糧食含水率檢測的技術(shù)問題初探

張晉熙 王若涵

摘 要：糧食含水率檢測作為作為糧食質(zhì)量檢測的重要指標(biāo)之一，是糧食儲藏、運(yùn)輸、加工等各個環(huán)節(jié)都必須測定的參數(shù)。本文結(jié)合佳木斯地區(qū)糧食檢驗(yàn)檢測工作實(shí)際，論述了現(xiàn)在糧食水分的主要檢測技術(shù)和各自的局限性，要針對不同環(huán)境根據(jù)實(shí)際情況選用恰當(dāng)方法，同時，要把開發(fā)新檢測工藝和功能更強(qiáng)大檢測儀器放在水分測量的發(fā)展重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：糧食含水率;檢測技術(shù);初探

一、糧食含水率檢測的主要技術(shù)方法

測量糧食含水率的方法主要是直接法和間接法。直接法主要包括干燥法和化學(xué)法，即通過干燥和化學(xué)反應(yīng)測出糧食的絕對含水量;間接法主要包括電阻法、射線法、中子法等，通過測量電阻、電容等與水分含量有關(guān)的物理量來間接測出糧食水分含量。

（一）干燥法

一是電烘箱法。電烘箱法是利用電烘箱加熱被測物，使水分蒸發(fā)，從而進(jìn)行水分檢測。通過樣品加熱前后重量的變化檢測水分含量。優(yōu)點(diǎn)是精度高，缺點(diǎn)是烘干時間較長。該方法一般用于實(shí)驗(yàn)室檢測。后來，改進(jìn)了電烘箱法，也就是快速失重法。與經(jīng)典電烘箱法的原理基本一致，主要區(qū)別在于烘干溫度不同。快速失重法是在物料的極限失重溫度下烘干物料。目前，在主要用來測量玉米水分，測量時間段，精度高。二是減壓法。減壓干燥稱重法是利用真空處理技術(shù)、微小重量測定技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)來測定水分的。減壓法不受被測物外形影響，無須特殊的預(yù)處理，操作簡便，可靠性和精度都高，適用于質(zhì)量管理和分析部門。三是紅外線干燥法。紅外線干燥法是利用紅外燈發(fā)射紅外線加熱樣品，根據(jù)紅外輻射主波長與水的吸收峰值波長匹配并相響應(yīng)，使水分子劇烈運(yùn)動、升溫加速蒸發(fā)。該方法不僅有較寬的測量范圍，還有較高的測量精度，缺點(diǎn)是測量耗時長。

（二）化學(xué)法

一是蒸餾法。蒸餾法是將樣品和與水不溶的溶劑（甲苯，二甲苯）混合成蒸餾液，放入蒸餾瓶中，組成二元共沸體系，利用蒸餾液不溶于水以及混合液沸點(diǎn)低的特點(diǎn)，加熱后使水分蒸餾出來。由于蒸餾水分易附著于器壁，所以，蒸餾法方法有一定誤差。二是卡爾費(fèi)休法。卡爾？費(fèi)休法是化學(xué)法的代表，原理是在甲醇和吡啶環(huán)境中，碘和亞硫酸的反應(yīng)需要有水參與，從碘的消耗量間接測出水的含量，優(yōu)點(diǎn)是檢測精度高，缺點(diǎn)是測量種類少、范圍窄，成本較高，主要用于微量水分測量。

（三）電測法

一是電阻法。電阻法利用糧食導(dǎo)電性能和含水量有關(guān)的性質(zhì)間接測量水分。一般方法為將糧食碾碎，制成形態(tài)固定的的電阻，接入電路進(jìn)行測量，該方法檢測速度快、檢測方便、成本低。但易受溫度影響，不宜測過低和過高含量的水。另外電極與樣品的接觸狀態(tài)也對測量精度有較大影響。二是電容法。電容法的工作原理是根據(jù)常溫下糧食介電常數(shù)隨含水量變化的特性，把糧食作為電介質(zhì)，通過測定糧食的介電常數(shù)測得含水量。電容傳感器形狀組要有平板形和圓筒形。采用非接觸式檢測，優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，簡便經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)測定，適合于檢測高含水量糧食。缺點(diǎn)是影響因素多如檢測溫度、糧食品種等，數(shù)據(jù)復(fù)雜，不易處理，檢測時進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，以提高檢測的精度。

（四）射線法

一是紅外射線法。紅外射線法是利用水分子吸收特定波長（1.64um或1.94um）紅外輻射有較強(qiáng)的吸收的原理測量糧食水含量，測量方式分為有反射式、透射式和復(fù)合式。在糧食水份含量測定中，反射式應(yīng)用較為廣泛，它具有熱能利用率高，測量連續(xù)且速度快，范圍廣，精確度高（最高能達(dá)到0.1%），穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是檢測時樣品本身性質(zhì)影響較大，設(shè)備價格昂貴，檢測成本高，經(jīng)濟(jì)性較差，在推廣方面有一定困難。二是微波法。微波法利用水分能吸收微波能量或微波空腔諧振頻率與水分含量的變化相關(guān)的原理間接測量含水量。該方法優(yōu)點(diǎn)是操作方便，靈敏度高，能同時測量多個樣品，缺點(diǎn)是測定但易受被測物料成分和性質(zhì)影響，校正麻煩，易產(chǎn)干擾，造成測量誤差，且價格昂貴，難以普及。三是中子法。中子法是根據(jù)中子散射原理即由中子源射出的快中子，然后與含有氫原子核的物質(zhì)相遇并碰撞，快中子減速為慢中子，根據(jù)測出的慢中子的密度就可知含氫的總量，從而計(jì)算出樣品含水量。它具有不破壞物料結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國的重視。

二、主要技術(shù)對策

速度快、精確度高、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性好是糧食水分測量的目標(biāo)。雖然國內(nèi)外研究各種測量方法和檢測儀器，以達(dá)到水分測量目標(biāo)，但在實(shí)踐過程中，都因?yàn)槌杀尽⑦m用性等因素而受到限制。特別是近年來，雖然開發(fā)了各種新型技術(shù)和設(shè)備，但受測量手段的限制，檢測的局限性較大，存在檢測精度低和重復(fù)性較差問題。以后水分測量技術(shù)開發(fā)主要集中在以下幾個方面[3]：（1）開發(fā)專門化或通用化水分儀。如針對低含水量的檢測儀、高水量測量儀（2）研究多物理量檢測確定含水量的測量法。由于糧食水分檢測受眾多因素的影響，比如測量溫度、樣品密度、樣品類型等，將這些物理量分別采集匯總，通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比和處理，提高測量的準(zhǔn)確性。總之，糧食水分測量要根據(jù)需求探索新測量方法和開發(fā)新型測量儀器

糧油食品安全關(guān)系著社會的穩(wěn)定和人民的生活，絲毫不能大意。伴隨著時代的發(fā)展進(jìn)步，不斷有先進(jìn)的檢驗(yàn)檢疫技術(shù)涌現(xiàn)為糧油的檢驗(yàn)工作提供助力。作為糧油檢驗(yàn)的專業(yè)部門，更要借助不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)，主動探索更準(zhǔn)確、便捷的檢驗(yàn)方法，提升人員業(yè)務(wù)能力，為人民群眾的食品安全把好質(zhì)量關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志祥.糧油檢驗(yàn)的技術(shù)對策[J]. 糧食儲藏;2019年04期

[2]李紅軍.糧食含水率檢測技術(shù)問題初探[J]. 糧食加工;2019年02期