5.2.1.Увлажнение продукта в негерметичной упаковке

Попытки защитить продукты или изделия от переувлажнения во влажном климате путем их упаковки в полиэтиленовую, плот­ную целлофановую или другую упаковку часто приводят к обрат­ному результату: в упаковке не только повышается влажность, но и накапливается вода, часто в значительных количествах. Особен­но этот эффект заметен во влажном тропическом климате.

Феномен появления влаги в упаковке можно объяснить, рас­сматривая естественные изменения состояния воздуха внутри упа­ковки на i-d-диаграмме. Пусть исходное состояние воздуха ха­рактеризуется точкой А (рис.2) и температура окружающей среды уменьшается в соответствии с ее естественным суточным ходом.

Вследствие затрудненного обмена воздуха в упаковке с окружа­ющeй средой его абсолютная влажность при понижении темпера­туры сохраняется, а относительная - увеличивается. Если в этом процессе достигается 100%-я влажность, то по мере дальнейшего понижения температуры излишняя влага выпадает в виде росы на внутренней поверхности упаковки и состояние воздуха пере­ходит вначале к точке 2, потом - к точке 3. Чем больше понижа­ется температура, тем дальше отступает точка 3 от точки 2 в лево и количество выпавшей влаги, пропорциональное (d2-d3), уве­личивается. Наконец, понижение температуры прекращается и начинается ее рост. Выпавшая в упаковке влага не может перей­ти в воздух, так как для этого необходимы специальные условия, в частности подогрев влаги от внешнего источника теплоты. В результа­те относительная влажность воздуха в упаковке уменьшается. Изменению состояния воздуха в этом процессе соответствует вертикаль 3-4- диа­граммы.

Рис.2. Цикл в i-d диаграмме увлажнения продукта в негерметичной упаковке

Изменение состояния наружного воздуха происходит иначе. Он по мере прогревания атмосферы суще­ственно увлажняется за счет клима­тичecкиx факторов. Появляется зна­читeльнoe различие влажности возду­ха в упаковке и окружающей среде. Оно является движущей силой обме­на влагосодержанием между средой в упаковке и в окружающем воздухе. Их влажности выравниваются путем диффузии влаги из окружающего воздуха в полость упаков­ки. На рисунке 2 это соответствует переходу состояния воздуха от точки 4 к точке А.

Образовавшийся рабочий цикл А-2-З-4 перекачивания влаги из окружающей среды внутрь упаковки является в определенной мере идеальным. В нем принято, что каждый новый процесс на­чинается после полного завершения предыдущего. В реальности на него накладываются поправки.

5.2.3.Формы связи влаги с материалом

Влага может быть связана с материалом следующими способами: химически (ионная, молекулярная связь); физико-химически (адсорбцией, осмотически, структурно); механически (находиться в капиллярах или на смоченной поверхности).

Химически связанная влага, связанная с материалом химическими связями, может быть удалена прокаливанием или химическими методами. Сушка для ее удаления не пригодна. В других случаях связи влага может быть удалена сушкой.

Адсорбционно связанная влага удерживается на развитой поверхности коллоидных структур молекулярно силового поля. Она называется связанной водой и не участвует в растворении кристаллических веществ. Адсорбция сопровождается выделением теплоты гидратации.

Осмотически удерживаемая влага задерживается в полостях высокомолекулярных частиц гелей. Высокомолекулярная оболочка частиц обладает свойствами полупроницаемых перегородок, удерживающих внутриклеточную влагу.

Если влага попадает внутрь структуры геля при его образовании, она называется структурной. К ней относится влага растительных тканей. Влага, содержащаяся в капиллярах пористых тел, называется механически удерживаемой, а на поверхности тел – влагой смачивания.