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Higroscopicidad y equilíbrio higroscópico (EH)

BROOKER et al. (1992), el EH se puede definir como el grado de humedad que alcanza la semilla después de haber estado expuesta a un ambiente controlado (humedad relativa y temperatura del aire constantes) durante un período de tiempo infinitamente largo.

Milmann et al. (2014) describir que el EH y el contenido de agua de las semillas en equilibrio con el aire circundante, es decir: cuando la relación de pérdida de humedad del producto al medio ambiente es igual a la relación de humedad ganada, el producto está en equilibrio con el aire ambiental.

Equilíbrio higroscópico

EH de una semilla depende:

- Humedad relativa del aire en contacto con la semilla;

- Temperatura del aire en contacto con la semilla;

- Especies y cultivo de la semilla;

- Integridad física de la semilla.

Diferentes comportamientos de la semilla (especie) en relación a EH

Las semillas de cada especie tienen diferentes características de presión de vapor de agua para una temperatura y humedad relativa determinadas.

Ej: trigo con 16% b.u. a 30oC, la presión parcial de vapor es de 3.061Pa.

Para la avena la presión, en las mismas condiciones, es de 3.289 Pa.

La presión de vapor parcial de la semilla para los diversos grados de humedad y temperatura determinará si pierde (desorción) o absorberá (sorción) humedad cuando se exponga a la mezcla de aire y vapor de agua(BROOKER et al., 1992).

Equações e curvas de equilíbrio higroscópico

Ejemplo

Se dice que la semilla, al alcanzar la condición de equilibrio dinámico entre las presiones parciales de vapor, ha alcanzado el grado de humedad del equilibrio higroscópico o simplemente equilibrio higroscópico (HE).

En términos termodinámicos, el equilibrio se alcanza cuando la energía libre de intercambio del material es igual a cero. El proceso de sorción va acompañado de una disminución de la entropía.

Medio ambiente 16%b.u. a 30oC

Pv trigo = 3061 Pa

Pv avena = 3289Pa

Cambio de ambiente a UR = 75% e Pv = 3182 Pa

Trigo 3061 Pa < Ambiente 3182 Pa (ABSORBE)

Avena 3289 Pa > Ambiente 3182 Pa (PIERDE)

Dependiendo de la especie, en un mismo entorno, existen diferentes comportamientos.

La relación entre el grado de humedad de equilibrio de una semilla y su humedad relativa de equilibrio para una temperatura dada se puede expresar mediante curvas de equilibrio higroscópico (HEC), llamadas isotermas.

(Guimarães, 2005)

Fenómeno EH de productos biológicos

%bs

- Condensación de agua en los capilares de la estructura porosa del producto;

- Absorción de monocapas de agua en la superficie de la estructura porosa debido a fuerzas del desequilibrio químico;

- Absorción de múltiples capas de agua sobre superficies porosas por fuerzas de origen químico;

- Absorción o desorción de agua como resultado de campos potenciales existentes en las superficies de estructuras porosas.

Equilíbrio higroscópico

Profa. Gizele Ingrid Gadotti

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