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Bei Geräten zur Messung der Wasseraktivität kann es in Bezug auf die Messzeit zu einer Menge Verwirrung kommen. Fakt ist, dass die Messzeit für die Wasseraktivität durch die Probe und nicht durch das Gerät bestimmt wird.
Da es sich bei der Wasseraktivität um eine Gleichgewichtsmessung handelt, ist ein Messwert erst dann vollständig, wenn das Feuchtegleichgewicht in der Messkammer erreicht ist, und dieser Prozess kann durch ein Messgerät nicht beschleunigt werden. Daher ist jede Behauptung einer bestimmten Messzeit nicht anwendbar. Behauptungen über ultraschnelle Messzeiten im unteren Minutenbereich beruhen entweder auf einer Vorhersage oder auf Einstellungen für das Testende, die nicht streng genug sind, um ein echtes Feuchtegleichgewicht zu erreichen.
Anforderungen, um die Messung zu beenden
Um festzustellen, wann das Feuchtegleichgewicht erreicht ist und eine Messung beendet werden sollte, wird geprüft, ob die Änderungsrate der Wasseraktivität unter einen bestimmten Sollwert fällt. Welcher Sollwert verwendet wird und wie er bestimmt wird, wirkt sich sowohl auf die Messzeit als auch auf die Zuverlässigkeit aus. Ist der Sollwert zu niedrig angesetzt, könnte der Test vorzeitig beendet werden, bevor ein echtes Gleichgewicht erreicht ist.
Das ideale System sollte es dem Benutzer ermöglichen, die Einstellung für das Testende so zu wählen, wie es seiner Situation und seinen Bedürfnissen am besten entspricht. Die Unklarheit bei den Einstellungen für das Testende und ihre potenziellen Auswirkungen auf die Testergebnisse hat die International Standardization Organization, kurz ISO, sogar dazu veranlasst, die Anforderungen an das Testende in ihrer kürzlich überarbeiteten Wasseraktivitätsmethode ISO18787 zu definieren.
Vergleichstests an realen Proben
Zur Veranschaulichung der möglichen Probleme, welche durch ein vorzeitiges Beenden der Wasseraktivitätsmessung vor Erreichen des Feuchtegleichgewichts entstehen, wurden Wasseraktivitätstests an Proben von Cremefüllungen, Gummibärchen und Beef Jerky durchgeführt.
Die Proben wurden in verschiedene Probeschälchen verteilt und in einem Wasseraktivitätsmessgerät mit Taupunkt-Detektionsmethode im kontinuierlichen Modus und im Novasina LabMaster-aw NEO mit den Stabilitätseinstellungen schnell (am wenigsten streng) und langsam (am strengsten) durchgeführt. Abbildung 1 veranschaulicht die Ergebnisse.
Die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ergebnis im Taupunktmessgerät war bei allen Produkten immer grösser als die angegebene Genauigkeit des Geräts von 0,003 aw, was darauf hindeutet, dass das erste Messergebnis verfrüht als Endresultat angegeben wurde. Ausserdem zeigen die Diagramme deutlich, dass die kontinuierlichen Tests der Gleichgewichtskurve folgen, was darauf hindeutet, dass die ersten 2–3 Testergebnisse immer verfrüht waren und das Feuchtegleichgewicht noch nicht erreicht war. Alternativ dazu lieferte die schnelle Einstellung des LabMaster-aw NEO ebenfalls verfrühte Ergebnisse, während die langsame Stabilitätseinstellung das tatsächliche Feuchtegleichgewicht vollständig widerspiegelte.
