как понять что зерно сухое
Влажность зерна: оценка, влияние на зерноматериал, методы определения
Влажность зерна – фактор, отражающий объем питательных веществ и возможную длительность хранения зерновой массы. Является одним из ключевых показателей качества и определяется непосредственно после приемки новой партии культуры.
Основной способ определения влажности, установленный ГОСТ 3040—45
Минус в массе навеска, образующийся в результате сушки, засчитывается как равный массе имеющейся в зерне влаги. Влажность определяется путем отражения полученного минуса в процентах.
Содержание влаги в зерне
По уровню влажности зерноматериал может быть:
Сухое вещество в неохлажденной сырой зерновой массе теряется в объеме до 0,2% в день. Тогда как, например, сухое зерно «дышит» неинтенсивно. Материал средней сухости, в сравнении с сухим, «дышит» в два-три раза активнее, но из-за малого газообмена может нормально храниться. Влажный продукт, в сравнении с сухим, «дышит» в пять-восемь раз интенсивнее.
Влияние влаги на качество зерноматериала
Точное определение влажности зерна имеет огромное значение, так как именно по этому показателю можно определить объем питательных веществ и возможную продолжительность хранения материала. При превышении объема влаги в культуре продукция быстро испортится и потеряет большую часть полезных компонентов. Избыток влажности провоцирует неблагоприятные химические и физические процессы, результатом которых становится:
Длительно влажная масса непригодна для дальнейшего хранения и обработки.
Оценка содержания влаги
Учитывая важность вопроса, методы определения влажности зерна регулярно совершенствуются.
Критическая влажность
Степень влажности, при которой в зерноматериале образуется свободная влага, а интенсивность «дыхания» существенно возрастает, называют критической. Для каждого типа культуры предусмотрены свои показатели «критической влажности»:
Приемлемый показатель влажности для большинства злаковых – до 14%. При влажности ниже на несколько процентов от критической зерноматериал длительный срок сохраняет посевные свойства (при условии, что ему обеспечивается достаточный объем кислорода). При нехватке или отсутствии кислорода всхожесть теряется в первые месяцы хранения.
Методы определения
Косвенный метод вычисления влажности зерновой массы – использование специального влагомера, определяющего уровень ее электропроводности. Объем воды в культуре отражается на ее электропроводности.
Стандартно приборы определения влажности зерна работают так:
На всю процедуру уходит не более пяти минут. Но точность такого метода измерения не слишком высокая (в сравнении с точностью, которую позволяют добиться стандартные способы).
На электропроводность зерноматериала оказывают влияние:
Принимая в расчет все эти факторы, разработчики электровлагомера составляют специальные таблицы, в соответствии с которыми на устройствах нужно устанавливать рабочий режим и код.
Стандартное определение влажности (без предварительной сушки)
При разнице между двумя показателями более чем в 0,2% исследование повторяется.
Определение влажности с предварительным подсушиванием
Этот способ используют для зерноматериала с предполагаемой влажностью >17%.
20 гр. зерна помещаются в бюксу и подсушиваются в течение 10-12 минут при температуре +105 0 С в сушильном аппарате. В течение 5 минут бюксы охлаждаются в эксикаторе. Проводятся замеры, измельчение массы в течение 30 секунд, выделение и обезвоживание навесов.
Как понять что зерно сухое
Метод определения влажности
Grain. Method of moisture content determination
Дата введения 2016-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки» (ФГБНУ «ВНИИЗ»)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 августа 2015 г. N 79-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
(Поправка), (Поправка. ИУС N 6-2019).
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2015 г. N 1237-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13586.5-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2016 г.
6 ИЗДАНИЕ (февраль 2019 г.) с Поправкой (ИУС 3-2016), с Поправкой (ИУС 2-2017)
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2019 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
1 Область применения
Метод воздушно-тепловой сушки применяют при измерении влажности зерна на хлебоприемных и перерабатывающих предприятиях при приеме, отпуске, отгрузке и переработке зерна, а также при контрольных измерениях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.0.004-2015 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ OIML R 76-1-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ 450-77 Кальций хлористый технический. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия
ГОСТ ИСО 5725-1-2003* Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002.
