关于粮食水分检测的粗浅分析
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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。
粮食含水率检测有关技术问题和对策的探讨发布时间:2022-10-10T03:46:27.416Z 来源:《中国科技信息》2022年11期作者:李兆杰[导读] 粮食含水率检测作为作为粮食质量检测的重要指标之一,李兆杰佳木斯市军粮供应站(黑龙江佳木斯 154000)【摘要】粮食含水率检测作为作为粮食质量检测的重要指标之一,是粮食储藏、运输、加工等各个环节都必须测定的参数。
本文结合佳木斯市粮食检验监测工作实际,论述了现在粮食水分的主要检测技术和各自的局限性,要针对不同环境根据实际情况选用恰当方法,同时,要把开发新检测工艺和功能更强大检测仪器放在水分测量的发展重点。
【关键词】粮食含水率;检测技术;问题与对策?一、粮食含水率检测的主要技术方法测量粮食含水率的方法主要是直接法和间接法。
直接法主要包括干燥法和化学法,即通过干燥和化学反应测出粮食的绝对含水量;间接法主要包括电阻法、射线法、中子法等,通过测量电阻、电容等与水分含量有关的物理量来间接测出粮食水分含量。
(一)干燥法一是电烘箱法。
电烘箱法是利用电烘箱加热被测物,使水分蒸发,从而进行水分检测。
通过样品加热前后重量的变化检测水分含量。
优点是精度高,缺点是烘干时间较长。
该方法一般用于实验室检测。
后来,改进了电烘箱法,也就是快速失重法。
与经典电烘箱法的原理基本一致,主要区别在于烘干温度不同。
快速失重法是在物料的极限失重温度下烘干物料。
目前,在主要用来测量玉米水分,测量时间段,精度高。
二是减压法。
减压干燥称重法是利用真空处理技术、微小重量测定技术及数据处理技术来测定水分的。
减压法不受被测物外形影响,无须特殊的预处理,操作简便,可靠性和精度都高,适用于质量管理和分析部门。
三是红外线干燥法。
红外线干燥法是利用红外灯发射红外线加热样品,根据红外辐射主波长与水的吸收峰值波长匹配并相响应,使水分子剧烈运动、升温加速蒸发。
该方法不仅有较宽的测量范围,还有较高的测量精度,缺点是测量耗时长。
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。
如何用简易办法检验稻谷水分含量?怎样区分安全水分粮?
更新日期:2006-10-24总浏览/今日:2629/2
通过“一看、二抓、三牙咬”的办法检测稻谷水分含量。
一看:一般情况是稻谷色泽明亮,水份低;色泽晦暗,则含水分高。
二抓:手插
入粮堆内容易,阻力小,紧握时有嚓嚓声,表示水分低;手插入时阻力大,握在手中时感到粗糙发涩,表示含水分高。
三牙咬:用牙咬断稻谷,
根据咬断时用力的大小、发出的声音强弱来判断水分的高低。
咬牙时,声脆震牙,谷壳分开,断面整齐,表示晚籼稻在13.5%左右,晚粳稻和粳糯
稻在14.5%左右,属安全水分粮,一般可安全储藏一年;如牙咬时,声脆但不震牙,表示晚籼稻在14.5%左右,晚粳稻、粳糯稻水分约在15—16%左
右,属半安全水分粮,一般可安全储藏半年;如牙咬不脆有闷声,略有潮湿感觉,表示稻谷水分偏高了,需要及时晒干才能安全储存。
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。
水分检验论文小议粮食水分检验的作用水分检验是对粮食等农产品进行质量检测的重要手段之一。
粮食是人类主食之一,其质量的好坏直接关系到人民生活水平和国家经济发展。
