关于粮食水分检测方法的研究
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粮食水分快速检测方法的研究摘要:本文介绍了粮食水分的快速检测方法。
关键词:粮食;水分;检测传统的粮食水分检测多是通过干燥或化学方法直接去除粮食中的水分,检测出样品的绝对含水量。
其中干燥法主要包括电烘箱法、减压法、红外加热法、微波加热法;化学法包括蒸馏法、卡尔.费休法和碳化钙法等。
这些方法的检测精度高,适用于实验室检测,但费时,无法实现快速、在线检测。
因此,近年来人们越来越重视研究粮食水分的快速检测,新的检测设备不断涌现。
粮食水分的快速检测,是通过对与水分有关的物理量(例如物质的电导率、介电常数等)的检测,相应地测定物质的含水量,一般来说速度较快,易实现在线检测。
主要有电容法、电阻法、射线法、中子法、核磁共振法和声学法等。
1电容法电容法测量粮食水分的原理是:不同水分的粮食经过电容传感器,使电容传感器介质的介电系数E发生变化,随着介电系数E的变化,电容传感器的电容量亦发生变化,这样就可以间接地测出粮食的含水量。
比如含水量较高的粮食相对介电常数越大。
电容法的优点是:结构简单,成本低,易于实现连续快速测量。
缺点是测量精度不高,稳定性差。
影响电容式水分计测量精度和稳定性的原因是多方面的,如被测物料的品种、温度、紧密度等。
根据电容法研究开发的水分测量仪称为电容式水分仪,目前,国内利用电容法测定粮食水分的仪器的种类较多,如上海生产的SSY-1B型电脑水分测定仪、哈尔滨自动化仪表研究所研制的WS-1型粮食温度水分测试仪等。
黑龙江生产的DLS-3A型电脑粮食水分仪,可以测试玉米、稻谷、小麦、大豆、高粱等9 个粮食种类54 个品种,水分测量误差≤±5 %,重现性为0.2 % (20 % 水分以下),使用温度为-5 ℃~40 ℃。
国外主要有美国制造的FARMEX谷物水分测定仪,法国特里百特- 雷诺(Tripet te &Renaud)公司生产的Wile55,日本KETT 研究所生产的PM5013和PM888 等。
粮食水分检测技术探讨摘要:民以食为天,粮食是人们赖以生存的基础。
我国既是农业大国又是人口大国,人们对粮食需求量大,粮食的安全存储是极其重要的问题。
在粮食中,水分对粮食的影响是很严重的。
水分的含量直接影响着粮食的安全存储以及贸易定级,因此,在储藏和贸易的过程中都需要对水分进行严格的检查。
本文主要介绍了几种当前比较普遍的水分检测技术,同时着重分析了电容传感器的工作原理。
关键词:传感器;电容;水分测定引言水分是粮食作物中的一个重要的参考量,粮食作物中含有水分的不同,则粮食的生化特性也不一样,这给粮食的储存带来一系列困难,对粮食作物进行干燥、除湿。
确保相关粮食符合储存的要求,确保粮食颗粒归仓,这就需要对粮食进行精确的水分检。
被测物如果要取得较高的检测精度,常需要将被测量的粮食作物制作成规定大小要求的样品,然后对样品进行检测,该种方法的优点是测量精度高,缺点是所费时间较长,对在线检测则不适用。
另外为了节省时间,常常是直接对需要储存的粮食作物进行检测,这种方法适合在线的实时测量,可以对粮食水分进行动态监控。
1.电阻法电阻法]有高频阻抗法和直流电阻法两种,直流电阻法的原理是谷物的导电率随着谷物含水率的不同而变化,因此通过测量谷物电阻值,可以间接得到谷物含水率。
高频阻抗法的原理则是导电浴盆效应,谷物的含水率同谷物的交流阻抗呈现对数关系,高频电阻法就是利用了这一特性实现了谷物含水率的检测。
直流电阻法虽然结构简单,成本低,但其测量精度低。
