Công thức xác định độ ẩm nguyên liệu trong sản xuất hiện đại

Trong quá trình sản xuất sản phẩm, chúng ta cần phải xác định chính xác mức độ ẩm của nguyên liệu phù hợp để đảm bảo chất lượng của sản phẩm thành phẩm. Vậy độ ẩm nguyên liệu là gì? Công thức xác định độ ẩm cho các loại nguyên liệu như thế nào? Hãy cùng TKTECH tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Độ ẩm nguyên liệu là gì? 

Nguyên liệu chính là một trong những yếu tố quan trọng nhất để tạo nên các sản phẩm thành phẩm. Trong đó, chỉ số độ ẩm của nguyên liệu cần được chú trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi hoàn thành đạt chất lượng cao. Vậy, độ ẩm nguyên liệu là gì?

Độ ẩm nguyên liệu được hiểu là hỗn hợp cơ học bao gồm chất khô tuyệt đối và nước tự do có trong loại vật liệu đó. Hay nói cách khác, độ ẩm nguyên liệu là tỷ lệ phần trăm nước có trong hỗn hợp nguyên liệu theo yêu cầu của nhà sản xuất. 

Công thức tính độ ẩm nguyên liệu

Độ ẩm nguyên liệu rất cần được quan tâm để tránh việc để cho nguyên liệu bị quá khô hoặc quá ướt, điều này sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Do đó, doanh nghiệp/cá nhân trong sản xuất cần nắm được công thức tính độ ẩm nguyên liệu để tính toán mức độ ẩm phù hợp. Theo kiến thức, độ ẩm nguyên liệu được tính theo công thức sau:

m = mo + w (1)

Trong đó

• m: khối lượng chung của nguyên liệu ẩm
• mo: khối lượng nước có trong nguyên liệu 

Ngoài ra, công thức tính độ ẩm nguyên liệu còn được chia thành hai loại với hai cách tính cụ thể cho độ ẩm tương đối và độ ẩm tuyệt đối. Từ đó, có thể tham khảo và áp dụng từng công thức phù hợp nhất trong quá trình làm việc của mình. 

Công thức tính độ ẩm tương đối của nguyên liệu (w)


Độ ẩm tương đối của nguyên liệu chính là tỷ số giữa khối lượng nước/khối lượng nguyên liệu (m). Trong đó, đơn vị của độ ẩm nguyên liệu cũng sẽ được tính là 100%. Cụ thể, công thức tính độ ẩm tương đối của nguyên liệu như sau:

ω = (W/m) x 100% = W / (mo + W) x 100%

Công thức tính độ ẩm nguyên liệu tuyệt đối

Độ ẩm tuyệt đối của nguyên liệu chính là tỷ số giữa nước (w) với khối lượng chất khô tuyệt đối (mo_ của nguyên liệu). Chỉ số này được tính dựa theo công thức sau: 

ωo = (w / mo) 100 %

Lưu ý: Độ ẩm tuyệt đối được sử dụng cho quá trình sấy bằng đường cong rõ ràng, tạo ra các điểm uốn tại từng giai đoạn sấy. Trong khi đó, độ ẩm tương đối được dùng để biểu thị trạng thái ẩm của nguyên liệu. Do đó, khi muốn tính độ ẩm nguyên liệu, ta cần phải tính toán theo công thức độ ẩm tương đối, đơn vị tính bằng %. 

Cách xác định độ ẩm nguyên liệu chính xác nhất

Ngoài các công thức tính độ ẩm nguyên liệu nói chung dành cho từng mức độ ẩm khác nhau,hãy tham khảo thêm một số cách xác định độ ẩm của nguyên liệu dưới đây để áp dụng thêm những phương pháp hiệu quả nhất:

Đối với nguyên liệu độ ẩm <18%

Khi tính toán mức độ ẩm nguyên liệu với các loại độ ẩm không quá 18% như các loại quả, củ, hạt, vật liệu rời hay bột rắn… Bạn cần chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm cần thiết như: Cốc thuỷ tinh, cối nghiền, cân phân tích, cân sấy ẩm. Sau đó, bạn tiến hành xử lý mẫu nghiệm, đưa lên cân phân tích để xác định được khối lượng của mẫu vật. 

Bạn có thể sử dụng cân sấy ẩm hoặc tủ sấy để sấy mẫu vật đó trong nhiệt độ 105 độ C. Tiếp đến, bạn làm nguội và cân lại mẫu vật đó một lần nữa. So sánh kết quả trước và sau khi sấy. Nếu mức sai số là ±0,5 % sẽ cho khối lượng không đổi.

Công thức tính độ ẩm nguyên liệu sẽ như sau:

Trong đó:

• G1: Khối lượng hộp và nguyên liệu trước khi sấy (g)
• Go: Khối lượng hộp không (g)
• G2: Khối lượng hộp và mẫu sau khi sấy (g)
• G: Khối lượng mẫu cần xác định (g); G = G1 – Go

Độ ẩm tương đối của nguyên liệu sẽ được xác định theo công thức: ω = (G1 – G2)/G × 100; %.

