ความชื้นคือปริมาณน้ำหรือไอน้ำที่กระจายอยู่ในวัตถุหรืออากาศ (กรณีของอากาศจะเป็นไอน้ำ) วัสดุเกือบทั้งหมดมีปริมาณการชื้นในปริมาณเล็กน้อยเนื่องจากเป็นส่วนประกอบขององค์ประกอบโมเลกุล
โดยทั่วไปแล้วน้ำหนักวัสดุจะเพิ่มหรือลดอย่างต่อเนื่องเนื่องจากดูดหรือการคายน้ำหรือไอน้ำ ซึ่งคือปริมาณน้ำหรือไอน้ำที่วัสดุจะดูดซับโดยสัมพันธ์กับอุณหภูมิแวดล้อมและสภาวะไอน้ำที่มีในอากาศ
อุณหภูมิและความชื้นสามารถควบคุมได้ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตามในโรงงานแปรรูป การขนส่ง และการเก็บรักษา สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถควบคุมได้ง่ายนัก
ความแตกต่างระหว่าง Moisture และ Humidity
คำว่า “ความชื้น” ในภาษาไทยเป็นความหมายกว้างๆ ไม่ได้ระบุอย่างเฉพาะเจาะจง แต่คำในภาษาอังกฤษมีการแบ่งแยกไว้อย่างชัดเจนได้แก่ Moisture (ปริมาณน้ำในวัสดุ) และ Humidity (ไอน้ำในอากาศ) เพื่อทำความเข้าใจความแตกต่างและวิธีการตรวจวัด
Moisture คือ
ความชื้นวัสดุ (MC = Moisture Content) คือการอ้างอิงถึงปริมาณน้ำที่มีอยู่ในวัสดุเช่นปริมาณน้ำอาจอยู่ในไม้ ผลิตภัณฑ์อาหาร หรืออะไรก็ได้ และถ้ามีปริมาณไม่มากแทบจะสังเกตไม่เห็น แต่ผลกระทบนั้นมีนัยสำคัญ
ตัวอย่างเช่นหากมากเกินไปอาจทำให้เชื้อราเติบโตได้ เชื้อราสามารถเติบโตได้บนพื้นผิวทุกประเภท รวมทั้งกระดาษแข็ง พรม ผนัง ฉนวน เฟอร์นิเจอร์ไม้ หนังสือนิตยสารเป็นต้น
นอกจากนี้การสัมผัสน้ำหรือไอน้ำซึ่งชื้นอย่างต่อเนื่องถึงแม้จะเป็นโลหะก็อาจทำให้โลหะสึกกร่อนหรือเกิดสนิม และถ้าเป็นไม้ก็จะเน่าเปื่อยได้ ซึ่งอาจทำให้โครงสร้างของบ้านอ่อนแอลงได้
หน่วยการวัดนี้มักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของมวลของวัสดุ (เช่น X% MC) ปริมาณน้ำในวัตถุเทียบกับน้ำหนัก ซึ่งสามารถวัดได้หลายวิธีเช่นด้วยการทดสอบด้วยการอบแห้งหรือ Moisture meter
ความชื้นอากาศ Humidity
เป็นศัพท์เทคนิคที่ใช้ระบุปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ โดยความหมายคือน้ำในสถานะก๊าซและมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า นักอุตุนิยมวิทยามักจะเฝ้าติดตามเนื่องจากอาจเป็นการปูทางสำหรับการทำนายหมอกหรือฝนได้ดีขึ้น
ไอน้ำเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยการระเหยของน้ำจากพื้นผิวโลกทั้งบนบกและในทะเล ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่และในบางครั้งเนื่องจากความจุของอากาศถูกกำหนดโดยอุณหภูมิ
ตัวอย่างเช่น ที่ 30 °C ปริมาตรของอากาศสามารถมีไอน้ำได้ถึง 4 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่อุณหภูมิ -40 °C อากาศสามารถเก็บไอน้ำได้ไม่เกิน 0.2 เปอร์เซ็นต์
เรามาศึกษาไอน้ำในอากาศซึ่งสามารถแบ่งได้หลายชนิดดังนี้
ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute humidity) คือมวลของไอน้ำหารด้วยมวลของอากาศแห้งในปริมาตรอากาศที่อุณหภูมิที่กำหนด ยิ่งอากาศร้อนมากเท่าไหร่ก็ยิ่งสามารถกักเก็บน้ำได้มากเท่านั้น ซึ่งจะแสดงเป็นกรัมของไอน้ำต่อลูกบาศก์เมตรของอากาศ (g/m3)
ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative humidity) คืออัตราส่วนของความชื้นสัมบูรณ์ในปัจจุบันต่อความชื้นสัมบูรณ์สูงสุดที่เป็นไปได้ (ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศในปัจจุบัน) โดยมีความหมาย 100 %RH หมายความว่าอากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำโดยสิ้นเชิงและไม่สามารถกักเก็บได้อีกต่อไปและทำให้เกิดฝนได้
วิธีการในการวัดการชื้น (Moisture)
มีเครื่องมือในการตรวจวัดและวิเคราะห์ Moisture และ Humidity มากมายหลายชนิดหลายรุ่น สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ “เครื่องมือวัดความชื้นรุ่นแนะนำ“
1.วิธีการลดน้ำหนักโดยการทำให้แห้ง (LOD)
วิธีแรกสุดและยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือการลดน้ำหนักจากการทำให้แห้ง เป็นที่นิยมใช้อย่างกว้างขวาง ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้ง่ายต่อการใช้และขั้นตอนเป็นแบบอัตโนมัติ
เทคนิคนี้มักเรียกกันว่า Loss-on Drying หรือ LOD วิธีการนี้ให้ความแม่นยำสูง และเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมอาหาร เภสัชกรรม ดูรายละเอียดเครื่องมือชนิดนี้เพิ่มเติมที่ “เครื่องวัดวิเคราะห์ Moisture analyzer“
2.การเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้า
เป็นอีกระบบหนึ่งสำหรับการตรวจจับน้ำที่อยู่ในวัสดุอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าวัสดุจำนวนมากเปลี่ยนแปลงค่าทางไฟฟ้าเช่นความต้านทาน ความนำไฟฟ้า หรือแม้กระทั่งความจุไฟฟ้าซึ่งเครื่องมือเหล่านี้ทำการวัดค่าปริมาณทางไฟฟ้านี้และแปลงค่าซึ่งเป็นค่ามาตรฐาน
เนื่องจากเทคนิคเหล่านี้กำลังวัดผลกระทบทางอ้อม ดังนั้นการสอบเทียบจึงมีความจำเป็น เพื่อให้การแปลลักษณะทางไฟฟ้าเป็นปริมาณความชื้นในตัวอย่างวัสดุเพื่อให้อ่านค่าเป็น % ได้อย่างแม่นยำ
เครื่องมือนี้เหมาะสำหรับวัดในไม้ กระดาษ สมุนไพร ยาสูบเป็นต้น ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ “เครื่องมือตรวจวัดชื้นในไม้ สมุไพร“
3.การไทเทรตแบบ Karl Fischer
วิธีนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเคมีและเรียกว่าการไทเทรตแบบ Karl Fischer ชื่อนี้ตั้งชื่อตามนักเคมีที่พัฒนาสารเคมี/ตัวทำปฏิกิริยา รีเอเจนต์ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อกำจัดค่าการนำไฟฟ้าคูลอมเมตริก การทดสอบนี้ทำได้โดยการฉีดวัสดุเข้าไปในตัวทำละลายแล้วเติมสารรีเอเจนต์ของ Karl Fischer
รีเอเจนต์จะถูกเติมจนกว่าปฏิกิริยาจะเปลี่ยนน้ำทั้งหมดให้เป็นสารเคมีที่ไม่นำไฟฟ้า ปริมาณของรีเอเจนต์ที่ใช้จะถูกวัดและแปลงเป็นหน่วยของน้ำ เทคนิค Karl Fischer มีประโยชน์ในการวัดน้ำที่มีปริมาณน้อย ดูรายละเอียดเครื่องวัดแบบไตเตรท
การเลือกซื้อเครื่องวัด
เพื่อความแม่นยำของเครื่องวัด Humidity ควรซื้อสินค้าจากบริษัทที่น่าเชื่อถือ และขอใบรับรองการสอบเทียบ Certificate of Calibration (มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม) เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องมือวัดมีความแม่นยำตามสเปค
ตัวอย่างเอกสาร Certificate of Calibration