另外,测量要将一定的样品粉碎,为有损量,所用时间较长,对高水分含量测量有明显障碍。
相对于国家标准方法,直流电阻法的普及性有限。
高频阻抗法虽然具有速度快、精度高、误差小等优点,但不能够用在在线实时测量的场合。
2.微波加热法和红外干燥法随着仪器和测量技术的不断进步和完善,微波与红外加热技术被运用到谷物含水率检测中,红外干燥法是红外线的辐射作用,产生能够同水的吸收峰值波长相符的波长,使得水分子产生剧烈运动,使物体温度升高来加速干燥。
精心整理 种子水分测定——标准法
二、试材与设备
1.材料
玉米、水稻种子。
2.设备
恒温烘箱、粉碎机、天平(感量0.001g )、样品盒(直径为4.6cm 、高度为2~2.5cm )、干燥器、磨口瓶、牛角匙、毛刷、手套(纱线)、刀片、8~10cm 直径的烘盒。
2.称样
先将样品盒预先烘干、冷却、称重,并记下盒号。
将处理好的玉米样品在瓶内混匀,在感量0.001g 天平上称取试样4.500~5.000g 两份(取样时勿直接用手触摸样品,应用勺或铲子)放在预先烘干和称重过的铝盒内称重(精确至0.001g )。
要求试样在铝盒内的分布为每平方厘米不超过0.3g 。
3.烘干
将烘箱预热至140~145℃,将试样摊平放入烘箱,待箱内温度回升至130℃时,开始计时,130~133℃烘干1h 。
用坩埚钳或戴上手套盖好盒盖(在箱内加盖),取出后放入干燥器内冷却至室温,后再称重。
4.结果计算
根据烘干后失去的重量计算玉米种子水分百分率,保留一位小数,计算公式如下:
种子水分(%)=1
232M M M M --×100 式中:M 1——样品盒和盖的重量(g );
M 2——样品盒和盖及样品的烘前重量(g );
M 3——样品盒和盖及样品的烘后重量(g )。
两份试样结果允许差距不超过0.2%,其结果用两次测定值的算术平均数表示。
否则重做。
5.结果报告
结果填报在检验结果报告单的规定空格中,精确度为0.1%。
大米和糯米中的水分测定摘要一、大米中的水分测定大米中的水分含量直接影响其品质和口感。
一般来说,大米的水分含量应该控制在12%~14%之间。
如果水分含量过高,大米容易发霉变质;如果水分含量过低,大米会变得干硬难吃。
因此,对大米中的水分含量进行测定非常重要。
常用的大米水分测定方法有以下几种:烘干法:将一定数量的大米放入烘箱中进行烘干,直到重量减少到原来的60%左右为止。
然后计算出减少的重量占原重量的比例,即可得到大米的含水率。
热失重法:将一定数量的大米加热至恒定温度(通常为80°C),然后在恒温条件下逐渐冷却至室温。
每隔一段时间取出一部分样品称重,直到样品重量不再变化为止。
计算出样品重量减少的比例,即可得到大米的含水率。
电导法:将一定数量的大米样品溶解在水中,然后用电导仪测量样品溶液的电导率。
根据电导率与水分含量的关系,可以计算出大米的含水率。
二、糯米中的水分测定与大米相比,糯米的水分含量更加敏感。
一般来说,糯米的水分含量应该控制在15%~17%之间。
如果水分含量过高,糯米容易发霉变质;如果水分含量过低,糯米会变得干硬难吃。
因此,对糯米中的水分含量进行测定也非常重要。
常用的糯米水分测定方法有以下几种:烘干法:同大米一样,将一定数量的糯米放入烘箱中进行烘干,直到重量减少到原来的60%左右为止。
然后计算出减少的重量占原重量的比例,即可得到糯米的含水率。
热失重法:同大米一样,将一定数量的糯米加热至恒定温度(通常为80°C),然后在恒温条件下逐渐冷却至室温。
每隔一段时间取出一部分样品称重,直到样品重量不再变化为止。