ГОСТ ИСО 5725-2-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений**
** В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002.
ГОСТ ИСО 5725-3-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений***
*** В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002.
ГОСТ ИСО 5725-6-2003 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.
ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 9871-75 Термометры стеклянные ртутные электроконтактные и терморегуляторы. Технические условия
ГОСТ 13586.3-2015 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27186, [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 первоначальное определение (измерение): Результат измерения показателя влажности в средней пробе зерна, внесенный в товаросопроводительный документ.
3.2 контрольное определение (измерение): Результат измерения показателя влажности в средней пробе зерна, проводимого при возникновении разногласий по результатам измерения влажности зерна.
4 Сущность метода
Сущность метода заключается в обезвоживании навески измельченного зерна в сушильном шкафу (установке) при фиксированных параметрах: температуре, времени сушки и вычислении влажности в процентах по изменению ее массы путем взвешивания навески до и после высушивания.
5 Средства измерений, вспомогательное оборудование и реактивы
5.1 Установка для измерения влажности зерна воздушно-тепловая с диапазоном измерения влажности от 5% до 45%, а также с пределом допускаемых значений основной абсолютной погрешности при измерении влажности ±0,5%.
5.2 Шкаф сушильный электрический, обеспечивающий создание и поддержание температуры в рабочей зоне высушивания от 100°С до 150°С, с отклонением от заданного значения не более ±2°С. Мощность нагрева должна быть такой, чтобы сушильный шкаф, отрегулированный на температуру (130±2)°С, мог восстановить заданную температуру не более чем через 15 мин после загрузки максимального числа проб (при полной загрузке рабочей зоны высушивания). Продолжительность восстановления температуры до 105°С в камере сушильного шкафа после загрузки в нее бюкс с навесками не более 4 мин.
5.3 Весы неавтоматического действия по ГОСТ OIML R 76-1 или по нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт, с пределами допускаемой абсолютной погрешности не более ±0,01 г; ±1 г.
5.5 Сито из решетного полотна с круглыми отверстиями диаметром 5,0 мм (полотно 1-50) по ГОСТ 6613.
5.6 Сита N 1 и N 08 по ГОСТ 6613.
5.7 Мельница лабораторная типа ЛЗМ или другого типа, обеспечивающая измельчение зерна до заданной крупности.
5.8 Аппарат для охлаждения проб зерна после предварительной сушки типа АУО.
5.9 Охладитель бюкс лабораторный (ОБЛ).
5.10 Влагомеры диэлькометрические утвержденного типа по ГОСТ 29027, обеспечивающие измерение влажности зерна в диапазоне от 5% до 40% с абсолютной погрешностью, не более:
— ±1,0% в диапазоне измерения влажности зерна до 17,0% включительно;
— ±1,5% в диапазоне измерения влажности зерна свыше 17,0%.
5.11 Дробилка лабораторная для измельчения стержней кукурузных початков.
5.12 Бюксы металлические (противокоррозионные) с крышками, высотой 20 мм и диаметром 48 мм.
5.13 Бюксы с сетчатым дном и крышкой (сетчатые) с размером отверстий сетки 0,45 мм, высотой 15 мм и диаметром 77 мм.
5.15 Секундомер механический.
5.16 Термометр стеклянный ртутный электроконтактный по ГОСТ 9871 с диапазоном измерения от 80°С до 150°С и ценой деления 1°С.
Как понять что зерно сухое
Метод определения влажности
Grain.
Method of moisture content determination
Дата введения 1995-01-01
1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России
ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа
по стандартизации
Главная государственная инспекция Туркменистана
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 2 июня 1994 г. N 160 межгосударственный стандарт ГОСТ 13586.5-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1995 г.
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер раздела, пункта, приложения
Сущность метода заключается в обезвоживании навески измельченного зерна в воздушно-тепловом шкафу при фиксированных параметрах: температуре и продолжительности сушки и определении убыли ее массы.
