容重法在線檢測玉米含水量的研究

王桂英 吳文福 徐 巖

(吉林大學(xué)超塑性與塑性研究所1，長春 130025) (吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院2，長春 130025)

容重法在線檢測玉米含水量的研究

王桂英1吳文福2徐 巖2

(吉林大學(xué)超塑性與塑性研究所1，長春 130025) (吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院2，長春 130025)

容重是評價糧食質(zhì)量的一項重要指標，本研究首先分析了幾種主要糧食作物容重與含水量的相關(guān)關(guān)系，進而確立了通過容重預(yù)測玉米含水量的主題。然后在自制的干燥試驗臺上，模擬干燥機的干燥方式獲得幾種風(fēng)速下不同風(fēng)溫時玉米容重與含水量的關(guān)系曲線，以及幾種風(fēng)溫下不同風(fēng)速時玉米容重與含水量的關(guān)系曲線，然后對得到的不同干燥條件下的試驗數(shù)據(jù)利用Design-expert 8.0.5軟件進行處理與分析，并采用Matlab對有用試驗數(shù)據(jù)進行擬合，得到了玉米含水量(M)和干燥過程熱風(fēng)溫度(T)2個因素與玉米容重(ρ)之間相互關(guān)系的較為合理的數(shù)學(xué)模型，并自主設(shè)計了容重法在線檢測玉米含水量的試驗裝置，最后將該裝置安裝在糧食干燥機的出口處進行了性能試驗，并進行誤差分析。說明通過糧食容重預(yù)測含水量是可行的，為糧食含水量在線檢測提供了一種新方法。

容重 糧食含水量 在線檢測

含水量一直是糧食的一項重要質(zhì)量指標，糧食含水量檢測是糧食收購、儲藏和加工運輸中的重要環(huán)節(jié)，如何準確、及時的檢測糧食含水量是現(xiàn)在各個糧食部門急需解決的問題和有關(guān)糧食加工領(lǐng)域研究的重要課題，即含水量的在線檢測是當前人們研究的熱點，糧食含水量在線檢測方法主要有電容法、電阻法、微波吸收法、中子法、紅外線法等[1]。容重作為糧食評價定等的重要指標，近年來越來越引起人們的重視，并且研究發(fā)現(xiàn)，容重與含水量存在著很明顯的相關(guān)關(guān)系[2]，如何很好的利用這一相關(guān)關(guān)系，探索通過容重檢測含水量的新方法，可以為含水量檢測方法的研究開辟又一新途徑。

目前，含水量檢測方法概括起來有兩大類，直接法和間接法。直接方法是通過干燥方法和化學(xué)方法，直接檢測出糧食中的絕對含水量，檢測精度高，但費時，不適于在線和現(xiàn)場檢測。間接法是通過檢測與含水量有關(guān)的物理量，間接地測定物質(zhì)的含水量，一般速度較快，易實現(xiàn)在線檢測[3-5]，糧食含水量在線檢測是當前含水量檢測的主流趨勢，它要求實時、智能、集成。

在糧食含水量在線檢測方法中研究的比較多的是電容法水分檢測儀，在國外開展電容式水分儀研究的主要有法國特里百特-雷諾(Tripette & Renaud)公司生產(chǎn)的Wile55型水分儀、美國帝強(DIKEY-John)公司生產(chǎn)5G001型水分檢測儀以及日本KETT研究所生產(chǎn)的PM5013和PM888水分檢測儀[6]。我國在電容式水分檢測儀的研究方面，也取得了較大的進展。曹云東等[7]研制了一種電容式糧食含水量在線檢測傳感器和在線測控系統(tǒng)，可完成糧食含水量在線實時檢測和線性與溫度修正，還可以實現(xiàn)實時控制和報警功能。并且也有些學(xué)者設(shè)計出了含水量的自動檢測系統(tǒng),如基于電容傳感器的谷物水分檢測系統(tǒng)[8]。Tan等[9]基于糧食介電常數(shù)與含水量之間的關(guān)系，設(shè)計了快速檢測糧食含水量的裝置，并配備了合適的軟硬件系統(tǒng)，能較好地實現(xiàn)含水量的在線檢測。麥智煒等[10]設(shè)計的浮地式糧食水分在線檢測裝置，基于非接觸式平行極板浮地電容測量原理，適用于干燥機干燥過程中的糧食含水量在線實時檢測。

