試論谷物水分檢測技術(shù)現(xiàn)狀與展望

侯雋

摘要：對谷物的含水量進(jìn)行精準(zhǔn)、快速的檢測對我國糧食的安全儲存具有十分重要的意義。谷物水分檢測技術(shù)是一項(xiàng)涉及到多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性技術(shù)，對檢測精度具有一定要求。本文將主要分析谷物水分檢測技術(shù)的現(xiàn)狀，并對技術(shù)的未來發(fā)展方向作出合理展望。

關(guān)鍵詞：谷物水分檢測技術(shù);研究現(xiàn)狀;未來展望

如果谷物在運(yùn)輸和存儲的過程中含有過高水分，那么就很容易引起谷物霉變或者生蟲，會對谷物的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響;反之，如果谷物的含水量過低，也會對有機(jī)物造成破壞，會極大的降低谷物的營養(yǎng)成分，這也就要求谷物的含水量必須處在科學(xué)的區(qū)間范圍內(nèi)。在過去由于谷物水分檢測技術(shù)不成熟，我國每年都有大量的谷物在運(yùn)輸和存儲過程中霉?fàn)€變質(zhì)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以對谷物水分檢測技術(shù)進(jìn)行深入研究有著十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。

一、常見的谷物水分檢測方法

（一）直接法

直接法包括化學(xué)法和干燥法兩種。化學(xué)法又包括卡爾-費(fèi)休法和蒸餾法，其中卡爾-費(fèi)休法是一種氧化還原滴定法，通過測量非水溶液中的微量水分來判斷谷物的水分含量，是化學(xué)法的主要代表，在谷物檢測中有著廣泛應(yīng)用。干燥法又包括電烘箱、快速失重以及減壓干燥等方法。

電烘箱法在應(yīng)用過程中需要加熱電阻爐，然后根據(jù)重量損失來計算谷物中的含水量，電烘箱法又分為105℃恒重、隧道式烘箱、定溫定時烘干、二次烘干等方法。電烘箱法在應(yīng)用過程中具有較高的能耗并且檢測時間長，但是檢測結(jié)果精準(zhǔn)可靠，通常用來對其他方法的檢測精度進(jìn)行校驗(yàn);

快速失重法與電烘箱法的檢測原理相類似，區(qū)別于干燥溫度存在一定差異;

減壓干燥法在操作過程中簡單快捷，而且不需要對樣品進(jìn)行特殊處理，不受樣品外形影響，所以廣泛應(yīng)用于分析部門和質(zhì)量管理部門。

（二）間接法

1、電測法

電阻式測量法是以物質(zhì)水分含量和導(dǎo)電性能之間的關(guān)系為測量原理，電阻測量法在應(yīng)用過程中具有測量速度快、易于攜帶并且成本低廉等優(yōu)勢，因此在谷物水分測量中具有廣泛的應(yīng)用。但是電阻法在測量時需要將樣品與電極接觸，所以接觸狀態(tài)會在一定程度上影響測量精度，而且在測量過程中容易受外界溫度影響，所以不適合測量含水量過低或者過高的樣品。

2、射線法

射線法主要包括紅外線法和微波法。紅外線檢測技術(shù)具有快速準(zhǔn)確、測量范圍大、對樣品無損等優(yōu)勢。紅外線測量法以水分子會吸收1.9特定波長的輻射為測量原理，其中又根據(jù)檢測儀器結(jié)構(gòu)的不同，分為射透型、反射型和反透復(fù)合型，其中反射型的應(yīng)用范圍最廣，對于谷物的含水量檢測也多采用反射型儀器。

微波法的檢測原理是水分子會吸收微波能量，或者微波空腔諧的振頻率會隨著水分含量的變化而變化，現(xiàn)如今我國的微波檢測儀完成一次測量需三分鐘左右，測量范圍為12%～26%之間，適合含水率較低的谷物測量。

二、水分檢測技術(shù)的其他相關(guān)研究

（一）中子法

利用中子法對谷物的水分含量進(jìn)行檢測是一種頗為先進(jìn)的方法，中子法的檢測原理為水分子中的氫原子對快中子有減速影響，所以在檢測過程中只需檢測出慢中子的數(shù)量，就可以精準(zhǔn)的計算出谷物的含水量。中子法檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中具有在線測量、無損樣品等優(yōu)勢，現(xiàn)如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于糧食產(chǎn)業(yè)。但是中子法需要的儀器相對復(fù)雜，而且成本相對較高，在檢測之前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，同時對樣品的體積和密度也有一定要求，因此有一定的應(yīng)用局限。

（二）核磁共振法

核磁共振法可以精準(zhǔn)測量出固體和液體中的油脂含量、水果的成熟度以及果實(shí)的核含量，應(yīng)用在谷物水分檢測中主要是通過測量氫原子能量的吸收來實(shí)現(xiàn)的，在檢測過程中具有速度快、精度高、檢測數(shù)量大等優(yōu)點(diǎn)。

（三）聲學(xué)法

不同含水量的谷物在流動過程中所產(chǎn)生的摩擦和碰撞聲壓各不相同，聲學(xué)法主要是通過測量聲壓來完成對谷物的含水量測量，在測量過程中需要建立含水量和聲壓的數(shù)學(xué)模型，具有較高的檢測精度。

（四）摩擦阻力法

谷物含水量與摩擦系數(shù)具有一定關(guān)系，摩擦阻力法主要是基于這種關(guān)系來進(jìn)行測量。谷物的含水量越大、其摩擦系數(shù)也越大，通過建立二者之間的關(guān)系模型，即可計算出谷物的水分含量。摩擦阻力法在應(yīng)用過程中的干擾因素較少，并且具有更高的穩(wěn)定性和性價比，所以應(yīng)用范圍相對廣泛。

三、總結(jié)與展望

谷物的水分含量是糧食運(yùn)輸、流通、存儲的重要指標(biāo)，對谷物的含水量進(jìn)行檢測直接關(guān)系到糧食在存儲和運(yùn)輸過程中的品質(zhì)，雖然國家已經(jīng)明確規(guī)定了谷物檢測的操作方法和技術(shù)，但是對樣品粉碎過程中的相對濕度卻沒有進(jìn)行明確限制，這也會導(dǎo)致檢測值與實(shí)際值之間存在差異，而且不同的水分檢測方法之間也具有一定誤差，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的限制。

現(xiàn)如今國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)研制出了多種水分快速測定儀，逐漸取代了耗時費(fèi)電、不適合現(xiàn)場檢測的傳統(tǒng)烘箱干燥法，為谷物檢測提供了更為廣闊的發(fā)展空間。而且隨著計算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的日趨成熟，探討更加簡單、更加準(zhǔn)確的水分檢測技術(shù)一直是研究界關(guān)注的重點(diǎn)。隨著水分檢測儀器自動化和智能化水平的不斷提高，這對于提高檢測精度，減少檢測損失有著十分重要的意義。

綜上所述，谷物含水量檢測對于谷物運(yùn)輸和存儲意義重大，在全球糧食供應(yīng)緊張局面下，國家也投入大量精力對谷物水分檢測技術(shù)進(jìn)行研發(fā)與創(chuàng)新，確保可以最大程度的保證谷物品質(zhì)穩(wěn)定，避免霉變。這也就要求技術(shù)人員必須能夠?qū)任锼謾z測技術(shù)進(jìn)行突破創(chuàng)新，促使檢測技術(shù)更加快捷、更加準(zhǔn)確，最大程度的保障糧食安全。

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