水分是影响粮食质量的主要因素之一,因此水分检验对粮食质量的控制和保证具有重要的作用。
本文就粮食水分检验的作用进行探讨。
1. 粮食贮藏管理在粮食的贮藏管理中,水分是一个重要的指标。
高水分粮食易受潮发霉,抗蠕虫性差,同时也容易出现各种质量问题。
低水分粮食则不易发霉,易于长期保存。
因此,粮食的水分含量对于贮藏管理有着至关重要的作用。
通过水分检验,可以及时掌握粮食的水分含量,制定合理的贮藏管理措施,保证粮食的质量和储存安全。
2. 粮食物流质量控制水分也是影响粮食物流质量的主要因素之一。
运输过程中,若粮食的水分含量较高,极易引起品质变质,从而影响货运质量和安全。
通过水分测试,可以及时掌握货物的水分含量,制定合理的运输计划、选择适当的运输工具和包装材料,保证货物的质量和安全。
3. 粮食加工质量控制水分内容是影响粮食加工质量的重要因素之一。
过高或过低的水分含量会影响加工过程的稳定性和精度,从而在加工的各个环节中引起各种质量问题。
通过水分检验,可以及时掌握粮食的水分含量,制定合理的加工工艺和工艺条件,保证产品的质量和加工效率。
4. 粮食安全控制水分内容对粮食的安全控制也具有重要作用。
粮食的水分含量高,容易使得各种病原菌和昆虫滋生繁殖,从而影响粮食的卫生安全,使得消费者的健康受到威胁。
通过水分检测,可以及时掌握粮食的水分含量,制定合理的消毒和杀虫措施,保证粮食的卫生安全和消费者的健康。
总之,水分检验是粮食质量检验的重要手段之一,它能够及时掌握粮食的水分含量,有效地指导粮食贮藏管理、物流管理和加工质量控制,保证粮食的质量与安全。
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高,将会更加重视粮食水分检验,提高粮食质量检验水平。
大米水分分析报告
水分指标非常重要,又非常敏感。
水分的高低关系到产品的货架寿命和保质期,关系到产品的实际数量,同时还关系到大米的食用品质。
不同地区由于气温、湿度的不同,自然状态和透气包装下大米的货架寿命和保质期也差别较大。
因此,大米的包装材料与包装方式也非常重要。
研究表明,气温20~25℃下,含水14.5%常规包装的大米,真空包装的大米,存放8个月基本没有变化,而同样条件下普通包装的大米存放60天时发现黄粒米[2]。
现行《大米》标准(GB1354)的部分品种分地域规定不同的水分指标,但目前大米产品跨区域流通量大,尤其是东北生产的大米大量南下,引发的问题较多。
《稻米》国际标准(ISO 7301-2002、Codex Stan198-1985)以及美国的大米标准水分都规定为不超过15%;泰国由于常年潮湿高温且出口量大,水分规定为14%。
国内外大量的研究表明,大米的水分与大米的食用品质密切相关,大米水分在15%左右时,大米的食用品质最佳[3]。
日本国家粮食标准和日本大米协会的标准规定完全精米的最高允许水分为16%(详见表1)。
因此,在新《大米》国家标准中,对于优质大米质量等级指标中,不仅规定了水分的上限,而且还规定水分的下限。
浅谈高水分玉米的水分测定方法浅谈高水分玉米的水分测定方法水分是玉米的重要组成部分,水分含量的高低关系到玉米的储存、加工等各个环节,因此如何准确地测定出玉米水分的含量,是粮油检验工作者的责任。
前言在GB5497-85粮食油料检验水分测定法中,检验水分的方法有105℃恒重法、定温定时的烘干法、隧道式烘箱法、两次烘干法,其中105℃恒重法是仲裁法,其它方法测定的结果用此法来校正。
但根据GB1353-1999玉米质量标准的规定,当玉米的水分超过16%时,必须用两次烘干法来测定。
