水分
是
粮食收购、加工、储藏、运输
过程中重要监测指标
,
对粮食流通工作开展
具有重要意义。由于水分检测手段
尚
不完善,每年有达百亿斤的粮食因水分含量过高在储藏与运输过程中
引起质量劣变
,
造成了
巨大
的
经济
损失。因此,为了确保粮食安全,粮食水分一直是粮食
收储企业和行政管理部门重点关注的
一项质量指标
。
水分快速测定仪是常用于粮食出入库检验过程水分指标的检验仪器
,
根据原理不同,可以分为快速烘干法、卤素加热、微波干燥、电容法、近红外等。目前,随着无线传感技术的发展,射频信号识别技术(
Radio Frequency Identification
,
RFID)广泛应用于日常生活中。有学者
将其
应用于粮食水分快速检测方法,开发出了相应检测设备,实现了多作物水分等指标的快速测定
。
其原理是:
射频信号传输时不同水分含量的粮食对电磁波能量的吸收程度不同,通过分析射频信号特征值的变化,可以间接实现水分检
测
[1]
。本文对
RFID谷物水分快速检测仪与国标方法进行比较分析,验证此原理的检测设备在粮食水分含量快速检测中的应用效果,对影响因素进行分析,
并
提出相应的解决方案,为
RFID谷物水分快速检测新技术、新设备在基层库点的应用和推广提供相关参考。
射频信号传输时不同水分含量的粮食对电磁波能量的吸收程度不同,通过分析射频信号特征值的变化,可间接
实现
水分检测。
一、
材料与方法
(一)
样品
选用
苏州市胥口粮食储备
库
202
4
年
相
同批次
不同水分
小麦、稻谷
样品
。
(二)
仪器与设备
RFID谷物水分快速检测仪;电子天平;
电热恒温
干燥箱
;
V型混匀器
。
(三)
实验方法
1.
样品制备
。
快速检测方法样品制备
:
RFID谷物水分快速检测仪无需进行样品制备。
国标
法样品制备
:
分取小麦、稻谷样品
至各
50g,除去杂质,使
其
过
1.5mm筛的
样品
不少于
90%,混合均匀
后置于广口瓶备用
。
2.
水分测定
(
1
)
快检
法
。选取低、中、高三个梯度的稻谷和小麦样品进行测试,
经充分混匀后分
取
700
g左右逐步投
入喂料
口
,
10s内显示
结果即为当次测试
结果
,
同时做平行实验
。
(
2)
国标
法。
同步选取(
1)中三个梯度的稻谷和小麦样品进行测试,水分含量低于16%的样品
按照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》(GB 5009.3—2016)
[2]
的要求进行测定
;
水分含量
高
于
1
6
%的样品按照《粮食、油料水分两次烘干测定法》(GB/T 20264—2006)的要求进行测定,
均按要求进行平行实验
[
3
]
。
(四)
仪器干扰因素实验
1.
环境温度
。
稻谷样品去杂后经充分混匀后,分别在
12℃、16℃、20℃下进行测试6次,温度波动控制在1℃以内,每次平行实验测试时间控制在2min内完成,计算各温度下测试结果的变异系数。
2.
预热时间
。
稻谷样品去杂后经充分混匀后,在
20±1℃下,分别在预热时间为0min、10min、20min、30min后进行测试6次,每次平行实验测试时间控制在2min内完成,计算不同预热时间后测试结果的变异系数。
3.
杂质含量
。
在
20±1℃下,预热时间为20min后,选取稻谷样品,对杂质含量进行调整并经充分混匀后,分别测试在0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的样品测试6次,每次平行实验测试时间控制在2min内完成,计算不同杂质含量稻谷样品测试结果的变异系数。
(
五
)
数据处理及统计学方法
采用
SPSSAU 系统软件
在线数据处理
,
采用配对
t
检验进行数据的统计学分析检验
。
二、
实验结果与分析
(一)
水分含量的比较测试
测试
结果如表
1所示,稻谷和小麦水分在低水分梯度和中水分梯度时,绝对偏差在0.1以内,快检法与国标法数据基本一致。在高水分梯度时,稻谷和小麦的水分快检测定结果较国标法略高,可能是由于其籽粒中水分含量增大,模型的偏差也同步增加,且高水分梯度的样品采用GB/T 20264-2006二次烘干法进行测定,实验环节较多,时间消耗
较长
,误差
也随之增加。
所以快检法测定的绝对偏差较中低水分有所增加,尤其在中高水分测定时,虽然目标样品的数值不断增大,但其快检法绝对误差增大的幅度远远小于检测数据的增幅,测定结果的绝对误差仍然保持在
0.1%以内,且相对偏差仍在1%以内
。
结果的评价指标不仅优于国标
GB/T 20264—2006对结果允差双实验测定结果绝对差不小于0.2%的要求,与红外检测法0.3%左右和电容法0.5%左右的绝对偏差
[4,5]
相比,
RFID快速检测法在检测结果准确度和精密度上拥有绝对比较优势。