Aparaty AQUALAB TDL 2 firmy ADDIUM (dawniej Decagon Devices) spełniają najwyższe standardy w pomiarach aktywności wody (aw). Dzięki swojej dokładności, wiarygodności i szybkości pomiarów sprawdzają się zarówno w badaniach laboratoryjnych jak i na linii produkcyjnej. Olbrzymią zaletą jest prostota obsługi i możliwość komunikacji w wielu językach, w tym w języku polskim.

W dziedzinie pomiaru aktywności wody AQUALAB TDL 2 jest obok AQUALAB Seria 4TE najszybszym i najdokładniejszym aparatem na rynku, wyniki podaje w czasie pięciu minut lub krótszym. Gwarantuje precyzyjny pomiar aktywności wody z dokładnością ±0.005 aw. Trudności nie nastręcza utrzymanie przyrządu w czystości. W prosty sposób można także sprawdzić jego kalibrację. 

AQUALAB TDL 2 do wyznaczania aw próbki używa techniki laserowej (tunable diode laser).

Aktywność wody (aw) jest miarą stanu energetycznego wody w próbce. Wskazuje ona jak ściśle woda jest związana pod względem strukturalnym lub chemicznym wewnątrz substancji. Aktywność wody w próbce mierzona jest w szczelnej komorze pomiarowej. Wartość aktywności wody równa jest względnej wilgotności powietrza nad próbką po uzyskaniu równowagi termodynamicznej. Koncepcja aktywności wody ma szczególne znaczenie przy okreś­laniu jakości i bezpieczeństwa produktu. Aktywność wody ma wpływ na kolor, zapach, smak, strukturę i dopuszczalny okres przechowy­wania wielu produktów. Określa ona bezpieczeństwo i stabilność związane z rozwojem mikroorganizmów, szybkością reakcji chemicz­nych i biochemicznych oraz właściwościami fizycznymi.

Aktywność wody jest miarą dostępności wody dla rozwoju drobnoustrojów oraz pozostałych przemian. Przebieg wielu ważnych reakcji chemicznych i biochemicznych, a także możliwość rozwoju drobnoustrojów dużo lepiej można przewidzieć znając aktywność wody niż jej całkowitą zawartości. Aktywność wody zyskała znaczenie jako wskaźnik stabilności i bezpieczeństwa mikrobiologicznego żywności.

AKTYWNOŚĆ WODY W PRODUKTACH

Woda jest głównym składnikiem żywności, leków i kosmetyków. Woda wpływa na strukturę, wygląd, smak i podatność wyrobu na zepsucie. Istnieją dwa podstawowe typy analizy wody w produktach:

• analiza zawartości wody
• analiza aktywności wody

ZAWARTOŚĆ WODY
Znaczenie zwrotu zawartość wody jest zrozumiałe powszechnie. Sugeruje ono analizę ilościową, która ma na celu określenie całkowitej ilości wody występującej w badanej próbce. Podstawową metodą określania zawartości wody jest oznaczanie jej ubytku podczas suszenia. Stosowane są również metody pośrednie, takie jak analiza w podczerwieni, magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) albo miareczkowanie metodą Karla Fishera.
Określanie zawartość wody jest niezbędne przy określaniu składu produktów, tworzeniu receptur i monitorowaniu procesów. Jednak sama zawartość wody nie jest niezawodnym wskaźnikiem pozwalającym przewidywać własności mikrobiologiczne czy przebieg reakcji chemicznych w różnych materiałach. Ograniczoną przydatność tego wskaźnika przypisuje się różnicom w dostępności dla procesów mikrobiologicznych, enzymatycznych, chemicznych i fizycznych różnych form wody zawartej w produktach.

AKTYWNOŚĆ WODY
Aktywność wody jest miarą stanu energetycznego wody w systemie. Przebieg wielu ważnych reakcji chemicznych i biochemicznych, a także możliwość rozwoju drobnoustrojów dużo lepiej można przewidzieć znając aktywność wody niż całkowitą zawartości wody w produkcie. Aktywność wody zyskała znaczenie jako wskaźnik stabilności i bezpieczeństwa mikrobiologicznego żywności.
Aktywność wody określa się przez pomiar wilgotność względnej przestrzeni nad próbą w sytuacji równowagi termodynamicznej między próbą a otoczeniem.

TEMPERATURA A AKTYWNOŚĆ WODY
W określaniu aktywności wody krytyczną rolę odgrywa pomiar temperatury. AQUALAB TDL 2 do pomiarów temperatury wykorzystuje termometr pracujący w podczerwieni. By zminimalizować błędy pomiarowe termometr ten jest bardzo dokładnie skalibrowany. Jednak przy znacznych różnicach temperatur aktywność wody może się zmieniać w trakcie pomiaru. Zaleca się więc mierzyć próby, których temperatura jest zbliżona do temperatury komory pomiarowej.

