En equilibrio, la relación entre el contenido de agua y la humedad relativa de equilibrio de un material se puede representar gráficamente mediante una curva, la llamada isoterma de sorción de humedad . Para cada valor de humedad , una isoterma de sorción indica el valor correspondiente del contenido de agua a una temperatura determinada y constante. Si cambia la composición o calidad del material, también cambia su comportamiento de sorción. Debido a la complejidad del proceso de sorción, las isotermas no pueden determinarse explícitamente mediante cálculos, sino que deben registrarse experimentalmente para cada producto.
La relación entre el contenido de agua y la actividad del agua ( aw ) es compleja. Un aumento de a w suele ir acompañado de un aumento del contenido de agua, pero de forma no lineal. Esta relación entre la actividad del agua y el contenido de humedad a una temperatura determinada se denomina isoterma de sorción de humedad. Estas curvas se determinan experimentalmente y constituyen la huella digital de un sistema alimentario . [1]
La teoría BET (Brunauer-Emmett-Teller) proporciona un cálculo para describir la adsorción física de moléculas de gas sobre una superficie sólida. Debido a la complejidad del proceso, estos cálculos sólo tienen un éxito moderado; sin embargo, Stephen Brunauer pudo clasificar las isotermas de sorción en cinco formas generalizadas como se muestra en la Figura 2.
Encontró que las isotermas de Tipo II y Tipo III requieren materiales o desecantes altamente porosos, con primero adsorción monocapa, seguida de adsorción multicapa y finalmente conduce a condensación capilar, lo que explica la alta capacidad de humedad de estos materiales a alta humedad relativa. [2]
Se debe tener cuidado al extraer datos de isotermas, ya que la representación de cada eje puede variar en su designación. Brunauer proporcionó el eje vertical como moles de gas adsorbidos divididos por los moles de material seco, y en el eje horizontal utilizó la relación de presión parcial del gas justo sobre la muestra, dividida por su presión parcial en la saturación. Las isotermas más modernas que muestran la sorción de vapor de agua, en el eje vertical, proporcionan la relación del peso de agua adsorbida dividida por su peso seco, o esa relación convertida en porcentaje. En el eje horizontal proporcionan la humedad relativa o actividad hídrica del aire presentado al material.
Las isotermas de sorción se denominan así porque el equilibrio establecido debe ser para una temperatura constante y esta temperatura debe especificarse. Normalmente, los materiales retienen menos humedad cuando están más calientes y más humedad cuando están más fríos. Ocasionalmente, se proporciona un conjunto de isotermas en un gráfico que muestra cada curva a una temperatura diferente. Un conjunto de isotermas de adsorción de este tipo se proporciona en la Figura 3, medidas por Dini en un gel de sílice tipo V. [3]
