ปริมาณความชื้น (Moisture content) คืออะไร? คำจำกัดความ ความสำคัญ

ปริมาณความชื้น (Moisture content) ปัจจัยสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่เกษตรกรรมและการก่อสร้าง ไปจนถึงการผลิตและการแปรรูปอาหาร ไม่ว่าคุณจะเกี่ยวข้องกับดิน ไม้ อาหาร หรือสิ่งทอ

การทำความเข้าใจปริมาณ Moisture content (MC) เป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันคุณภาพ ความทนทาน และประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์

ในบทความนี้เราจะมาศึกษากันว่าปริมาณ Moisture content (MC) คืออะไร เหตุใดจึงมีความสำคัญ วัดได้อย่างไร และมีบทบาทอย่างไรในสาขาต่างๆ

Moisture content คืออะไร

“ปริมาณความชื้น (Moisture content)” คือปริมาณน้ำที่มีอยู่ในสาร ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักรวมของวัสดุ

ปริมาณความชื้นมีความสำคัญเนื่องจากปริมาณน้ำในวัสดุส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกายภาพ ประสิทธิภาพ และความเสถียรของวัสดุ

ในทางปฏิบัติส่งผลต่อน้ำหนัก ความทนทาน อายุการเก็บรักษา เนื้อสัมผัส และแม้แต่ความปลอดภัยของวัสดุได้ ซึ่งความชื้นมีบทบาทสำคัญในด้านต่างๆ เช่น เกษตรกรรม การก่อสร้าง การผลิต และการแปรรูปอาหาร

การวัดปริมาณความชื้น (Moisture content) อย่างไร

มีหลายวิธีในการวัดปริมาณความชื้นขึ้นอยู่กับวัสดุและระดับความแม่นยำที่ต้องการ ต่อไปนี้คือเทคนิคที่ใช้กันทั่วไป:

1. วิธีชั่งน้ำหนัก (การอบแห้งในเตาอบ)

วิธีชั่งน้ำหนักหรือที่เรียกว่าการอบแห้งในเตาอบ เป็นวิธีการแบบแมนวล เพื่อการวัดปริมาณความชื้นที่แม่นยำที่สุดวิธีหนึ่ง โดยต้องชั่งน้ำหนักวัสดุก่อนและหลังการอบแห้งในเตาอบ

ขั้นตอน:

• ชั่งน้ำหนักวัสดุ (น้ำหนักเปียก)
• อบแห้งในเตาอบที่อุณหภูมิที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 105°C) เป็นเวลาที่กำหนดจนกว่าความชื้นจะระเหยหมด
• ชั่งน้ำหนักวัสดุอีกครั้ง (น้ำหนักแห้ง) คำนวณปริมาณความชื้นโดยใช้สูตร:

วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการแต่ใช้เวลานานและอาจไม่เหมาะสำหรับการวัดแบบเรียลไทม์

2. เครื่องวัดความชื้นแบบไฟฟ้า

เครื่องวัดทำงานโดยใช้ความต้านทานไฟฟ้าหรือความจุไฟฟ้าเพื่อกำหนดปริมาณความชื้นของวัสดุ เครื่องมือเหล่านี้มักใช้ในการก่อสร้าง การเกษตร และการผลิต

ประเภท:

• เครื่องวัดแบบโพรบปลายแหลม: วัดความต้านทานไฟฟ้าระหว่างพินสองอันที่เสียบเข้าไปในวัสดุ น้ำเป็นสื่อไฟฟ้า ดังนั้น ยิ่งมีน้ำมาก ความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลง และปริมาณความชื้นก็จะยิ่งสูง

• เครื่องวัดแบบไม่มีโพรบ: ใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อวัดความชื้นโดยไม่เจาะเข้าไปในวัสดุ เซ็นเซอร์เหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการทดสอบแบบไม่ทำลาย โดยเฉพาะในไม้หรือคอนกรีต แต่ความแม่นยำน้อยกว่าแบบปลายแหลม

ข้อดี:

• รวดเร็วและพกพาสะดวก
• สามารถวัดปริมาณความชื้นได้แบบเรียลไทม์

ข้อเสีย:

• แม่นยำน้อยกว่าวิธีการวัดแบบวัดน้ำหนัก
• อาจต้องมีการสอบเทียบสำหรับวัสดุที่แตกต่างกัน

3. เครื่องวิเคราะห์ความชื้น (Moisture analyzers)

เครื่องวิเคราะห์ความชื้นผสมผสานหลักการของวิธีการวัดน้ำหนักและเทคโนโลยีแบบเรียลไทม์ อุปกรณ์เหล่านี้จะชั่งน้ำหนักตัวอย่าง ให้ความร้อนเพื่อระเหยความชื้น และคำนวณปริมาณความชื้นโดยอัตโนมัติ

ข้อดี:

• แม่นยำมาก
• เหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการและการใช้งานในอุตสาหกรรม