两次烘干法的测定原理是一定量的试样在105℃条件下烘干30~40min,使其中水分降低到16%以下,再进行试样制备,进行第二次烘干。
但是,近几年来,由于农民片面追求产量,种植了越来越多的高水分玉米,这部分玉米经过30~40min的烘干,其水分不一定能够降到16%以下,且很难根据烘后试样的表面状况来判断其水分是否降到了16%以下。
下面对如何判断试样经第一次烘干后,试样水分是否降到16%以下进行探讨。
1测定原理一定量的样品,在105℃温度下,烘干一段时间,使其水分降到16%以下,再进行试样制备,进行第二次烘干。
如何判断试样水分是否降到16%以下,采取先根据感官检验法或快速水分测定仪估测出玉米的原始水分,计算出试样水分降到16%时的试样剩余量,第一次烘后的试样量与计算出的试样量相比较来判断试样水分是否降到了16%以下。
2测定方法1)仪器、设备:快速水分测定仪、电热恒温箱、谷物选筛、天平(感量01001g)、实验室用电动粉碎机、水分盒、玻璃皿、备有变色硅胶的干燥器。
2)水分盒的烘干方法同GB5497-85中的11213。
3)测定步骤:(1)定温:使烘箱中温度计的水银球距离烘网215cm左右,调节烘箱温度定在(105±2)℃。
(2)称样:从平均样品中称取试样20±015g(精确到01001g)计为W。
(3)估测水分:把剩余的平均样品用感官检验法或快速水分测定仪估测,检验出样品的原始水分。
关于粮食水分检测的粗浅分析
作者:罗毅
来源:《科学与财富》2016年第07期
摘要:粮食水分是科研与生产过程中的法定计量参数,粮食水分检测涉及征购、生产、加工、储藏、运输和消费等各个环节。
本文拟通过对其传统检测方法、现代检测方法进行分析和对比,提出作者的一些思考。
关键词:粮食;水分检测;分析
粮食是人类生存的物质基础,粮食质量的好坏是关系到国计民生的大事。
据国家粮食储备局公布:我国粮食年产量达4500亿公斤,在收购、储藏、运输等过程中,因水分含量过高而造成的损失高于5%,折合人民币200亿元,损失巨大。
粮食中的水分是影响粮食质量的重要因素,它也是国内外粮食部门严格控制的一项重要的质量指标。
粮食水分的检测是安全存储的主要根据,同时又是加工工艺选择和技术参数配备的依据,还是粮食商业环节中以质论价的依据。
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,粮食水分的检测越来越引起征购、生产、加工、储藏、运输和消费等各个环节的重视,粮食水分已成为科研与生产过程中的法定计量参数。
但由于水分分布复杂,影响因素较多,很难实现既准确又快速的现场检测。
传统的烘干失重法和电参数法己不能满足现代社会水分检测的需要,电解质、物理学、半导体物理学、化学、微生物学、传感器技术、信息融合技术、专家系统等诸学科的发展,为水分检测的研究提供了新的科学依据。
1 粮食中的水分及粮食介电特性分析
从电磁理论分析,粮食的介电特性应是由粮食的各种成分、分子结构的电性所共同决定的,但大量实验测量表明,失去游离水分的干燥粮食,相对介电常数很小,这表明尽管淀粉、蛋白质等是有极分子,但它们表现的极性很弱。
而水的相对介电常数高达幻。
显然影响粮食介电特性的主要因素是粮食中的游离水分。
这就为通过对介电特性的测定而确定粮食含水量提供了理论根据。
但真正实现准确的侧量,需要认真分析影响介电特性的多变因素。
2 水分测量方法
当前发展较为成熟,已被国内外一些行业和用户普遍采用的水分检测方法主要分为直接法和间接法,包括烘干法、化学法、电测法、射线法和中子法等。
其中采用105℃烘干法是获得粮食、油料、食品等物质水分含量真值的标准方法.