為了安全儲藏糧食，需要將糧食干燥到一定的安全含水量，干燥是一個緩慢的過程，要使最終干燥后的糧食含水量符合設(shè)定值，最好在線測控。亦即糧食含水量在線檢測是糧食干燥過程自動控制的基礎(chǔ)，開發(fā)實用且性能可靠的在線水分檢測儀是糧食干燥機行業(yè)需要解決的課題，我國在糧食含水量在線檢測用于糧食烘干機的研究也取得了一定的成果。遼寧沈陽前進國家糧食儲備庫，引進加拿大DANTEC公司生產(chǎn)的DM510在線水分控制技術(shù)，結(jié)合我國干燥設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀，將其消化應(yīng)用在500 t/d順流式玉米烘干塔上，經(jīng)實踐檢驗，效果良好[11]。滕召勝等[12]研制的基于多路水分傳感器信息融合的糧食干燥機含水量在線檢測系統(tǒng)，應(yīng)用在糧食干燥機上測量準確，運行可靠。與GB 5497—1985糧食水分測定標準方法比較，系統(tǒng)在主要測量范圍10%～18%的測量誤差≤0.5%，滿足糧食干燥機含水量快速在線測量要求[13]。

劉哲等[14]和尹麗妍等[15]開展了基于糧食介電特性的水分檢測研究，得出包括含水量、空氣濕度、測試頻率、溫度和容重5個介電特性影響因素中含水量影響最大這一結(jié)論，為糧食水分檢測新手段的開發(fā)提供借鑒。

容重即單位容積內(nèi)糧食、油料籽粒的質(zhì)量，以克/升(g/L)表示，是糧食評價定等的重要依據(jù)。糧食容重的大小反映糧食子粒的飽滿度、完整度、均勻度和子粒的大小，同一種糧食容重越大子粒中含的營養(yǎng)物質(zhì)也越多。它已經(jīng)成為國際貿(mào)易中質(zhì)量定級的重要指標。我國新版的容重國家標準是GB/T 5498—2013《糧油檢驗 容重測定》，于2013年11月12日發(fā)布，2014年4月11日正式實施[16]。影響容重的因素很多，如雜質(zhì)、霉變粒、未熟粒、營養(yǎng)成分、水分、溫度等，其中水分是影響容重的重要因素，而且不同糧食的容重與水分之間在一定范圍內(nèi)存在比較明顯的相關(guān)關(guān)系。車海先等[17]通過試驗得知玉米容重隨含水量的降低而增加，含水量在14%～18%時，玉米容重隨著含水量的降低而增加，其中在15%含水量處會出現(xiàn)一個容重的最高值；含水量在18%～22%時，容重隨著含水量的降低而增加的幅度更大，即玉米容重與含水量呈負相關(guān)關(guān)系。司建中等[18]通過試驗也得知小麥容重與含水量的關(guān)系，同一小麥樣品，含水量越高，容重越低，含水量越低，容重越高，特別是小麥含水量在12%～14%之間變化時，容重降低的幅度較大，含水量超過14%后再上升時，容重降低的幅度有所減少，即小麥容重與含水量呈負相關(guān)關(guān)系。龔紅菊等[19]通過試驗得到水稻容重隨著含水量的變化關(guān)系，在9.7%～23.2%的含水量范圍內(nèi)，隨著含水量的增加，水稻的容重逐漸增大。