计算出样品重量减少的比例,即可得到糯米的含水率。
电导法:同大米一样,将一定数量的糯米样品溶解在水中,然后用电导仪测量样品溶液的电导率。
根据电导率与水分含量的关系,可以计算出糯米的含水率。
对大米和糯米中的水分含量进行测定非常重要。
只有掌握了这些基本知识,我们才能更好地选择健康的食品,保障自己的身体健康。
电容式谷物水分检测方法及装置的研究的开题报告【摘要】本文旨在研究电容式谷物水分检测方法及装置的可行性和实现方式,从而探究一种新型谷物水分检测方法。
首先介绍了谷物水分检测的重要性和现有检测方法的局限性,然后详细阐述了电容式谷物水分检测的基本原理和相关参数,接着设计了电容式谷物水分检测装置,并开展了实验验证,最后对结果进行了讨论和总结,证实了该方法的可行性和应用前景。
【关键词】电容式、谷物、水分检测、方法、装置【引言】谷物是人类重要的粮食来源之一,其品质与营养密度直接关系到人们的生活质量和健康。
谷物的水分是农产品质量的关键指标之一,它不仅影响谷物的质量、加工和储存,而且直接关系到谷物的价格和市场需求。
因此,精确快速地测量谷物水分是农业生产和食品加工行业中的一个重要问题。
目前,谷物水分的检测方法主要包括重量法、烘箱法、滴定法和电阻法等。
这些方法虽然已经被广泛应用,但各自存在一些缺陷,如检测时间较长、对谷物损伤较大、需要化学试剂等。
因此,需要探索一种全新的、精确快速的谷物水分检测方法。
本文提出了一种基于电容式的谷物水分检测方法。
电容式水分检测方法是利用谷物中吸收和散射的微波信号差异来检测谷物水分的一种非侵入式检测方法。
该方法具有检测精度高、快速、无损伤等优点,并且适用于不同种类的谷物。
【方法】1.基本原理谷物水分检测的基本原理是利用谷物中水分对微波电磁场的吸收和反射特性进行检测。
随着谷物中水分含量的增加,谷物对微波的吸收和反射会发生变化,这种变化可以通过电容式水分检测器来检测。
2.相关参数电容式谷物水分检测的关键参数包括频率、工作电压、检测距离、检测灵敏度和电容器的大小等。
在实验设计过程中需要充分考虑这些参数的影响,以保证检测结果的准确性和可靠性。
3.装置设计本文设计了一种基于电容式的谷物水分检测装置,它由微波信号发生器、定向耦合器、方向耦合器、谷物伸缩杆和仪器箱等组成。
建立了谷物水分和电容器电容之间的相关方程,通过实验和数据处理,得到了谷物水分和电容器电容之间的定量关系。
粮食是指供食用的谷类、豆类和薯类等原粮和成品粮,水分是粮食中重要的化学成分之一,它不仅影响粮食的籽粒的生理变化,而且影响粮食的加工、储藏及粮食食品的制作。
在粮食收购、加工、储藏、运输等各个环节,为了准确测定粮食质量,确保粮食的质量安全,都需要准确的测定粮食水分,那么粮食水分是如何检测的呢?下面整理了一份粮食水分检测方法大全,供大家参考。
1、直接法是通过干燥或化学方法,直接去除粮食中的水分,检测出样品的绝对含水量。
此类方法检测精度高,但费时,不适用于在线检测。
(1)烘箱法:直接干燥法是指将待样品置于烘箱中,根据GB 5009.3-2016 食品安全国家标准食品中水分的测定标准检测。
(2)卤素快速水分仪检测法:粮食卤素快速水分检测仪采用国标法进行水分检测,做到与烘箱结果基本相同,并且操作简单,无需特殊培训,突出特点测试时间得到了大大的缩短,检测粮食样品可以做到,几分钟一份样品。
2、间接法是通过与水分有关的物理量(例如物质的电导率、介电常数等)的检测,相应地测定出物质的含水量。
此类方法一般速度较快,易实现在线检测,具有较好的开发和利用前景。
(1)电导法:是利用物体的电导或直流电阻随其含水量的不同而变化的原理设计的,根据电导的变化来检测物体的含水量。