Воздушно-тепловой метод применяют при определении влажности зерна на хлебоприемных и перерабатывающих предприятиях в среднесменных и среднесуточных пробах, при приеме, отпуске и отгрузке, а также при контрольных определениях.
1. ОТБОР ПРОБ
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
Шкаф сушильный электрический СЭШ-3М с нагревом сушильной камеры до 150 °С и с терморегулятором, обеспечивающим создание и поддержание температуры в рабочей зоне высушивания 100-140 °С с погрешностью ±2 °С. Допускаемые отклонения напряжения питания сушильного шкафа от номинального не должны превышать (220 ) В. При больших отклонениях следует применять стабилизатор напряжения переменного тока мощностью не менее 2000 В·А любого типа.
Аппарат для ускоренного охлаждения проб зерна после предварительной сушки типа АУО.
Весы лабораторные общего назначения с допускаемой погрешностью взвешивания ±0,01 г.
Весы лабораторные общего назначения с допускаемой погрешностью взвешивания ±1 г.
Мельница лабораторная типа ЛЗМ или другого типа, обеспечивающая измельчение зерна по крупности.
Дробилка лабораторная для измельчения стержней кукурузных початков типа ДСК.
Термометр стеклянный ртутный электроконтактный по ГОСТ 9871.
Бюксы металлические с крышками высотой 20 мм и диаметром 48 мм.
Бюксы с сетчатым дном и крышкой (сетчатые) с размером отверстий сетки 0,45 мм, высотой 15 мм и диаметром 77 мм.
Эксикаторы по ГОСТ 25336 исполнения 2.
Сито из решетного полотна по ТУ 23.2.2068 с круглыми отверстиями диаметром 5,0 мм (полотно 1-50).
Сита N 1 и 08 по ТУ 14-4-1374.
Вставки для эксикатора фарфоровые по ГОСТ 9147.
Секундомер механический по ТУ 25-1819.0021.
Примечание. Допускается использовать другие аппаратуру, материалы и реактивы с техническими характеристиками не ниже указанных.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Из средней пробы выделяют навеску массой (300±10) г.
3.2. Выделенное зерно помещают в плотно закрывающийся сосуд, заполнив его на две трети объема. Зерно, имеющее температуру ниже температуры обычных лабораторных условий (20±5) °С, выдерживают в закрытом сосуде до температуры окружающей среды.
3.3. На дно тщательно вымытого и просушенного эксикатора помещают прокаленный хлористый кальций или другой осушитель. Пришлифованные края эксикатора смазывают тонким слоем вазелина.
3.4. Новые бюксы просушивают в сушильном шкафу в течение 60 мин и помещают для полного охлаждения в эксикатор.
Бюксы, находящиеся в обращении, также должны храниться в эксикаторе.
3.5. В выделенном зерне определяют влажность с помощью электровлагомеров по ГОСТ 8.434 для выбора варианта метода и установления продолжительности подсушивания.
3.6. Для зерна с влажностью до 17% определение проводят без предварительного подсушивания. Для зерна с влажностью свыше 17% определение проводят с предварительным подсушиванием до остаточной влажности в пределах 9-17%. Для зерна овса и кукурузы предварительное подсушивание проводят при влажности свыше 15,5%.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Перед началом испытаний зерно тщательно перемешивают, встряхивая сосуд в разных направлениях и плоскостях.
4.2. Определение влажности с предварительным подсушиванием
4.2.1. В просушенную и взвешенную сетчатую бюксу из подготовленного зерна для определения влажности из разных мест отбирают совком навеску зерна массой 20,00 г. Бюксу закрывают и взвешивают.
4.2.2. Перед подсушиванием зерна сушильный шкаф разогревают до температуры 110 °С.
