Связанная влага по классификации акад. П. А. Ребиндера, в основу которой положена энергия связи, может существовать в следующих формах:
химически связанная влага, образующаяся в результате химической реакции;
физико-химически связанная влага, образующаяся при адсорбции молекул газа через полунепроницаемую оболочку;
физико-механически связанная влага, возникающая при поглощении паров микрокапиллярами (r< 10-7), макрокапиллярами (r> 10-7), a также при образовании геля.
Наиболее легко удаляется поверхностная влага и наиболее трудно — химически связанная влага.
Химически связанная влагапредставляет собой воду гидроксида, вошедшую в результате реакции гидратации в состав гидроксидов и соединений типа кристаллогидратов. Эту влагу можно удалить прокаливанием.
Формы физико-химической связи разнообразны.
Адсорбционно связаннаявлага удерживается у поверхности раздела коллоидных частиц с окружающей средой. Коллоидные структуры обладают значительной площадью поверхности и высокой адсорбционной способностью. Адсорбционная влага удерживается молекулярным силовым полем. Адсорбция влаги сопровождается выделением теплоты, которая называется теплотой гидратации.
Осмотически связанная влага,или влага набухания, содержится внутри скелета материала и удерживается осмотическими силами.
Капиллярно-связанная влаганаходится внутри макро- и микрокапилляров. Эта влага механически связана с материалом и относительно легко удаляется. Давление пара над поверхностью материала тем меньше, чем прочнее связь между водой и материалом. Наиболее прочна эта связь у гигроскопичных веществ.
Для характеристики различных видов связи влаги с материалом используют изотермы сорбции — десорбции.
На рис. 1 приведены изотермы сорбции и десорбции крахмала. Кривая десорбции (изотерма десорбции) получена при удалении влаги из влажного крахмала, т. е. при его сушке. Кривая сорбции получена при увлажнении крахмала и называется изотермой сорбции. Фигура, образованная кривыми сорбции и десорбции, называется петлей гистерезиса. Явление гистерезиса указывает на то, что для достижения одной и той же равновесной влажности величина φ при сорбции влаги материалом должна быть выше, чем при сушке. Это можно объяснить наличием воздуха в капиллярах высушиваемого материала.
Сорбционно-десорбционные характеристики пищевых материалов позволяют выбрать наиболее благоприятные условия их хранения, а именно: относительную влажность воздуха и его температуру.
Знание сорбционно-десорбционных и массопроводных свойств упаковочных материалов позволяет для каждого пищевого продукта подобрать соответствующий упаковочный материал, обеспечивающий необходимый срок его хранения.