其优点是机构筒单,响应速度快,成本低等;缺点是一般需要把粮食磨碎,压制成固定大小和形状的电阻,不宜检测微量及高含水量物质的水分,此外,电极与样品接触时的状态,也会影响检测的精度。
(2)电容法:是利用不同物质的介电常数差异而设计的。
常温下,水的介电常数比其它物质的介电常数大(水为81,粮食约为2~5)。
随着物质含水量的增加,介电常数也响应增大,所以,若检测出物质的介电常数,就可以计算出物质中的水分含量。
根据所测物质不同,电容的电极结构也有所不同,主要有平板式、圆筒式等电极结构。
电容法采用的是非接触检测,可靠性高,简便经济,易维护,可用于在线检铡,适合于检测高含水量。
粮食水分测定标准方法比较分析【摘要】粮食水分检测在粮食收购、存储、运输和加工过程中起着非常重要的作用。
本文对标准粮食水分检测方法进行分析与比较,阐明了粮食水分常用测定方法的原理以及各自的特点。
【关键词】粮食水分检测干燥烘箱1 引言粮食水分含量是指粮食试样中存在的水分质量占试样质量的百分比。
粮食含水量在评价粮食品质中是最基本的测定项目,粮食水分检测对粮食的收购、运输、储存、加工、贸易都具有十分重要的意义。
水分与蛋白质、脂类、碳水化合物、灰分等是构成粮油及制品的基本物质,它是食物成分表中不可缺少的内容。
在对粮食的一般成分分析中,蛋白质、脂类、碳水化合物和灰分是基本成分的激素分析,而水分分析则是测定化学计量很明确的水分子h2o。
因此,能准确、简便、快速地测定水分子精确含量的方法是人们期待的。
目前测定粮食水分含量的标准方法主要有:105℃恒质法、定温定时烘干法、隧道式烘箱法和两次烘干法、近红外法等。
2 粮食水分检测标准方法2.1 105℃恒质法用比沸点略高的温度(105±2℃)使经过粉碎的定量试样中的水分全部汽化蒸发,使试样干燥至质量不变(实际变动的幅度允许±0.005g),根据试样烘干前后的质量差来计算水分含量。
该方法是水分检测最常用的标准方法之一,可用于校核其他烘干法。
此方法测定简便,结果可信,但测定所需时间偏长。
2.2 定温定时烘干法该方法是在一定规格的烘盒内称取经过粉碎的试样,在规定加热温度(130±2℃)的烘箱内烘干一定时间(40min),烘干前后质量差即为水分含量。
此方法相较于105℃恒质法所需时间短,但是温度较高,所以为了防止有其他非水分的挥发物散失,需要用105℃恒质法进行校核,使定温定时烘干法测定值与105℃恒质法测定值之差不超过0.5%。
定温定时烘干法也不能忽视大气湿度的影响,必须把烘箱放置在相对湿度不大于70%的室内进行干燥。
2.3 两次烘干法当粮食水分在16%(含)以上、油料水分在13%以上时,需用两次烘干法测定其水分含量。
稻谷中水分的测定稻谷是中国主要的粮食作物之一,其种植和收获在整个国家的农业生产中都具有非常重要的作用。
稻谷的品质直接影响到其价格和市场需求,而水分是稻谷中一个非常关键的品质指标。
稻谷的水分含量对于贮存、加工、销售等方面都具有重要意义。
稻谷中水分的测定显得非常重要。
稻谷中水分的测定方法有很多种,这里将介绍几种常见的测定方法。
烘干法是一种精确可靠的测定稻谷中水分的方法。
这种方法的原理是利用高温将稻谷中的水分蒸发出来,实现测量稻谷中水分含量的目的。
具体操作步骤如下:1. 取少量的样品,用天平称量记录下来。
2. 将称量好的稻谷样品放入标准的烘箱中,设置温度和时间。
通常情况下,去除稻谷中所有的水分需要维持烘箱的温度在105℃~110℃之间,持续1小时左右。
3. 烘干完毕后,取出样品。