玉米、小麥、水稻的容重與含水量存在一定的相關(guān)關(guān)系，通過大量的試驗數(shù)據(jù)可以擬合出其函數(shù)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上利用合理的數(shù)學(xué)模型，通過測容重間接得到其含水量數(shù)值。

1 材料與方法

1.1 材料

采用東北地區(qū)具有代表性的玉米樣品，品種為先玉335，含水量約為26%。雜質(zhì)及不完善粒、霉變粒等各項指標均在國標控制范圍內(nèi)，即雜質(zhì)≤1.0%，不完善?！?.0%，霉變?！?.0%。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9125A型鼓風(fēng)干燥箱：上海合恒儀器設(shè)備有限公司；GHCS-1000型容重器：上海東方衡器有限公司；ACS-A 系列電子計重秤：上海友聲衡器有限公司。

1.3 試驗方法

接通自制干燥試驗臺的工作電源，調(diào)節(jié)變頻器頻率設(shè)定試驗熱風(fēng)風(fēng)速，調(diào)節(jié)溫控表設(shè)定熱風(fēng)溫度，待熱風(fēng)溫度達到設(shè)定溫度開始試驗。將已篩選完成的玉米用容重器測量其容重ρ，同是取樣待測水分M0并記錄；將測定完畢的玉米放入網(wǎng)孔篩中進行稱重m0，置于干燥試驗臺，進行干燥試驗。玉米降水過程中，每隔5～60 min不等時間間隔，將裝有玉米的網(wǎng)孔篩取下，用電子秤測其質(zhì)量m1，并用容重器測量容重。玉米含水量的計算公式如公式(1)：

(1)

式中：M1為干燥過程中第1次測定的玉米含水量/%w.b.；M0為玉米樣品的初始含水量/%w.b.；m0為帶有網(wǎng)孔篩的初始玉米樣品質(zhì)量/g；m為網(wǎng)孔篩質(zhì)量/g；m1為干燥過程中第1次測定帶有網(wǎng)孔篩的初始玉米樣品質(zhì)量/g。

通過二次烘干法測量玉米的初始含水量，根據(jù)公式(1)，依次測定第n次的玉米含水量及容重，直到玉米含水量降到14%以下。

通過這種方法獲取玉米干燥過程中風(fēng)溫、風(fēng)速、含水量與容重之間關(guān)系的數(shù)據(jù)，然后建立4個量之間的數(shù)學(xué)模型，并分析數(shù)學(xué)模型的相關(guān)性，取相關(guān)性高的模型。然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型設(shè)計開發(fā)通過容重預(yù)測水分的機械裝置和控制系統(tǒng)，進而實現(xiàn)通過玉米容重預(yù)測玉米水分的方案。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗數(shù)據(jù)的獲取

2.1.1 風(fēng)速一定時不同風(fēng)溫下容重與含水量的試驗

依據(jù)1.3試驗方法，在自制干燥試驗臺上，模擬干燥機的干燥方式，料層厚為5 cm，測得風(fēng)速在0.7、1.1、1.3 m/s下，風(fēng)溫為30、40、50、60 ℃時玉米容重與含水量的關(guān)系曲線如圖1～圖3所示。

2.1.2 風(fēng)溫一定時不同風(fēng)速下容重與含水量的試驗

在風(fēng)溫30、40、50、60 ℃下，風(fēng)速為0.7、1.1、1.3 m/s時測得玉米容重與含水量的關(guān)系曲線如圖4～圖7所示。

2.2 試驗數(shù)據(jù)的原理分析

由圖1～圖3可以看出，玉米含水量是影響玉米容重的重要因素，同一風(fēng)速下，大致出現(xiàn)隨著玉米含水量的降低，容重出現(xiàn)先迅速增加，再緩慢降低的趨勢，在含水量22%處出現(xiàn)拐點，當玉米含水量大于22%時，容重隨含水量的降低而增加，此階段容重與含水量的變化關(guān)系與干燥熱風(fēng)溫度沒有明顯規(guī)律，當玉米含水量小于22%時，干燥熱風(fēng)溫度對玉米的容重有顯著影響，即熱風(fēng)干燥溫度越低，相同含水量下的容重越高。

