一定の温度での水分活性と含水率の関係は水分収着等温線と呼ばれます。デカゴン社 水分吸脱着測定装置 AquaLab VSAは、これまで長い時間と煩雑な操作を必要とした水分収着等温線測定を独自技術のDDI(ダイナミック露点等温線法)で迅速、そして正確、簡単に測定することを可能にしました。また、１つの装置でDDIと湿度を制御して重量の時間変化を追跡するDVS測定も可能です。

• DDIとDVSの２つの測定方法で水分吸脱着測定を測定ができ、製品の様々な特性を知ることができます。
• 高解像のDDIは２４〜４８時間で１００ポイント以上の測定ができ、小さな変化も見逃すことなく測定が可能です。
• 測定範囲０.３０〜０.９５ａｗ(３〜９５％ＲＨ)、特許を持つ高精度露点センサーは±０.００５ａｗ(０.５％ＲＨ)の精度で正確に水分活性(湿度)を測定、制御します。
• 温度制御１５〜６０℃　±０.１℃で正確にコントロールできます。
• ５００〜５０００ｍｇまでの試料の測定が可能です。
• 試料の乾燥など測定前の前処理を必要としません。
• コンパクトなシステムは設置場所を選ばす、窒素ガスなどの圧縮ガスを必要としません。
• 水分活性の測定も可能で、測定試料の水分活性(平衡相対湿度)を知ることができます。 

AquaLab VSAの測定原理

AquaLab VSAは、水分活性と重量分析法をもちいたDDI(ダイナミック露点等温線法)とDVSの２つの測定方法で水分吸着・脱着等温線を作成します。DDI法では重量変化を追跡することで水分活性を直接測定します。水分量も水分活性も制御しませんが、試料を乾燥、又は加湿して、その過程で水分活性と水分量を測定します。水分量は高精度電子天秤により試料の重量測定で判定します。水分活性はデカゴン社が特許を持つチルドミラー露点センサーにより判定します。試料を乾燥させる場合は、試料全体に乾燥チューブを通した乾燥空気で乾燥させ、加湿する場合は、水槽を通した加湿した空気をチャンバー内に行き渡らせます。AquaLab VSAには測定に必要なエアポンプ、電子天秤、温度制御、水槽、乾燥装置などがすべて内蔵されています。試料を既知の水分レベルと平衡させる必要がないため、他の等温線法よりもはるかに短時間で数百のデータポイントから正確な等温線を作成します。DDI法は同一の試料を水分活性の範囲全体で連続して加湿と乾燥を行うため、等温線全体での試料の吸湿特性を追跡する方法としては最良な方法です。DVS法ではチャンバー内の湿度を制御して重量の時間変化を追跡する時間変化測定も可能です。終点の判定は含水率、又は時間で行います。同一試料をDDIとDVSで測定し、２つのデータを比較することで様々な特性を知ることができ、製品開発や品質管理に役立つ情報を知ることができます。

DDIとDVS

DDIは同一の試料が継続した全ての水分活性領域において複数の吸脱着現象の対象となるため完全な等温線によって試料の吸着特性を追跡するための最良の方法です。この方法の解像度は推定の必要性を除外し、吸着現象の詳細な見解を与えます。DDI法の制限は異なった水分活性度での吸着の動力学を判定できないことです。AquaLab VSAではDDIの欠点を補うためにDVSでの測定も可能です。以下は粉ミルクの等温線です。DDIではガラス転移点の判定ができますが、結晶化のポイントは判りません。しかしDVSではガラス転移点のポイントは判断できませんが、結晶化のポイントを判断できます。

水分収着等温線｛すいぶん しゅうちゃく と

一定温度での水分活性（aw）と含水率の間の関係は水分収着等温線と呼ばれます。この関係は異なった含水率での水分と固形成分の間の相互作用（束一性、毛管作用、表面効果）による複雑でそれぞれの製品固有のものです。awの増加はほぼ常に含水率の増加を伴いますが、非線形状となります。大量の砂糖、又は少量の可溶性分子を含む食品の場合はJ形の等温線曲線となりますが、大半の食品の場合、水分収着等温線はS型となります。｛すい きゅうちゃく とうおんせん｝等温線は製品の品質や安全性についての情報を提供します。等温線の用途の一部として下記が上げられます。

• 単分子含水率判定
• パリパリした食感、堅さ、流動性のための水分活性、又は含水率限度を判定
• 賞味期限および製品の保存性を判定
• 製品の収着性に基づき包装要件を予測
• 乾燥成分混合物の平衡水分活性を判定
• 粉末の結晶化度を判定
• 製品中の非晶質度を判定
• 水分活性の相転移(phase transition)を判定
• 水分活性とガラス転移温度の間の関係を判定
• 水分活性と結晶化の間の関係を判定
• 製品のヒステリシスレベルを判定
• 製品の水分感受性を判定
• 一定水分活性での平衡含水率を判定
• 等温線曲線を水分活性分析することで迅速に含水率を知ることができる