4.2.3. Бюксы с навесками зерна помещают в сушильный шкаф при температуре 110 °С и сушат при 105 °С, для чего подвижный контакт термометра устанавливают на 105 °С. Свободные гнезда шкафа закрывают заглушками. Продолжительность восстановления температуры до 105 °С в камере СЭШ-3М после загрузки в нее бюкс с навесками не должна превышать 4 мин. Продолжительность подсушивания навесок зерна в зависимости от влажности, предварительно определенной с помощью электровлагомера, устанавливают по табл.1.
Продолжительность подсушивания (с момента восстановления температуры 105 °С в камере СЭШ-3М), мин, при влажности, %
Пшеница, рожь, овес, просо, сорго, гречиха, ячмень, рис-зерно
Влажность зерна. Методы измерения. Анализаторы
В сельском хозяйстве и пищевой промышленности широко используются такие приборы, как анализаторы влажности зерна. Они красиво выглядят и быстро работают. Но, действительно ли так уж сильно необходимы эти влагомеры зерна, или их применение – всего лишь дань технологической моде?
Влажность зерна
Среди различных показателей качества собранного зерна, влажность является одним из важнейших. Причина заключается в том, что вода напрямую влияет на интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов – как тех, которые составляют сам растительный плод, так и находящихся на его поверхности. Поэтому данную характеристику определяют сразу же, в процессе приемки.
От уровня влажности зависит, сколько в зерне содержится питательных веществ. А также – насколько оно подходит для переработки или хранения. Чем этот показатель выше, тем больше в нем воды и меньше полезных компонентов. И тем хуже оно будет храниться и перерабатываться. Избыточное наличие влаги является катализатором, активирующим физиологические и физико-химические процессы, такие как прорастание, дыхание, набухание, активизация ферментов, расщепление биополимеров.
Если зерно убрано с поля с повышенной влажностью, то микроорганизмы на его поверхности развиваются ускоренными темпами. В общем объеме такой зерновой массы значительно возрастает количество клещей и различных вредителей из класса насекомых. Это тоже отрицательно влияет на качество крупы и семян, увеличивает вероятность их порчи при хранении.
Влагомер A&D MS-70
Влагомер зерна Фауна-М
Анализатор влажности Эвлас-2М стандартный
Влагомер сена, силоса, сенажа WILE 26
Анализатор влажности Radwag MAC 50
Анализатор влажности Эвлас-2М высокоточный
Влагомер опилок и древесных пеллет WILE Bio Moisture Wood
Влагомер-термометр WILE 500
Еще один важный фактор заключается в том, что у влажного зерна изменяются в худшую сторону физические свойства. Снижается натура (то есть, вес какого-либо объема, например, 1 тн. зерна, в отличие от распространенного показателя веса 1000 шт. зерен) и сопротивление раздавливанию, ухудшается сыпучесть. Оболочки становятся гладкими и более эластичными. В результате, на механическое дробление приходится расходовать больше энергии, чем для сухого материала. Бывает и так, что переработка оказывается просто невозможной.
В период уборки различных зерновых культур, влажность урожая колеблется в значительном диапазоне – от 10% до 30% и более. По указанным выше причинам, определение данного параметра является важным этапом производственного процесса. В зависимости от его результатов, принимается решение о необходимости повышении качества посредством сушки.
Виды влаги в зерне
Определенное количество влаги в зерне есть всегда. Точное его значение зависит от множества факторов: климатических условий, вида культуры, особенностей ее анатомии, степени спелости, наличия гидрофильных коллоидов, условий уборки и последующего хранения.
Вода в зерне может находиться в трех состояниях:
Химически связанная. В этом случае молекулы Н2О, в строго определенных соотношениях, входят в состав молекул компонентов зерна. Чтобы удалить такую воду, надо прокалить материал, или провести химическую реакцию. В обоих случаях, структура входящих в зерно веществ окажется разрушенной.