Cách xác định nguyên liệu có độ ẩm >18%

Công thức xác định nguyên liệu có độ ẩm >18% thường được dùng cho những nguyên liệu như bột nhão, đường non, mỡ, bột sệt, dầu thực vật… Tương tự với phương pháp trên, bạn cũng cần chuẩn bị các thiết bị thực nghiệm như cốc thủy tinh đựng mẫu vật, cân sấy ẩm…

Đầu tiên, cần trộn đều nguyên liệu với nguyên liệu ban đầu rồi chỉ lấy 20g để thí nghiệm. Sử dụng cân sấy ẩm để làm thí nghiệm và tiến hành sấy ở mức nhiệt độ 105 độ C theo yêu cầu.

Khi cân hoàn thành chu trình sấy, bạn chỉ cần làm nguội, cân lại mẫu vật cho đến khi nguyên liệu đạt 18%. Sau đó nghiền nhỏ rồi sấy tiếp ở 130 độ C trong 40 phút. Lúc này, độ ẩm có thể tính theo công thức sau: 

W = 100 – G.g %

Trong đó:

• G: Khối lượng mẫu vật 20g sau khi sấy ở 105 độ C đạt độ ẩm dưới 18%.
• g: Khối lượng mẫu vật 5g được lấy từ G sau khi sấy ở 105 độ C cho đến khi khối lượng không đổi. 

Cách xác định độ ẩm nguyên liệu dạng dung dịch đặc

Khi tính độ ẩm cho những nguyên liệu dạng dung dịch đặc, không tan như mật rỉ, dịch huyết phù…  cần thực hiện theo nguyên tắc cho độ ẩm (nước) trong dung dịch bốc hơi hết để thu được lượng ẩm trong dung dịch. Phương pháp này sẽ cần sử dụng các thiết bị thí nghiệm như đũa thủy tinh, nồi đun cách thủy, cân phân tích, tủ sấy trong nhiệt độ từ 100 – 150 độ C. 

Bạn tiến hành lấy từ 10 – 15g để đun cách thủy giúp cô cạn nước trong cốc. Tiếp đó, lấy mẫu vật sau khi cô cạn để sấy trong tủ với mức nhiệt 105 độ C. Độ ẩm được tính với công thức:

G = (G1 – G2) / G × 100% 

Trong đó:

• G1: Khối lượng mẫu trước khi cô đặc. 
• G2: Khối lượng mẫu còn lại sau khi cô đặc. 
• G: Khối lượng mẫu ban đầu. 

Nếu ngũ cốc có độ ẩm dưới 18% cũng có thể áp dụng công thức này với nhiệt độ sấy một lần là 130 độ C trong 40 phút. 

Cách xác định độ ẩm nguyên liệu dạng dung dịch hòa tan

Đối với những loại nguyên liệu có hàm lượng độ ẩm cao hơn nhiều so với lượng chất khô trong dung dịch, việc xác định hàm lượng chất khô sẽ giúp bạn tính toán hàm lượng độ ẩm của dung dịch một cách chính xác hơn. Có thể thực hiện các phương pháp sấy khô, tỷ trọng, quang học hoặc hóa học để xác định hàm lượng chất khô của nguyên liệu.

Từ đó, chỉ cần tính % độ ẩm của nguyên liệu theo công thức độ ẩm tương đối. Đây là cách tính rất đơn giản, dễ thực hiện.

Hiện nay, có thể sử dụng máy đo độ ẩm để kiểm tra độ ẩm của các nguyên liệu như thực phẩm, dược phẩm, và nhiều loại nguyên liệu khác.

Máy đo độ ẩm được ứng dụng rộng rãi để kiểm tra độ ẩm của các loại hạt, bột, bánh kẹo và nhiều loại thực phẩm khác, giúp đảm bảo chất lượng và độ tươi mới của sản phẩm. Ngoài ra, máy còn được sử dụng để đo lường độ ẩm của các sản phẩm nông sản như gạo, cà phê, ngô, lúa mì, hỗ trợ quản lý quá trình bảo quản và vận chuyển nguyên liệu hiệu quả.

Gợi ý một số máy đo độ ẩm do TKTECH cung cấp:

Hiểu rõ về độ ẩm nguyên liệu cùng công thức tính toán chính xác sẽ giúp các doanh nghiệp/cá nhân hoạt động trong công nông nghiệpthực hiện thí nghiệm hay ứng dụng vào sản xuất một cách hiệu quả hơn. Bài viết này cung cấp kiến thức hữu ích về đo đạc độ ẩm, giới thiệu những thiết bị tiện lợi giúp xác định độ ẩm nguyên liệu một cách dễ dàng và chính xác.

Tìm hiểu Độ ẩm của sản phẩm sấy là gì? Công thức tính ra sao?