淺談糧食水分檢測方法

糧食水分檢測對于糧食收購、加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸具有重要意義。在我國，由于水分檢測手段不完善，每年有數(shù)量達(dá)百億斤的糧食因水分含量過高在儲(chǔ)藏與運(yùn)輸過程中霉?fàn)€變質(zhì)，損失巨大。因此，糧食水分一直是國內(nèi)外糧食部門控制的一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)。今天，我們簡單聊一聊那些被我們用過的糧食水分檢測方法~

如何理解糧食水分

糧食中的水分按物理性質(zhì)分為游離水(自由水)和結(jié)合水(結(jié)晶水)。游離水是通過物理吸附作用凝聚在糧食顆粒內(nèi)部的毛細(xì)管內(nèi)和分子間隙中的水分：結(jié)合水是通過化學(xué)作用吸附在糧食細(xì)胞內(nèi)和糧食分子結(jié)構(gòu)中的水分。游離水具有普通水的一般性質(zhì)，對糧食的質(zhì)量有著重要的影響，糧食水分就是指游離水的含量。

糧食水分檢測方法

近20年來，糧食水分的檢測技術(shù)迅速發(fā)展，檢測方法和思想層出不窮，主要的糧食水分檢測方法可見下表。

直接法是通過干燥或化學(xué)方法，直接去除糧食中的水分，檢測出樣品的絕對含水量。此類方法檢測精度高，但費(fèi)時(shí)，不適用于在線檢測。

間接法是通過與水分有關(guān)的物理量(例如物質(zhì)的電導(dǎo)率、介電常數(shù)等)的檢測，相應(yīng)地測定出物質(zhì)的含水量。此類方法一般速度較快，易實(shí)現(xiàn)在線檢測，具有較好的開發(fā)和利用前景。

間接法糧食水分測定技術(shù)

電導(dǎo)式水分儀是利用物體的電導(dǎo)或直流電阻隨其含水量的不同而變化的原理設(shè)計(jì)的，根據(jù)電導(dǎo)的變化來檢測物體的含水量。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)筒單，響應(yīng)速度快，成本低等；缺點(diǎn)是一般需要把糧食磨碎，壓制成固定大小和形狀的電阻，不宜檢測微量及高含水量物質(zhì)的水分，此外，電極與樣品接觸時(shí)的狀態(tài)，也會(huì)影響檢測的精度。

電容法是利用不同物質(zhì)的介電常數(shù)差異而設(shè)計(jì)的。常溫下，水的介電常數(shù)比其它物質(zhì)的介電常數(shù)大(水為81，糧食約為2～5)。隨著物質(zhì)含水量的增加，介電常數(shù)也響應(yīng)增大，所以，若檢測出物質(zhì)的介電常數(shù)，就可以計(jì)算出物質(zhì)中的水分含量。根據(jù)所測物質(zhì)不同，電容的電極結(jié)構(gòu)也有所不同，主要有平板式、圓筒式等電極結(jié)構(gòu)。電容法采用的是非接觸檢測，可靠性高，簡便經(jīng)濟(jì)，易維護(hù)，可用于在線檢鍘，適合于檢測高含水量。缺點(diǎn)是影響因素多、數(shù)據(jù)復(fù)雜。前蘇聯(lián)谷物水分儀中，采用電容法檢測的占43％。目前檢測精度可達(dá)0.5％，檢測時(shí)間小于5min。

紅外吸收式水分儀的理論基礎(chǔ)是比爾定律，水分在1.649m或1.94／zm被長的紅外輻射有強(qiáng)烈的吸收帶。由于物質(zhì)含水量不同，對特定波長輻射的吸收能量也不同，只要 測得吸光度便能完成含水率的測定。具體方法有反射法、投射法、反射投射復(fù)合式。用于糧食水分檢測主要是反射式。它具有無接觸、速度快、連續(xù)檢測、檢測范圍大、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，而且可以測導(dǎo)電性物質(zhì)的水分，最高精度可達(dá)0．1％；缺點(diǎn)是受樣品形狀、密度、厚度等影響，難以檢測物質(zhì)內(nèi)部水分，設(shè)備價(jià)格也相對較高。

微波法就是利用超高頻能量通過樣品產(chǎn)生能量損耗的變化來計(jì)算出水分值。水與糧食的介電常數(shù)相比特別高，而且在超高頻范圍內(nèi)存在介電損耗最大值。其優(yōu)點(diǎn)是非接觸 測量，能檢測水分含量的絕對值，可以連續(xù)在線檢測。缺點(diǎn)是受形狀、密度、厚度等影響，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。

中子式水分儀是根據(jù)分子散射原理工作的。采用能發(fā)射快中子的中子源，散出的快中子與含有氫原子核的物質(zhì)相遇，相互之間發(fā)生碰撞而減慢為慢中子，根據(jù)測出的慢中子的密度就可能知含氫的總量，計(jì)算出物質(zhì)含水量。它是一種較先進(jìn)的在線檢測水分儀，能在不破壞物料結(jié)構(gòu)和不影響物料正常運(yùn)行狀態(tài)下準(zhǔn)確檢測。中子水分儀存在著需由人工進(jìn)行標(biāo)定、氫的散射性不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。