1. Ergebnisse der Wasseraktivitätstests für A) Cremefüllung, B) Gummibärchen und C) Beef Jerky unter Verwendung des kontinuierlichen Modus in einem Taupunktsystem (•) und der Einstellungen für schnelles und langsames Testende im LabMaster-aw NEO (•), verglichen mit der tatsächlichen Wasseraktivitätskurve (–). Für jedes der Produkte sind die frühen Testergebnisse aus dem Taupunktsystem eindeutig verfrühte Ergebnisse auf der Kurve, und es sind sechs kontinuierliche Tests erforderlich, um das wahre Gleichgewicht zu erreichen. Die schnelle Einstellung des NEO führt aufgrund ihrer geringeren Strenge ebenfalls zu einem verfrühten Ergebnis, liegt aber weiter oben auf der Gleichgewichtskurve als die frühen Taupunktmesswerte. Die einzige Einstellung, die ein echtes Feuchtegleichgewicht der Wasseraktivität ergibt, ist die Einstellung NEO Slow.
Schlussfolgerung
Die hier dargelegten Erkenntnisse zeigen deutlich, dass eine beträchtliche Zeitspanne erforderlich sein kann, um bei der Prüfung der Wasseraktivität ein echtes Feuchtegleichgewicht zu erreichen, und dass weniger strenge Einstellungen zu falschen Ergebnissen führen, die nicht die tatsächliche Wasseraktivität widerspiegeln. Bei einem Produkt, das nahe am Grenzwert für mikrobielles Wachstum hergestellt wird, könnten verfrühte Messdaten zur Freigabe eines unsicheren Produkts führen.
Es kann gerechtfertigt sein, bei Routinetests weniger strenge Einstellungen für das Messende zu verwenden, um die Messzeiten zu verkürzen, aber dies sollte nie geschehen, ohne vorher zu prüfen, wie sehr diese vorzeitigen Ergebnisse von der tatsächlichen Wasseraktivität abweichen.
Dann kann eine fundierte Entscheidung darüber getroffen werden, ob schnellere Messzeiten akzeptabel sind, ohne das Unternehmen dem Risiko auszusetzen, ein fehlerhaftes Produkt zurückzurufen.
References
1. Fontana, A.J. and Carter, B.P. 2020. Measurement of water activity, moisture sorption isotherms, and moisture content of foods. In Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition. Wiley-Blackwell.
2. International Organization for Standardization. 2017. Foodstuffs – Determination of water activity. ISO18787:2017. https://www.iso.org/obp/ui/fr/#iso:std:63379
Novasina AG
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Das LactoScope FT-A
Das LactoScope FT-A ist unser vielseitigster Analysator im mittleren Infrarotbereich, der in der Lage ist, eine breite Palette von Milchprodukten zu testen: Milch, Crèmes, Molke, Konzentrate, Eiscrème und Joghurtmischungen.
Die neuesten Hardware-Innovationen ermöglichen es, die anspruchsvollsten Milchprodukte wie Crèmes mit bis zu 55 % Fett und andere viskose Produkte einfach zu testen.
Mit einer typischen Genauigkeit unter 1 % CV, einer Messzeit von 30 Sekunden, niedrigen Betriebskosten und minimalen Ausfallzeiten ist dieses Gerät die bevorzugte Wahl der grossen Verarbeiter und Molkereilabore.
Das LactoScope™ 300 FT-IR
Das LactoScope™ 300 FT-IR vereint Leistung, Genauigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Geschwindigkeit – die Analyse von Proben und die Erstellung von Ergebnissen in weniger als 45 Sekunden. Auf diese Weise können Sie mindestens 80 Samples in einer Stunde ausführen. Alles in einer kompakten Lösung.
LactoScope 300 testet rohe und verarbeitete Milch, Sahne und Molke auf Fett, Eiweiss, Laktose, Gesamtfeststoffe, fettfreie Feststoffe. Es untersucht Rohmilch auf abnormalen Inhalt und kann Verfälschungsmittel wie Harnstoff, Ammoniumsulfat, Maltodextrin, Saccharose und Wasser nachweisen.
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VELP Automatic Solvent Extractor
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Habasit hat sein HabasitLINK-Portfolio mit einem neuen Modulband für schwierige Transportaufgaben bei der Übergabe kleiner Produkte auf engstem Raum erweitert.