Физически связанная. Сюда относится вода структурная, осмотически поглощенная и адсорбционная. Соотношения молекул Н2О могут варьироваться в некоторых пределах. Если они сорбированы присутствующими в зерне гидрофильными коллоидами, то выступать в качестве растворителя уже не могут. Перемещение таких молекул Н2О в теле зерна затруднено, как и участие в химических реакциях. В результате физиологические процессы с их участием почти не происходят. При высушивании такая влага, с трудом, но все же удаляется.
Механически связанная. Она располагается в имеющихся в теле зерна макро- и микрокапиллярах. Эта вода называется свободной. Она сохраняет все свои свойства и принимает участие в происходящих в зерне микробиологических, биохимических и физиологических процессах. Легко убирается высушиванием.
Физически и механически связанную воду, которую можно удалить из зерна в процессе сушки, называют гигроскопической.
Оценка влажности и ее критическое значение
Лучше всего хранить сухое зерно. Свободная влага в нем практически отсутствует. А связанная, в основном, удерживается гидрофильными коллоидами. Влажность, при которой в зерне появляется свободная вода, после чего резко интенсифицируются дыхание, прорастание и прочие физиологические процессы, вследствие которых начинают активно развиваться микроорганизмы, называют критической.
По основным злакам нормальной для хранения считается влажность ниже 14%, то есть, меньше критической. В этом случае зерно можно относительно долго держать в насыпях высотой до 30 м и более. Если влажность на грани критической (зерно средней сухости), то интенсивность дыхания возрастает в 2 – 4 раза. Но, поскольку газообмен небольшой, то сроки хранения тоже достаточно долгие. У влажного зерна данный показатель увеличивается в 4 – 8 раз, у сырого – в 20 – 30 раз. При этом, с активным развитием микроорганизмов, наблюдается процесс выделения тепла – самосогревание, в процессе которого температура зерновой массы иногда поднимается до 75 град С.
Нормативные документы
Важность получения своевременной и точной информации о наличии влаги в зерне подтверждается тем, что по данной операции на государственном уровне приняты соответствующие нормативные документы:
ГОСТ 13586.5-2015 «Зерно. Метод определения влажности (с Поправкой)».
ГОСТ 29027-91 «Влагомеры твердых и сыпучих веществ. Общие технические требования и методы испытаний».
Есть и другие, например, ГОСТ 29305-92. В первом стандарте прописан метод измерения влажности зерна злаковых, включая кукурузу, и зернобобовых культур, по технологии воздушно-тепловой сушки. Данный способ считается эталонным и наиболее точным. Используется на перерабатывающих и хлебоприемных заводах, во время проведения контрольных замеров и в спорных ситуациях. Второй ГОСТ распространяется на влагомеры твердых и сыпучих веществ, принцип действия которых основан на использовании косвенных (электрических) методов: диэлькометрическом (объемном), кондуктометрическом, инфракрасном и сверхвысокочастотном. Приборы, работающие по прямым методам измерения, к сфере действия этого документа не относятся.
Методы определения влажности
Все методы измерения влажности твердых и сыпучих веществ делятся на две категории:
Прямые. Количество влаги в материале определяется непосредственно, путем его разделения на воду и сухое вещество.
Косвенные. Наличие влаги узнается путем измерения какой-либо физической величины, числовое значение которой связано с количеством воды в материале.
Прямые методы
В первую категорию измерения влажности твердых и сыпучих материалов входят способы: высушивание, дистилляционные, экстракционные и химические.
Наиболее распространенным является метод воздушно-тепловой сушки (термогравиметрический), описанный в ГОСТ 13586.5-2015. Суть его заключается в том, что навеску измельченного зерна взвешивают, а затем высушивают в специальном шкафу при температуре 130 град С в течение 40 мин. После этого – охлаждают в эксикаторе (без доступа влаги из атмосферы) и снова взвешивают. Влажность зерна определяют по формулам, исходя из полученных значений масс, и выражают в процентах. Достоинство метода заключается в его высокой точности. Недостатки – длительный процесс, необходимость наличия сушильного шкафа и вспомогательного оборудования, а также квалифицированного лаборанта.
Для ускорения сушки материала, могут применяться инфракрасные лучи или токи высокой частоты.
