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粮食水分仪采用的技术

发布时间:2019-07-10 点击量:556
   粮食水分仪对于粮食收购、加工、储藏、运输具有重要意义。在我国,由于水分检测手段不完善,每年有数量达百亿斤的粮食因水分含量过高在储藏与运输过程中霉烂变质,损失巨大。因此,粮食水分一直是国内外粮食部门控制的一项非常重要的质量指标。今天,我们简单聊一聊那些被我们用过的粮食水分仪方法~
 
  如何理解粮食水分?
 
  粮食中的水分按物理性质分为游离水(自由水)和结合水(结晶水)。游离水是通过物理吸附作用凝聚在粮食颗粒内部的毛细管内和分子间隙中的水分:结合水是通过化学作用吸附在粮食细胞内和粮食分子结构中的水分。游离水具有普通水的一般性质,粮食水分仪对粮食的质量有着重要的影响,粮食水分就是指游离水的含量。
 
  直接法是通过干燥或化学方法,直接去除粮食中的水分,检测出样品的含水量。此类方法检测精度高,但费时,不适用于在线检测。
 
  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。
 
  间接法粮食水分测定技术
 
  粮食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。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。
 
  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。缺点是影响因素多、数据复杂。前苏联谷物水分仪中,采用电容法检测的占43%。目前检测精度可达0.5%,检测时间小于5min。
 
  粮食水分仪的理论基础是比尔定律,水分在1.649m或1.94/zm被长的红外辐射有强烈的吸收带。由于物质含水量不同,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、投射法、反射投射复合式。用于粮食水分检测主要是反射式。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,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,设备价格也相对较高。
 
  微波法就是利用超高频能量通过样品产生能量损耗的变化来计算出水分值。水与粮食的介电常数相比特别高,而且在超高频范围内存在介电损耗大值。其优点是非接触 测量,能检测水分含量的值,可以连续在线检测。缺点是受形状、密度、厚度等影响,仪器结构复杂,价格高。
 
  粮食水分仪是根据分子散射原理工作的。采用能发射快中子的中子源,散出的快中子与含有氢原子核的物质相遇,相互之间发生碰撞而减慢为慢中子,根据测出的慢中子的密度就可能知含氢的总量,计算出物质含水量。它是一种较先进的在线检测水分仪,能在不破坏物料结构和不影响物料正常运行状态下准确检测。粮食水分仪存在着需由人工进行标定、氢的散射性不稳定等缺点。
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