ข้อเสีย:

• มีราคาแพงกว่าเครื่องวัดความชื้นแบบธรรมดา

4. การไทเทรตแบบ Karl Fischer (สำหรับของเหลว)

วิธีการไทเทรตแบบ Karl Fischer ใช้ในการวัดปริมาณน้ำในของเหลวและสารเคมี โดยเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีระหว่างน้ำในตัวอย่างและสารเคมี ทำให้สามารถวัดปริมาณน้ำได้อย่างแม่นยำ

• ข้อดี:แม่นยำมาก
• ข้อเสีย: ต้องใช้อุปกรณ์และสารเคมีเฉพาะทาง และผู้ปฎิบัติงานต้องมีความเชี่ยวชาญ

ความสำคัญของ Moisture content

1.อุตสาหกรรมอาหาร

ในอุตสาหกรรมอาหาร ความชื้นมีความสำคัญต่อความปลอดภัยของอาหาร เนื้อสัมผัส รสชาติ และอายุการเก็บรักษา อาหารที่มีความชื้นสูง เช่น ผลไม้และผัก มีแนวโน้มที่จะเน่าเสียและจุลินทรีย์เจริญเติบโต

ในทางกลับกัน ผลิตภัณฑ์แห้งที่มีความชื้นต่ำ เช่น ธัญพืชหรือผลไม้แห้ง มีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานกว่าและจัดเก็บได้ง่ายกว่า

ตัวอย่าง: ผู้ผลิตมักจะวัดปริมาณความชื้นในสินค้าบรรจุภัณฑ์เพื่อรักษาความสม่ำเสมอของเนื้อสัมผัสและคุณภาพในขณะที่ยังรับรองว่าเป็นไปตามมาตรฐานด้านสุขภาพและความปลอดภัย

2.วัสดุก่อสร้าง

ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง ปริมาณความชื้นของวัสดุ เช่น ไม้ คอนกรีต และอิฐ ส่งผลโดยตรงต่อความแข็งแรง ความทนทาน และความมั่นคงของวัสดุ

ความชื้นที่มากเกินไปในไม้ เช่นอาจทำให้ไม้บิดงอ บวม หรือเน่าเปื่อย ในทำนองเดียวกัน น้ำที่มากเกินไปในคอนกรีตอาจทำให้โครงสร้างอ่อนแอลง ทำให้เกิดรอยแตกร้าวและเสื่อมสภาพได้

ตัวอย่าง: ผู้รับเหมาใช้เครื่องวัดนี้เพื่อวัดปริมาณการชื้นในไม้ก่อนใช้ในโครงการก่อสร้าง เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุนั้นเหมาะสำหรับการใช้งานและจะไม่หดตัวหรือขยายตัวหลังการติดตั้ง

3.เกษตรกรรมและดิน

ในด้านเกษตรกรรม ความชื้นในดินมีความสำคัญในการกำหนดปริมาณน้ำที่พืชได้รับ หากความชื้นที่น้อยเกินไปอาจทำให้พืชเหี่ยวเฉา

ในขณะที่ที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดน้ำท่วมขังและรากเน่าได้ การทำความเข้าใจและจัดการระดับชื้นในดินสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการชลประทาน เพิ่มผลผลิตพืช และประหยัดน้ำได้

ตัวอย่าง: เกษตรกรใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดินเพื่อตรวจสอบระดับน้ำในดินและปรับระบบชลประทานให้เหมาะสม เพื่อให้แน่ใจว่ามีสภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุด

4.อุตสาหกรรมสิ่งทอและกระดาษ

สำหรับผลิตภัณฑ์สิ่งทอและกระดาษ การควบคุมปริมาณความชื้นเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพและหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง

ความชื้นที่มากเกินไปอาจทำให้สิ่งทออ่อนแอหรือย่น ในขณะที่กระดาษแห้งอาจเปราะและฉีกขาดได้ง่าย

ตัวอย่าง: ในการผลิตสิ่งทอ การควบคุมความชื้นเป็นสิ่งสำคัญเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น การหดตัว ในขณะที่การผลิตกระดาษ การควบคุมจะช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาและเนื้อสัมผัสที่สม่ำเสมอ

5.การผลิต

ในกระบวนการผลิต ปริมาณความชื้นมีผลกระทบต่อคุณภาพและการทำงานของผลิตภัณฑ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่นในการผลิตยา ความชื้นที่มากเกินไปอาจเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์

ในทำนองเดียวกัน ในวัสดุบรรจุภัณฑ์ ระดับความชื้นที่สูงอาจทำให้โครงสร้างมีความแข็งแรงลดลงและผลิตภัณฑ์เสียหายได้

ตัวอย่าง: Moisture analyzers ใช้เพื่อตรวจสอบระดับความชื้นในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสม่ำเสมอและป้องกันข้อบกพร่อง