POTENCJAŁ WODY
Aby lepiej zrozumieć, czym jest aktywność wody i dlaczego jest ona tak przydatną miarą wilgotności produktów, musimy zapoznać się z kilkoma dodatkowymi informacjami.
Aktywność wody jest blisko związana z pewną właściwością termodynamiczną, zwaną potencjałem wody lub chemicznym potencjałem wody (μ). Równowaga ma miejsce, gdy μ jest jednakowe w całym systemie. Równowaga pomiędzy fazami ciekłą a gazową wskazuje, że μ jest takie samo w obu fazach. Fakt ten pozwala nam zmierzyć potencjał wody w fazie gazowej i użyć go do określenia potencjału wody w fazie ciekłej.
Potencjał wody (tzw. gradient energii swobodnej) μ jest siłą napędową dla ruchu wody. W układzie izotermicznym woda zazwyczaj przemieszcza się z obszarów o wysokim potencjale (o wysokim aw) do obszarów o niskim potencjale (niskim aw). Zawartość wody nie jest siłą powodującą przemieszczanie się wody w produkcie i dlatego nie może być wykorzystywana do przewidywania kierunku tego ruchu, z wyjątkiem materiałów homogenicznych.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POTENCJAŁ WODY
Na potencjał wody w systemie mają wpływ czynniki, które wpływają na wiązanie wody. Obejmują one efekty osmotyczne, strukturalne i ciśnieniowe. Zazwyczaj aktywność wody mierzy się przy ciśnieniu atmosferycznym, więc istotne są tylko efekty osmotyczne i strukturalne.

EFEKTY OSMOTYCZNE
Efekty osmotyczne znane są dobrze z biologii i chemii fizycznej. Woda będąca rozcieńczalnikiem przenika z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o wyższym stężeniu przez błonę półprzepuszczalną tylko dla rozpuszczalnika. Siłą napędową ruchu cząstek rozpuszczalnika jest różnica potencjałów chemicznych po obu stronach membrany.
Ciśnienie potrzebne, aby zablokować ruch cząstek przez membranę, jest miarą potencjału osmotycznego roztworu. Dodanie jednego mola substancji doskonale rozpuszczalnej do jednego kilograma wody wytwarza ciśnienie osmotyczne rzędu 22.4 atmosfer. Obniża to aktywność wody w roztworze z 1.0 do 0.98 aw. Wielkość ciśnienia osmotycznego roztworu wodnego wiąże się z prężnością pary 
wodnej nad tym roztworem i z aktywnością wody w roztworze; im wyższe jest ciśnienie osmotyczne, tym niższa prężność pary nad roztworem i niższa aktywność wody. Komórki drobnoustrojów można traktować ze względu na półprzepuszczalny charakter błon komórkowych jak skupiska mikroskopijnych naczyń osmotycznych, mających wpływ osmotyczny na energię swobodną wody.

EFEKTY STRUKTURALNE
aw próbki zależy od fizycznego wiązania wody wewnątrz struktury próbki siłami adhezji i kohezji, które utrzymują wodę w porach i naczyniach włoskowatych oraz na powierzchni molekuł. Jeśli do wody dodane zostaną celuloza lub białka, zredukowany zostanie stan energetyczny wody. Potrzebna byłaby pewna praca by wydobyć wodę z tej struktury. Redukcja stanu energetycznego wody nie ma charakteru osmotycznego, ponieważ stężenia białek czy celulozy są o wiele za niskie by doprowadzić do jej znaczącego rozcieńczenia. Redukcja jest wynikiem bezpośredniego fizycznego wiązania wody ze strukturą celulozy czy białek przez wiązanie wodorowe i siły van der Waalsa. Dla wyższych poziomów aktywności wody, rolę odgrywają także siły kapilarne i napięcie powierzchniowe.

IZOTERMY SORPCJI

AKTYWNOŚĆ WODY A ZAWARTOŚĆ WODY
Zmiany zawartości wody wpływają zarówno na osmotyczne jak i strukturalne wiązania wody w materii. Dlatego istnieje związek pomiędzy aktywnością wody i zawartością wody w produkcie. Związek ten, nazywany izotermą sorpcji, jest charakterystyczny dla każdego produktu.
Wykres Labuzy pokazuje typową, sigmoidalną izotermę sorpcji. Poza tym, że jest ona charakterystyczna dla każdego produktu, izoterma sorpcji zmienia się w zależności od tego, czy została wyznaczona podczas desorpcji (suszenia) czy adsorpcji (nawilżania) próbki - histereza. Czynniki te należy mieć na uwadze, kiedy chce się wykorzystać zawartość wody, aby określić stabilność lub bezpieczeństwo produktu. Zazwyczaj specyfikacje zawartości wody zawierają duże marginesy bezpieczeństwa, uwzględniające tego typu niepewność.
Podczas gdy izotermę sorpcji często wykorzystuje się przy wyznaczaniu aktywności wody na podstawie jej zawartości, można też przyjąć odwrotne podejście i określać zawartość wody na podstawie jej aktywności. Jest to korzystne, ponieważ aktywność wody mierzy się znacznie szybciej niż jej zawartość. Metoda ta zapewnia szczególnie dużą precyzję w środkowej części izotermy. Aby określić zawartość wody na podstawie jej aktywności potrzebna jest izoterma sorpcji konkretnego produktu najlepiej, aby była określona przy użyciu procesu, który doprowadza produkt do jego ostatecznej zawartości wody.

I tak na przykład, jeśli użylibyśmy aparatu AQUALAB, aby określić zawartość wody w wysuszonych płatkach ziemniaczanych, mierzylibyśmy aktywność wody i jej zawartość w płatkach z ziemniaków wysuszonych w różnym stopniu, przy pomocy standardowego procesu suszenia stosowanego dla tego produktu. W oparciu o te dane zostałaby stworzona izoterma sorpcji. Później zawartość wody można byłoby określać przy pomocy zmierzonej aktywności wody próbek i tej izotermy.
Nie da się przecenić wagi aktywności wody w produkcji żywności, leków i kosmetyków. Aktywność wody jest miarą stanu energe-tycznego wody w układzie. Co ważniejsze udowodniono, że przydatność znajomości aktywności wody do określania wzrostu mikroorganizmów, reaktywności chemicznej i stabilności chemicznej jest większa niż znajomość zawartość wody.