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,含水率公式为
为被测样品干燥后的重量。
直接法检测精度高但费时,不适于在线检测。
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,相应地测定物质的含水量,一般速度较快,易实现在线检测。
2.1 干燥法
2.1.1电烘箱法
电烘箱法是利用电烘箱对被测物质进行加热使水分蒸发的物理现象进行水分检测的。
利用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,但精度高,可以作为检验其它方法的检侧标准,一般用于实验室检测。
2.1.2 干燥称重法
干燥称重法是利用真空处理技术、微小重量测定技术及数据处理技术来测定水分的。
它不受被测物形状的影响,精度及可靠性高,可检测微量水分。
例如日本的VME型微量水分仪采用的就是减压法,测水范围0.01%~10%,检测时间为5min。
2.1.3 红外烘干法
红外辐射器靠红外辐射主波长与水的吸收峰值波长相匹配,使水分子剧烈运动而升温加速蒸发,缩短了烘干时间。
检测精度可达0.1%,检测时间为10~20min,如日本研制的FD—230. FD—310及FD—600型等红外水分仪,均采用红外烘干方法。
2.2 化学法
2.2.1 蒸馏法
蒸馏法是一种常用的化学检测水分方法,将样品粉末及蒸馏液(甲苯、二甲苯)混合入蒸馏瓶中,利用所加蒸馏液不溶于水及混合后沸点低的特点,加热将水分蒸馏出种方法容器壁易附着蒸馏出来的水分,所以会造成一定的误差。
2.2.2 卡尔·费休法
卡尔·费休水分仪主要有两种,容量法和库仑法。
容量法测定水分是根据试剂中丸班的碘能与水发生定量反应的原理进行检测。
库仑法的研究稍晚于容量法,它基于库仑法产生碘的技
术。
同容量法相比,后者有独特的优点,由于同水进行定量反应的碘是通过电解反应产生的,这不但有利于解决卡氏试剂储存过程中的不稳定问题,同时省去了试剂的标定工作。
这种方法检测精度高,但可测样品量少,试剂成本高,安装麻烦,电路复杂,维护困难。
2.3 射线法
2.3.1 红外线法
红外线法吸收式水分仪的理论基础是比尔定律,水分对1.64um 或1.94um 波长的红外辐射有强烈的吸收带。
通过被测样品后的光强为:
I0为通过被测样品前的光强;k为吸收系数;t为被测物的厚度;M为被测物的含水量。
两边取对数得被测物的水分含量
由于物质含水量的不同对特定波长辐射的吸收能量也不同,只要测得吸光度便能完成含水率的测定。
具体方法有反射法、透射法、反射透射复合法。
用于粮食水分检测的主要是反射法。
它具有无接触、速度快、连续检测、检测范围大、准确度高、稳定性好等优点,而且可以测导电性物质的水分,最高精度可达0.1%。
缺点是受样品形状、密度、厚度等影响,难以检测物质内部水分,设备价格高。
2.4 电测法
2.4.1 电导法
电导式水分仪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。
电阻Rx与含水率的关系为
K1、K2为常数,含水率与电阻之间呈对数关系。
电导式水分仪具有结构简单,响应速度快,成本低等优点;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。
2.4.2 电容法
电容法测量粮食水分是基于干燥粮食的相对介电常数远小于水而含水粮食的相对介电常数介于干燥粮食与水之间这一介电特性进行的。
干燥粮食的相对介电常数在常温下小于5,而水在16.3℃时,其介电常数高达81.5,在其它温度下也约为800粮食水分含量的高低将直接影响粮食介电常数值的变化。
若以粮食作为电容器的极间介质,当电容器的极板面积A、极板间的距离d保持不变时,通过测量此电容器的电容值变化即可测定粮食的相对介电常数值,由
此可获得被测粮食的含水量。
根据被测物质不同,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。
电测法检测中,影响检测结果的因素较多。
所以在检测过程中必须考虑到这些因素,进行相应的补偿,才能提高检测的精度。
3 结论
上述几种方法是当前粮食水分检测中的常用方法,另外,核磁法、色谱法、碳化钙法等也可以用于粮食水分的检测。
在检测过程中,由于影响检测的因素很多,数据复杂,有些系统采用一些先进的数据融合技术和人工智能方法,对于加速检测和误差的修正及稳定性的提高都起到了很好的作用。