Das neue Modulband HabasitLINK M0870 HighGrip von Habasit ist geeignet für alle Bereiche, in denen die Positionierung des Produkts entscheidend ist und Übergaben kleiner Produkte auf engstem Raum notwendig sind. Durch seine hohe Mitnahmekraft transportiert es Waren auch über Steig- und Gefällstrecken. Dank seiner konstruktiven Eigenschaften und Lebensmittelzulassung ist es auch für den Einsatz in der Lebensmittelproduktion sowie Verpackungsanwendungen geeignet.
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Das Modulband HabasitLINK M0870 HighGrip ermöglicht das zuverlässige Positionieren von Gütern bei Anwendungen mit kleiner Übergabe.
Förderbänder für Verpackungsaufgaben müssen viele Herausforderungen meistern. Die Oberflächen müssen griffig sein, um die Waren perfekt zu positionieren. Ihr Einsatz erfolgt zudem oft auf sehr begrenzter Stellfläche für Maschinen. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, dass die Förderer für den Raum optimiert sind. Bislang führten die relativ grossen Umlenkdurchmesser, die mit traditionellen Grip-Top-Modulbändern erreicht werden können, jedoch dazu, dass viele Anwender die Vorteile von Modulbändern nicht nutzen konnten.
Das neue Modulband HabasitLINK M0870 von Habasit ist für diese Einsätze perfekt geeignet, denn es bietet einen um 50 Prozent geringeren Übergabeabstand und ermöglicht den Einsatz von Grip-Top-Kunststoffbändern mit einem Umlenkdurchmesser von minimal 6 mm. Übergaben sind so auch auf engstem Raum möglich. Kunststoffmodulbänder mit Grip Top sind zudem eine gute Wahl für Steig- und Gefällstrecken. «Bis jetzt waren sie jedoch für kleine Produktübergaben nicht verfügbar», erklärt Anders Nilsson, R&D Portfolio Manager bei HabasitLINK.
Das neue M0870 HighGrip Micropitch 0.3 bietet eine zuverlässige Produktpositionierung ohne Schlupf für Übergaben mit einer Länge von nur 23 mm, was einer 50-prozentigen Reduzierung im Vergleich zu anderen Grip-Top-Modulbändern entspricht.
Zuverlässige Positionierung auch bei kleiner Übergabe
Mit seiner Grip-Oberfläche ermöglicht dieses Micropitch-Band bei einigen Anwendungen auch höhere Betriebsgeschwindigkeiten, da das Produkt weniger auf dem Band rutscht. Auch bei Steig- und Gefällstrecken kommt es besser zurecht als glatte Modulbänder.
Dank seiner konstruktiven Merkmale und einer Lebensmittelzulassung können Modulbänder nun Gewebebänder in der Lebensmittelproduktion ersetzen.
Das M0870 HighGrip lässt sich deutlich besser und schneller reinigen als Gewebebänder. Der mechanische Verbinder Saniclip ermöglicht ausserdem schnelle Wartungsarbeiten sowie einen problemlosen Bandwechsel. Modulbänder können einfach und zuverlässig geführt werden und benötigen keine Spannvorrichtung oder ballige Walzen. Sie bestehen aus einem hochwertigen Kunststoff, bei dem keine Teile in die transportierten und in Verarbeitung befindlichen Lebensmittel gelangen können. Das verbessert die Lebensmittelsicherheit zusätzlich.
Über Habasit
Die Habasit GmbH mit Sitz im hessischen Eppertshausen ist eine Tochter der Schweizer Habasit AG, des Weltmarktführers im Transportbandbereich.
Das Angebot des Unternehmens umfasst heute alle Arten von Transportbändern, von Gewebebändern über Kunststoff-Scharnierbandketten bis hin zu Kunststoff-Modulbändern. Hinzu kommen Antriebs- und Zahnriemen sowie vielfältiges Bandzubehör.
Die Produkte von Habasit werden weltweit beispielsweise in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion, im Automobilbau, in Druckereien und Textilfabriken sowie für die holzverarbeitende Industrie eingesetzt. Derzeit beschäftigt das Unternehmen in Deutschland rund 300 Mitarbeiter, die den deutschen und den Schweizer Markt betreuen.
Habasit GmbH
Zweigniederlassung Reinach Basel
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