При дистилляционном методе материал нагревают в сосуде с жидкостью, которая с водой не смешивается (минеральное масло и др.). В процессе нагрева, из сосуда выделяются пары этой жидкости с парами воды, содержащейся в исследуемом материале. Их отводят через холодильник в мерный сосуд, где пары воды конденсируются, после чего остается измерить их вес или объем. Эта технология не слишком точная, допускаются ошибки, в том числе, систематические.
В экстракционных методах влага из исследуемого материала извлекается с помощью водопоглощающей жидкости (например, спирта). После этого надо определить числовые значения физических характеристик полученного экстракта, таких как температуры замерзания или кипения, показателя преломления, плотности или других, зависящих от содержания в нем воды.
В основу химических методов положена обработка исследуемого образца таким реагентом, который вступает в реакцию только с содержащейся в материале влагой. Процентное содержание воды определяется по количеству образовавшегося в результате реакции конечного продукта. Самыми популярными в данной категории являются газометрический (карбидный) способ и технология с использованием реактива Фишера.
Косвенные методы
К косвенным методам относятся механические, физические и другие. В ходе механических измеряют характеристики, которые зависят от количества влаги в материале. Например, определяют сопротивление пшеничного зерна раздавливанию. Или усадку материала под давлением поршня, сопротивление деформации или вдавливанию конуса и прочие. Механические технологии отличаются простотой исполнения и низкой точностью результатов, поэтому большого распространения они не получили.
Намного шире используются физические методы. В ходе их проведения, влажность материала преобразуется в другую величину, более удобную для измерения. Все они относятся к двум категориям: электрические и неэлектрические. В первом случае измеряются электрические параметры образца, зависящие от количественного содержания влаги. Во втором – другие характеристики.
Среди неэлектрических технологий наиболее популярными являются способы, в основу которых положено применение или изучение:
Теплофизических характеристик вещества.
Акустических свойств материала.
Нейтронов и гамма-лучей (радиометрические методы), рентгеновского излучения.
Магнитного ядерного резонанса.
Инфракрасного излучения и видимого света (спектральные способы).
В группе электрических методов самыми популярными являются кондуктометрический и диэлькометрический (емкостный). Кроме них, есть и другие, основанные на изучении прочих характеристик влагосодержащих веществ – электростатического заряда, ЭДС гальванический пары и т.д. Но их распространенность крайне низкая.
При диэлькометрическом методе емкостный влагомер служит для измерения в большом диапазоне частот диэлектрических свойств материала. При этом, работа на сверхвысоких частотах имеет некоторые существенные отличия, из-за чего ее иногда рассматривают, как отдельный способ.
Основные компоненты сухого зерна – слабо полярные или неполярные. Их диэлектрическая проницаемость невысокая. Например, у жиров она составляет 3,5, у клетчатки – 6,5, у крахмала – 10. Вода, наоборот, является веществом сильно поляризованным, у нее данный параметр равен 81 (при 18 град С). Поэтому, наличие в зерне влаги значительно изменяет его диэлектрическую проницаемость – когда зерно сухое, оно диэлектрик, когда влажное, оно проводник. Для определения содержания воды, достаточно измерить емкость конденсатора, между пластинами которого размещен исследуемый материал.
Резонансный контур влагомера состоит из конденсатора переменной емкости СХ и катушки индуктивности L. Для получения резонанса, настраивается конденсатор С0. С помощью такого контура, определяется емкость преобразователя и, соответственно, диэлектрические потери. Вольтметр 2 служит для индикации резонанса. От генератора 1 колебательный контур отделен конденсатором СР.
Если влажность исследуемого материала 3 увеличивается, то, соответственно, изменяется емкость преобразователя. Чтобы восстановить симметричное положение, следует емкость конденсатора С0 изменить на такую величину, чтобы общая емкость контура вновь стала равна первоначальной. Разница между начальным и конечным положением ручки конденсатора С0 покажет содержание влаги в зерне.
