dove i singoli ingredienti si scambiano acqua fra loro
• Spezie, granulati, funghi, zucchero e xilitolo — tutti dichiarati idonei dal costruttore
• Campioni macinati, paste e salse — con la cella di misura e gli inserti in plastica
• Serie di misure ripetute — con valore aw medio, temperatura media e numero di valori registrati

Domande frequenti

Se conosco il contenuto d’acqua, conosco anche l’aw?

No, e questo è il punto centrale. Sono due grandezze diverse: il contenuto d’acqua è una massa rapportata alla massa totale, l’attività dell’acqua è una condizione di equilibrio adimensionale che dipende anche dalla temperatura e da come l’acqua è legata alla matrice. Due prodotti con lo stesso contenuto d’acqua possono avere aw molto diverse, e comportarsi in modo diverso in conservazione.

L’RH2 aw mi dà anche il contenuto d’acqua dell’alimento?

No: è una grandezza che questo strumento non misura. Le curve di umidità di equilibrio disponibili riguardano legno e POM, non gli alimenti, e comunque l’umidità di equilibrio è una grandezza diversa dal contenuto d’acqua.

Perché una misura accurata richiede venticinque minuti?

Perché il valore aw è una condizione di equilibrio fra il campione e l’aria della camera, e l’equilibrio richiede tempo. Il modo di determinazione accurata usa un intervallo di 15 minuti e attende una stabilità di ± 0,002 aw, per una durata media di 25 minuti. Il modo rapido chiude in circa 10 minuti con una stabilità attesa di ± 0,005 aw.

Posso misurare uno sciroppo o un cioccolatino ripieno?

Il costruttore li dichiara non idonei, insieme a liquidi e succhi, alimenti acidi come cipolla e agrumi, frutta, bevande e alimenti alcolici. E avverte che aceto e acidi distruggono la taratura e il sensore: non è solo una misura poco affidabile, è un danno allo strumento.

Documentazione e configurazione

Documentazione del costruttore. La configurazione — camera o cella, secondo la forma dei vostri campioni — si definisce insieme a voi in fase di offerta.

• Manuale d’uso humimeter RH2 aw con cella di misura, versione 3.2
• Taratura e regolazione della serie humimeter RHx

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