再次使用天平将稻谷样品称量一次。
5. 用新质量减去原始质量,计算出失去的质量。
这个差值就是样品中的水分含量。
烘干法是一种比较准确的方法,但是需要比较专业的烘干设备和实验条件。
在现实应用中,这种方法并不常用。
微波烘干法是一种更加快速和方便的测定方法。
这种方法可以大大缩短测试的时间,同时还能有效地避免稻谷样品中出现不必要的变化和失真。
1. 将称量好的样品放入微波烘干设备中,可以根据设备的型号和厂家提供的建议设置好烘干温度和时间。
2. 等待设备完成烘干操作。
3. 测量稻谷样品的重量,可以通过公式计算出其中的水分含量。
与烘干法相比,微波烘干法更加方便快捷,并且能够进行批量处理,防止不均匀导致的数据错误。
缺点是设备价格较高,需要一定的经济条件才能够使用。
电子秤法是一种比较简单的测定稻谷中水分的方法。
通过称量稻谷样品在不同湿度下的重量变化量,从而计算稻谷样品中的水分含量。
1. 准备2个电子秤。
一个称量样品的质量,另一个用于估算计算该样品的水分含量。
2. 将称量后的样品分别放入不同的固体容器中,将其封闭并保持温度稳定。
3. 等待一段时间后,将两个容器分别称重记录下来。
直接干燥法测定粮食水分的条件优化概述:粮食水分是粮食质量的一个重要指标,对于粮食的收储、加工和贮藏具有重要的影响。
直接干燥法是目前常用的测定粮食水分的方法之一。
本文将重点探讨直接干燥法测定粮食水分的条件优化,以提高测定的准确性和可靠性。
一、直接干燥法的原理直接干燥法是将样品在恒定温度和湿度下,通过加热将样品中的水分蒸发出来,测定蒸发所需的热量来计算样品中的水分含量。
该方法操作简便、结果准确,适用于大批量的样品测定。
二、条件优化在进行直接干燥法测定粮食水分时,需优化以下条件来提高测定准确性和可靠性。
1. 温度选择温度是影响水分蒸发的关键因素之一。
一般情况下,温度越高,水分蒸发速度越快。
然而,过高的温度会导致粮食中其他成分的损失,从而影响测定结果的准确性。
因此,需要选择一个适宜的温度,既能够保证水分的快速蒸发,又可以最大程度地减少其他成分的损失。
根据不同的粮食品种和特性,可以通过实验和经验来确定最佳的测定温度。
2. 湿度控制湿度的控制对于直接干燥法的测定结果也有较大的影响。
合适的湿度可以促进水分的蒸发,提高测定的效率。
一般情况下,湿度越低,蒸发速度越快。
然而,过低的湿度会导致样品中其他成分的失重,从而降低测定结果的准确性。
因此,需要选择一个合适的湿度,既能够促进水分的蒸发,又可以最小化其他成分的损失。
同样地,最佳湿度的选择也需要通过实验和经验来确定。
3. 样品准备样品的准备对于直接干燥法的测定结果同样至关重要。
在进行测定前,应对样品进行干燥和细碎处理,以提高水分的蒸发速度和均匀性。
同时,样品的重量应控制在一定范围内,以保证测定的准确性。
对于不同类型的粮食,也要针对其特性和特点进行相应的样品准备。
4. 仪器校准在进行直接干燥法测定粮食水分前,需要对使用的干燥仪进行校准。
校准的目的是确保仪器的测定精度和准确性。
校准过程应严格按照相关标准和方法进行,以保证测定结果的可靠性。
三、总结直接干燥法是测定粮食水分的常用方法之一,在实际应用中,优化其测定条件能够提高测定结果的准确性和可靠性。
关于粮食水分检测方法的研究
作者:刘哲吴文福
来源:《吉林农业》2012年第11期
粮食水分检测对粮食的收购、运输、储藏、加工贸易都具有十分重要的意义。
水分一直是粮食的一项重要质量指标。
应用现代新的技术手段与理论方法来检测粮食的水分,对有效解决粮食水分检测中存在的问题,保证干燥过程中粮食的品质与经济效益,具有非常重要的意义。
