试论谷物水分检测技术现状与展望

侯隽

摘要：对谷物的含水量进行精准、快速的检测对我国粮食的安全储存具有十分重要的意义。谷物水分检测技术是一项涉及到多学科领域的综合性技术，对检测精度具有一定要求。本文将主要分析谷物水分检测技术的现状，并对技术的未来发展方向作出合理展望。

关键词：谷物水分检测技术;研究现状;未来展望

如果谷物在运输和存储的过程中含有过高水分，那么就很容易引起谷物霉变或者生虫，会对谷物的质量造成严重影响;反之，如果谷物的含水量过低，也会对有机物造成破坏，会极大的降低谷物的营养成分，这也就要求谷物的含水量必须处在科学的区间范围内。在过去由于谷物水分检测技术不成熟，我国每年都有大量的谷物在运输和存储过程中霉爛变质，造成了巨大的经济损失。所以对谷物水分检测技术进行深入研究有着十分重要的经济意义和社会意义。

一、常见的谷物水分检测方法

（一）直接法

直接法包括化学法和干燥法两种。化学法又包括卡尔-费休法和蒸馏法，其中卡尔-费休法是一种氧化还原滴定法，通过测量非水溶液中的微量水分来判断谷物的水分含量，是化学法的主要代表，在谷物检测中有着广泛应用。干燥法又包括电烘箱、快速失重以及减压干燥等方法。

电烘箱法在应用过程中需要加热电阻炉，然后根据重量损失来计算谷物中的含水量，电烘箱法又分为105℃恒重、隧道式烘箱、定温定时烘干、二次烘干等方法。电烘箱法在应用过程中具有较高的能耗并且检测时间长，但是检测结果精准可靠，通常用来对其他方法的检测精度进行校验;

快速失重法与电烘箱法的检测原理相类似，区别于干燥温度存在一定差异;

减压干燥法在操作过程中简单快捷，而且不需要对样品进行特殊处理，不受样品外形影响，所以广泛应用于分析部门和质量管理部门。

（二）间接法

1、电测法

电阻式测量法是以物质水分含量和导电性能之间的关系为测量原理，电阻测量法在应用过程中具有测量速度快、易于携带并且成本低廉等优势，因此在谷物水分测量中具有广泛的应用。但是电阻法在测量时需要将样品与电极接触，所以接触状态会在一定程度上影响测量精度，而且在测量过程中容易受外界温度影响，所以不适合测量含水量过低或者过高的样品。

2、射线法

射线法主要包括红外线法和微波法。红外线检测技术具有快速准确、测量范围大、对样品无损等优势。红外线测量法以水分子会吸收1.9特定波长的辐射为测量原理，其中又根据检测仪器结构的不同，分为射透型、反射型和反透复合型，其中反射型的应用范围最广，对于谷物的含水量检测也多采用反射型仪器。

微波法的检测原理是水分子会吸收微波能量，或者微波空腔谐的振频率会随着水分含量的变化而变化，现如今我国的微波检测仪完成一次测量需三分钟左右，测量范围为12%～26%之间，适合含水率较低的谷物测量。

二、水分检测技术的其他相关研究

（一）中子法

利用中子法对谷物的水分含量进行检测是一种颇为先进的方法，中子法的检测原理为水分子中的氢原子对快中子有减速影响，所以在检测过程中只需检测出慢中子的数量，就可以精准的计算出谷物的含水量。中子法检测技术在应用过程中具有在线测量、无损样品等优势，现如今已经广泛应用于粮食产业。但是中子法需要的仪器相对复杂，而且成本相对较高，在检测之前需要进行校准，同时对样品的体积和密度也有一定要求，因此有一定的应用局限。

（二）核磁共振法

核磁共振法可以精准测量出固体和液体中的油脂含量、水果的成熟度以及果实的核含量，应用在谷物水分检测中主要是通过测量氢原子能量的吸收来实现的，在检测过程中具有速度快、精度高、检测数量大等优点。

（三）声学法

不同含水量的谷物在流动过程中所产生的摩擦和碰撞声压各不相同，声学法主要是通过测量声压来完成对谷物的含水量测量，在测量过程中需要建立含水量和声压的数学模型，具有较高的检测精度。

（四）摩擦阻力法

谷物含水量与摩擦系数具有一定关系，摩擦阻力法主要是基于这种关系来进行测量。谷物的含水量越大、其摩擦系数也越大，通过建立二者之间的关系模型，即可计算出谷物的水分含量。摩擦阻力法在应用过程中的干扰因素较少，并且具有更高的稳定性和性价比，所以应用范围相对广泛。

三、总结与展望

谷物的水分含量是粮食运输、流通、存储的重要指标，对谷物的含水量进行检测直接关系到粮食在存储和运输过程中的品质，虽然国家已经明确规定了谷物检测的操作方法和技术，但是对样品粉碎过程中的相对湿度却没有进行明确限制，这也会导致检测值与实际值之间存在差异，而且不同的水分检测方法之间也具有一定误差，缺乏统一标准的限制。

现如今国内的研究机构已经研制出了多种水分快速测定仪，逐渐取代了耗时费电、不适合现场检测的传统烘箱干燥法，为谷物检测提供了更为广阔的发展空间。而且随着计算机技术和传感器技术的日趋成熟，探讨更加简单、更加准确的水分检测技术一直是研究界关注的重点。随着水分检测仪器自动化和智能化水平的不断提高，这对于提高检测精度，减少检测损失有着十分重要的意义。

综上所述，谷物含水量检测对于谷物运输和存储意义重大，在全球粮食供应紧张局面下，国家也投入大量精力对谷物水分检测技术进行研发与创新，确保可以最大程度的保证谷物品质稳定，避免霉变。这也就要求技术人员必须能够对谷物水分检测技术进行突破创新，促使检测技术更加快捷、更加准确，最大程度的保障粮食安全。

参考文献：

[1]张立辉. 谷物干燥过程模拟及测控新方法的研究[D].吉林大学，2014.

[2]罗承铭. 基于电容法的谷物水分检测系统研究与设计[D].西北农林科技大学，2011.