Misurazione rapida dell'attività dell'acqua con l'algoritmo Rotronic AwQuick

Introduzione

Le misure dell'attività dell'acqua sono utilizzate in molti settori industriali come misure critiche di qualità o di controllo. Il principale vantaggio delle misurazioni dell'attività dell'acqua è la rapidità dei risultati. I test microbici o fisici possono richiedere molti giorni o attrezzature altamente specializzate, mentre l'attività dell'acqua può fornire risultati in 10-60 minuti, garantendo un eccellente ritorno sugli investimenti. Tuttavia, anche questa velocità di misurazione può essere problematica nei processi veloci; pertanto, tutti i prodotti Rotronic per l'attività dell'acqua includono l'opzione di utilizzare il nostro algoritmo AwQuick. Questo blog si propone di spiegare l'algoritmo e il suo utilizzo.

Concetto di base

L'algoritmo Rotronic AwQuick Water Activity Measurement fornisce una previsione accurata dell'attività dell'acqua di un campione di prodotto ben prima che venga raggiunto l'equilibrio effettivo.

L'idea di base è quella di monitorare il processo di equilibrazione del campione per sviluppare rapidamente un'approssimazione matematica, che viene a sua volta utilizzata per fare una proiezione anticipata del risultato finale del processo.

L'ipotesi di fondo è che il processo di equilibrazione di diversi campioni dello stesso prodotto segua lo stesso andamento se i campioni sono sottoposti alle stesse condizioni durante la misurazione.

AwQuick utilizza un modello matematico preesistente del processo di equilibrazione del campione. Quando un campione viene lasciato in equilibrio in una stazione di attività dell'acqua, i dati di umidità ottenuti dal campione vengono letti a intervalli regolari. Sulla base di questi dati vengono calcolati i parametri che definiscono il modello matematico del campione. A tale scopo viene utilizzato un metodo di adattamento delle curve.

Con ogni nuovo punto di dati, viene effettuato un calcolo completamente nuovo. Ogni calcolo si traduce in una previsione del valore di equilibrio dell'umidità. Un test di stabilità valuta le previsioni successive e determina quando il processo di previsione può essere terminato.

Preparazione per la misurazione AwQuick

Prima di iniziare la misurazione AwQuick, è importante seguire la procedura "Come eseguire una misurazione dell'attività dell'acqua (aw)". Inoltre, quando si effettuano misure di attività dell'acqua, è essenziale assicurarsi che i campioni da misurare siano condizionati a temperatura ambiente (circa 23-25 °C o 73-77 °F), soprattutto per i dispositivi di misura che non controllano la temperatura, come HC2A-AW(-USB) e AwEasy. Il condizionamento dei campioni a una temperatura costante aiuta a ottenere letture precise e affidabili dell'attività dell'acqua.

Inoltre, la calibrazione regolare del dispositivo di misurazione dell'attività dell'acqua è fondamentale. La calibrazione garantisce che lo strumento fornisca letture accurate e precise. Controlli e calibrazioni regolari aiutano a mantenere l'affidabilità delle misurazioni nel tempo.

Impostazione della misurazione AwQuick

Tutti i dispositivi Rotronic hanno due parametri di ingresso per la modalità AwQuick: stabilità della temperatura e tempo di permanenza. La stabilità della temperatura è definita in °C al minuto ed è comunemente espressa nell'impostazione predefinita di 0,1 °C/min (per HygroLab e AwEasy). Ciò significa che la temperatura non deve fluttuare di più di 0,1°C al minuto perché la misurazione sia conclusa.

Simultaneamente, è richiesto un tempo di sosta, che utilizza i minuti come parametro ed è necessario prima che l'algoritmo AwQuick possa avviare il processo di misurazione. Anche il tempo di sosta è preimpostato (per HygroLab e AwEasy) a 4 minuti, che rappresenta una buona linea guida per la misurazione iniziale in modalità AwQuick e può servire come base per ottimizzare le misurazioni future.

Trovare il giusto tempo di permanenza per la misurazione AwQuick

Nell'attività dell'acqua, la velocità con cui un prodotto rilascia o assorbe umidità dipende da diversi fattori, tra cui le caratteristiche fisiche e chimiche del prodotto. Questi fattori influenzano la velocità con cui il prodotto raggiunge l'equilibrio con l'ambiente circostante, incidendo sul suo livello complessivo di attività dell'acqua. Per questo motivo, il tempo di permanenza per la misurazione AwQuick può essere regolato per i diversi prodotti.

In oltre il 90% dei casi, il tempo di sosta di 4 minuti è sufficiente, ma ci sono alcuni casi in cui non è così. In questi casi, è possibile regolare il tempo di permanenza. Per determinare se la misurazione AwQuick è la più accurata possibile, è necessario eseguire i seguenti passaggi:

1. Misurare il campione con la misura standard AWE:

   

   In questa misura, l'attività dell'acqua del campione viene misurata aspettando l'equilibrio. Questa misurazione richiede il tempo più lungo (fino a 45-60 minuti) ma è la più precisa. Il risultato di questa misurazione serve poi come valore di riferimento per la misurazione AwQuick.

2. Avviare la prima misurazione AwQuick:

   Per la prima misura AwQuick, si deve selezionare l'impostazione predefinita di 0,1°C/min per la stabilità della temperatura e di 4 minuti per il tempo di permanenza, come indicato sopra. Durante la misurazione, ciascuno dei nuovi punti dati viene ripetuto, producendo ogni volta una nuova stima. Il processo viene interrotto se tre stime successive differiscono di meno di 0,04 %rh.

3. Valutare la misura AwQuick:

   Per valutare correttamente la misura AwQuick, occorre considerare l'imprecisione di misura dell'algoritmo AwQuick, pari a ±0,005 aw rispetto alla misura AWE standard. Ciò significa che se la misura AWE standard dà un risultato di 0,753 aw, la misura AwQuick dovrebbe essere di almeno 0,748 aw o, al massimo, di 0,761 aw.

   In caso contrario, aumentare il tempo di permanenza, garantire una buona stabilità della temperatura e rivalutare la misura AwQuick.

L'algoritmo AwQuick di Rotronic è uno strumento utile e affidabile per la previsione dell'attività dell'acqua, in quanto offre una visione precoce dello stato di equilibrio di un campione, consentendo di prendere decisioni rapide.

Sfruttando un modello matematico preesistente e dati in tempo reale, AwQuick genera proiezioni rapide e affidabili. Sebbene i parametri predefiniti siano adatti a molti casi, la flessibilità di regolazione del tempo di permanenza garantisce l'adattabilità a diverse caratteristiche del prodotto. La calibrazione regolare e il rispetto dei protocolli di misura garantiscono ulteriormente l'accuratezza e la coerenza dei risultati. L'algoritmo AwQuick fa parte dei nostri 60 anni di storia nella misurazione dell'umidità e dell'attività dell'acqua e garantisce che i nostri strumenti continuino a fornire misure preziose ai settori in cui precisione ed efficienza sono fondamentali.

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