У диэлькометрического метода есть один минус – емкость образца зависит не только от влажности, а еще и от химического состава. Поэтому, для каждого материала в комплекте прибора должна быть «своя» градуированная шкала.
Современные анализаторы влажности
В настоящее время анализаторы влажности отечественного и зарубежного производства представляют собой намного более совершенные приборы, чем те, которые выпускались в конце прошлого столетия. Все они делятся на две группы: лабораторные и портативные. Первые предназначены для стационарного применения. Они используют гравиметрическую технологию (высушивание образцов, с измерением массы навески). Работают быстро. Например, влагомер серии РМ (Kett, Япония), выдает результаты через 15 секунд после начала измерений.
Большинство портативных устройств работает по кондуктометрическому либо диэлькометрическому методу. Во втором случае, к прибору прилагается несколько (от 5 до 20) различных шкал для разных видов зерна. Есть возможность сделать индивидуальную градуировку. Диапазон измерений максимально широкий, от 0% до 100%. (Здесь надо отметить, что, при покупке влагомера для зерна, не обязательно выбирать аппарат с самыми большими возможностями, поскольку это увеличивает его цену. Вполне достаточно от 0% до 50%, или даже меньше, потому что содержание воды практически никогда не выходит за эти пределы).
Есть модели для определения влажности зерна в потоке. Например, «Фауна – П».
На рынке предлагаются анализаторы влажности универсальные и специализированные. Первые могут определить содержание воды практически в любом материале, или в очень большом перечне веществ разных типов. Они способны работать, как с твердыми и сыпучими образцами, так и с жидкими либо газообразными. Вторые предназначены для одного или нескольких материалов одной группы, например, для зерновых, для древесины и т.д.
Ниже, в качестве примера, описано несколько марок наиболее популярных влагомеров для зерна.
Анализатор влажности Эвлас
Анализатор влажности Эвлас – это универсальный прибор, с помощью которого можно определить содержание воды в более чем 300 видов пищевых продуктов и других материалов в отраслях сельского хозяйства, химической, фармацевтической, строительной и прочих.
Аппарат работает по гравиметрической технологии. Сушильная камера оборудована тороидальным инфракрасным нагревательным элементом, благодаря чему влага удаляется равномерно. Близкое к пробе расположение управляющего сенсора позволяет точно регулировать температуру. Время измерения (сушки) колеблется в пределах от 5 мин до 15 мин. Точное значение зависит от массы навески, влажности материала и его способности «отдавать» воду. Диапазон значений – от 0% до 100%.
Влагомер состоит из двух основных узлов: сушильной камеры с нагревателем и блока управления (микропроцессора) со взвешивающим устройством. Программное обеспечение позволяет работать в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Результаты выводятся на индикатор с точностью до 0,01%.
Влагомер зерна Фауна
Влагомер зерна Фауна – это специализированный портативный аппарат с автоматической термокомпенсацией температуры, предназначенный для определения влажности до двух десятков зерновых, зернобобовых и масличных культур. При необходимости, после выполнения индивидуальной градуировки, можно работать и с наименованиями, не входящими в базовый перечень. Анализатор компактный (помещается на ладони), весит всего 330 г., имеет автономное питание от батареи 9В, поэтому применяется в полевых условиях, на токах, в хранилищах и во всех других случаях, когда надо быстро определить влажность зерна на месте взятия пробы.
Аппарат работает по диэлькометрическому методу. Диапазон влажности составляет от 4,5% до 35,0% для зерновых и зернобобовых, от 6,5% до 20,0% для масличных культур. Время непосредственного измерения – 12 секунд.
Не смотря на большое число разнообразных методов определения влажности, в настоящее время на производстве все большее распространение получают анализаторы двух видов – универсальные лабораторные, работающие по гравиметрической технологии, и специализированные портативные, в которые реализованы кондуктометрический или емкостный способы. Эти приборы просты в обслуживании, выдают довольно точные результаты в течение короткого времени и могут работать автономно, что чрезвычайно важно в промышленных условиях.