試論谷物水分檢測技術現狀與展望

侯雋

摘要：對谷物的含水量進行精準、快速的檢測對我國糧食的安全儲存具有十分重要的意義。谷物水分檢測技術是一項涉及到多學科領域的綜合性技術，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的現狀，并對技術的未來發展方向作出合理展望。

關鍵詞：谷物水分檢測技術;研究現狀;未來展望

如果谷物在運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，會對谷物的質量造成嚴重影響;反之，如果谷物的含水量過低，也會對有機物造成破壞，會極大的降低谷物的營養成分，這也就要求谷物的含水量必須處在科學的區間范圍內。在過去由于谷物水分檢測技術不成熟，我國每年都有大量的谷物在運輸和存儲過程中霉爛變質，造成了巨大的經濟損失。所以對谷物水分檢測技術進行深入研究有著十分重要的經濟意義和社會意義。

一、常見的谷物水分檢測方法

（一）直接法

直接法包括化學法和干燥法兩種。化學法又包括卡爾-費休法和蒸餾法，其中卡爾-費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，是化學法的主要代表，在谷物檢測中有著廣泛應用。干燥法又包括電烘箱、快速失重以及減壓干燥等方法。

電烘箱法在應用過程中需要加熱電阻爐，然后根據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。電烘箱法在應用過程中具有較高的能耗并且檢測時間長，但是檢測結果精準可靠，通常用來對其他方法的檢測精度進行校驗;

快速失重法與電烘箱法的檢測原理相類似，區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行特殊處理，不受樣品外形影響，所以廣泛應用于分析部門和質量管理部門。

（二）間接法

1、電測法

電阻式測量法是以物質水分含量和導電性能之間的關系為測量原理，電阻測量法在應用過程中具有測量速度快、易于攜帶并且成本低廉等優勢，因此在谷物水分測量中具有廣泛的應用。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。紅外線檢測技術具有快速準確、測量范圍大、對樣品無損等優勢。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，其中又根據檢測儀器結構的不同，分為射透型、反射型和反透復合型，其中反射型的應用范圍最廣，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、水分檢測技術的其他相關研究

（一）中子法

利用中子法對谷物的水分含量進行檢測是一種頗為先進的方法，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量，就可以精準的計算出谷物的含水量。中子法檢測技術在應用過程中具有在線測量、無損樣品等優勢，現如今已經廣泛應用于糧食產業。但是中子法需要的儀器相對復雜，而且成本相對較高，在檢測之前需要進行校準，同時對樣品的體積和密度也有一定要求，因此有一定的應用局限。

（二）核磁共振法

核磁共振法可以精準測量出固體和液體中的油脂含量、水果的成熟度以及果實的核含量，應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現的，在檢測過程中具有速度快、精度高、檢測數量大等優點。

（三）聲學法

不同含水量的谷物在流動過程中所產生的摩擦和碰撞聲壓各不相同，聲學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學模型，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具有一定關系，摩擦阻力法主要是基于這種關系來進行測量。谷物的含水量越大、其摩擦系數也越大，通過建立二者之間的關系模型，即可計算出谷物的水分含量。摩擦阻力法在應用過程中的干擾因素較少，并且具有更高的穩定性和性價比，所以應用范圍相對廣泛。

三、總結與展望

谷物的水分含量是糧食運輸、流通、存儲的重要指標，對谷物的含水量進行檢測直接關系到糧食在存儲和運輸過程中的品質，雖然國家已經明確規定了谷物檢測的操作方法和技術，但是對樣品粉碎過程中的相對濕度卻沒有進行明確限制，這也會導致檢測值與實際值之間存在差異，而且不同的水分檢測方法之間也具有一定誤差，缺乏統一標準的限制。

現如今國內的研究機構已經研制出了多種水分快速測定儀，逐漸取代了耗時費電、不適合現場檢測的傳統烘箱干燥法，為谷物檢測提供了更為廣闊的發展空間。而且隨著計算機技術和傳感器技術的日趨成熟，探討更加簡單、更加準確的水分檢測技術一直是研究界關注的重點。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輸和存儲意義重大，在全球糧食供應緊張局面下，國家也投入大量精力對谷物水分檢測技術進行研發與創新，確保可以最大程度的保證谷物品質穩定，避免霉變。這也就要求技術人員必須能夠對谷物水分檢測技術進行突破創新，促使檢測技術更加快捷、更加準確，最大程度的保障糧食安全。

參考文獻：

[1]張立輝. 谷物干燥過程模擬及測控新方法的研究[D].吉林大學，2014.

[2]羅承銘. 基于電容法的谷物水分檢測系統研究與設計[D].西北農林科技大學，2011.