1.粮食水分检测的主要方法
粮食水分检测方法主要分为直接检测法和间接检测法,其中直接检测法是通过烘干等方式,直接获得粮食含水量。
间接检测法则利用其自身的物理、化学或光学特性与含水率存在的关系,而获得其含水量。
1.1 直接法电烘箱法:电烘箱法是利用电烘箱对被测物进行加热,使水分蒸发的物理现象进行水分检测,通过样品加热前后重量的变化检测样品水分,检测时需要较长的烘干时间,其优点是精度高,可以作为标准用来检验其他方法的检测精度,一般用于实验室检测;减压法:减压干燥称重,不受被测物料形状影响,无需特殊的预处理,操作简便,可靠性高,适用于质量管理和分析部门;红外线加热干燥法:红外线加热干燥法是利用红外线加热样品使其失水,从而达到测量水分含量的目的。
主要影响因素为温度和加热时间,红外法不需加热介质,提高了热能利用率,该法不能进行在线测量;微波加热法:微波加热法是利用微波炉的磁控管所产生的2450MHz或915MHz的超高频率微波快速振荡粮食中的水分子,使分子相互碰撞和摩擦,进而除去粮食中的水分;化学法:甲苯蒸馏法是一种较常用的化学测水方法,利用与水分不相溶的溶剂(甲苯、二甲苯)组成沸点较低的二元共沸体系,将试样中的水分蒸馏出来。
1.2 间接法电阻法:是利用粮食含水量不同引起电导率不同的原理测量水分的方法;电容法:电容法根据不同含水量的粮食介电常数不同的原理,来检测粮食水分。
根据传感器结构形式不同分两种类型,即量筒或量杯取样传感器和平板式电容传感器;红外射线法:通过测量被发射的红外光的密度大小,来间接得出谷物水分含量,常用的光学结构有反射式、透射式和相位式;微波法:是利用水对微波能量的吸收和反射,引起微波信号的相位和幅值变化的原理进行水分检测;中子法:测量过程为中子源发射的快中子和谷物当中的氢原子核进行碰撞,进而散射并损失能量,缓慢后变为热中子,形成以中子源为中心的热中子云球,该球半径和谷物氢原子数量有关。
根据氢原子核热中子密度关系,得出氢原子数量,而氢原子又是水的组成成分,便可以推算出水分含量;摩擦阻力法:谷物的动态摩擦阻力和含水率具有一定的函数关系,含水率大,摩擦阻力也大。
该法干扰因素少,干扰强度低微,传感技术稳定、可靠,标定方便,调整灵活,价格低,便于实现自动控制。
2.粮食水分检测的主要仪器
现在国内外开展电容式水分检测仪器,取得了一定进展。
国内有关单位与个人也积极开展了有关电容式水分检测方面的研究工作。
滕召胜等人研制了一种用于烘干机上的插杆式新型粮食水分传感器,该传感器为分机设计的WSCX-1储粮温度、水分自动测试系统填补了仓储粮食多参数自动检测的空白,利于现场快速安装且使用功耗非常低,目前已经获得一定的应用。
2007年吉林大学的张亚秋采用电容法检测粮食水分,通过对温度、水分、容重等检测数据的融合,建立了基于BP神经网络的水分预测模型,通过数据融合技术与神经网络的优化,实现了粮食水分测量的温度、容重补偿和非线性校正,提高了水分检测的精度。
2011年张亚秋在上述基础上进一步将神经网络温度补偿算法与虚拟仪器技术相结合,开发了虚拟仪器软件平台,该软件平台具有操作简便,方便通过对神经网络建模的使用消除温度对水分检测精度的影响。
2009年八一农垦大学的李爱传、汪志强等采用了基于电容式的水分传感器检测系统的研究,通过信息数字化采集实现粮食含水率的现场检测与推广。
沈阳大学的景勇与丁岚设计了基于电容式的水分检测仪,通过试验并且经过标定分析出了粮食水分检测的各参数(粮食水分含量、环境温度、紧实度)之间的对应关系,该粮食水分仪能够满足不同谷物的水分检测需要。