Umidità di equilibrio: dove l’essiccazione si ferma da sola

L’umidità di equilibrio è il contenuto di umidità che un seme assume alla fine in una certa aria e poi mantiene. Il termine viene dalla conservazione dei semi e spiega perché un’essiccazione si ferma da sola. Chi stende i semi nella stanza e li pesa ogni giorno lo vede sulla bilancia: alla fine il peso si ferma. Con questo il lotto non è ancora essiccato a un valore obiettivo e si è solo adattato alla sua aria. Più in basso il seme scende quindi solo in un’aria più secca, e un’attesa più lunga non cambia nulla.

Perché a un certo punto l’essiccazione si ferma da sola?

L’essiccazione finisce non appena seme e aria cedono e assorbono la stessa quantità di vapore acqueo. Un seme lascia passare il vapore acqueo, che migra tra l’interno e l’aria verso il lato con meno vapore. L’aria secca estrae acqua finché si raggiunge questo equilibrio, e poi non più. L’aria umida al contrario spinge acqua all’interno, finché si raggiunge lo stesso punto.

L’aria si descrive con l’umidità relativa, cioè la quota di vapore acqueo rispetto alla quantità massima possibile a quella temperatura. L’umidità relativa che un lotto in equilibrio crea intorno a sé si chiama umidità relativa di equilibrio. È il lato dell’aria, mentre l’umidità di equilibrio è il lato del seme.

Perché nella stessa aria la canapa diventa più secca del frumento?

Nella stessa aria la canapa raggiunge un contenuto di umidità più basso, perché l’olio non lega acqua. I semi di canapa contengono in media il 31,9 % di olio, misurato su 20 genotipi. È poco meno di un terzo del loro peso.

A 25 °C e 10 % di umidità relativa il lino arriva al 3,3 %. Nelle stesse condizioni l’arachide arriva al 3,0 % e la soia al 4,1 %. Nella stessa aria il frumento arriva al 5,5 % e contiene quindi quasi il doppio dell’acqua dell’arachide. Per la canapa un’equazione di stima dà per calcolo circa il 3,4 % con il 10 % di umidità relativa. Il valore vale però a 20 °C e quindi non è direttamente confrontabile. I valori misurati sulla canapa e la precisione dell’equazione sono nell’articolo sull’isoterma di sorbimento.

Che cosa cambia la temperatura?

A parità di umidità relativa l’aria più fredda lascia più acqua nel seme. Al 23 % circa di umidità il seme FINOLA in essiccazione aveva 6,5 % d’acqua a 10 °C. A 20 °C ne aveva il 5,9 %. Entrambi i valori si riferiscono alla sostanza secca. A parità di contenuto di umidità l’umidità relativa di equilibrio scende invece con la temperatura, soprattutto nell’intervallo medio di umidità. Sui semi freddi si legge quindi un valore più basso rispetto ai semi caldi, misurato con un igrometro per l’umidità relativa.

In un contenitore ermetico ben riempito il contenuto di umidità cambia comunque pochissimo durante il raffreddamento. 100 cm³ d’aria contengono solo circa 0,0004 g di acqua, e nessuna bilancia con risoluzione di 0,01 g lo rileva. Sono quindi i semi a determinare l’umidità nel contenitore, e non la poca aria racchiusa. Come allineare semi e barattolo di misura prima della lettura lo spiega l’articolo sull’essiccazione dei semi.

Perché le banche del germoplasma regolano l’aria e non il seme?

L’umidità relativa vale allo stesso modo per tutte le specie, mentre un contenuto di umidità andrebbe fissato per ogni specie. Per questo le banche del germoplasma essiccano secondo una norma internazionale con il 10–25 % di umidità relativa a 5–20 °C. L’essiccazione continua finché il lotto è in equilibrio. Lo stesso locale di essiccazione produce nel lino e nel frumento contenuti di umidità diversi, eppure per entrambi basta una sola impostazione.

Sulla canapa il legame tra umidità dell’aria e del seme è misurato fino al 20 % circa, non più in basso. Quale umidità relativa porti all’intervallo obiettivo della conservazione lo spiega l’articolo sull’essiccazione dei semi.

Come uso l’umidità di equilibrio nell’essiccazione?

La si usa con un contenitore ermetico, in cui un essiccante o una soluzione salina determina l’aria intorno ai semi. Molto essiccante porta un lotto sotto l’intervallo obiettivo, mentre una soluzione salina satura mantiene un’umidità relativa fissa. Quantità e sali sono indicati nell’articolo sull’essiccazione dei semi.

Scegliere un’aria in cui l’umidità di equilibrio dei semi rientra nell’intervallo obiettivo.