由曲線可以看出，當含水量在27%～24%時，容重增加幅度較大。這是由于玉米的含水量變化會使玉米的形狀發(fā)生改變，從而對容重的大小產(chǎn)生影響。主要原因是含水量減少，導(dǎo)致玉米籽粒收縮，整體體積減小，因此裝入量筒內(nèi)的玉米數(shù)量增加，另外水的比重(4 ℃比重等于1 g/cm3)小于玉米干物質(zhì)的比重(比重1.11～1.25 g/cm3)，因而玉米籽粒含水量降低使其容重相對增加。另一方面，玉米含水量大時，顆粒表面的摩擦系數(shù)大，散落性差。當玉米含水量降低時，顆粒表面的摩擦系數(shù)減小，散落性增加，玉米落入容量筒時的孔隙度比含水量大時相對減小，其密度增加，導(dǎo)致容重增加。當含水量在24%～22%之間時，容重隨含水量的降低而緩慢增加，這是由于玉米顆粒表皮的含水量已經(jīng)非常少，對摩擦系數(shù)的影響也減少，所以出現(xiàn)容重緩慢增加的現(xiàn)象。當含水量小于22%之后，隨著含水量的繼續(xù)降低，容重出現(xiàn)緩慢下降趨勢，這是由于隨著含水量的不斷減少，玉米的表皮打褶現(xiàn)象，使表皮粗糙度增加，顆粒表面的摩擦系數(shù)變大，導(dǎo)致玉米落入容量筒時孔隙度增大，整體密度減小，以致于容重出現(xiàn)了下降現(xiàn)象。又由于干燥過程中風(fēng)溫較低，風(fēng)速較小，所以容重隨含水量降低而下降的現(xiàn)象不是很明顯。

圖1 風(fēng)速為0.7 m/s時容重與含水量關(guān)系圖

圖2 風(fēng)速為1.1 m/s時容重與含水量關(guān)系圖

圖3 風(fēng)速為1.3 m/s時容重與含水量關(guān)系圖

圖4 30 ℃時玉米容重與含水量關(guān)系圖

圖5 40 ℃時玉米容重與含水量關(guān)系圖

圖6 50 ℃時玉米容重與含水量關(guān)系圖

圖7 60 ℃時玉米容重與含水量關(guān)系圖

由圖4～圖7可以看出，當玉米含水量大于22%時，容重隨著含水量的降低迅速增加，但無明顯規(guī)律，當含水量小于22%時，容重隨著含水量的降低緩慢減少，3條曲線基本重合，說明降水過程中風(fēng)速對玉米容重的影響很小。

分析試驗曲線，本試驗重點研究玉米含水量從22%烘干到14%時，容重與烘干條件即熱風(fēng)溫度和風(fēng)速之間的相關(guān)關(guān)系。

2.3 玉米水分和容重關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立

將容重(ρ)作為試驗指標，熱風(fēng)溫度(T)、含水率(M)和熱風(fēng)風(fēng)速(S)作為試驗因素，熱風(fēng)溫度有30、40、50、60 ℃4個水平，含水量有22%、20%、18%、16%、14%5個水平，熱風(fēng)風(fēng)速有0.7、1.1、1.3 m/s 3個水平，對2.1得到的不同干燥條件下的試驗數(shù)據(jù)，利用Design-expert 8.0.5軟件進行處理與分析，得到了玉米含水量、干燥熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)速3個因素與玉米容重之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型如公式(2)。

ρ=596.652 73+0.299 7T+20.781 81M-40.457 98S-0.106 25TM-0.041 667TS+0.069 444MS+0.014 058T2-0.506 01M2+17.584 63S2

(2)

式中：ρ為玉米樣品的容重/g/L；T為玉米降水過程中的熱風(fēng)溫度/℃；M為玉米樣品的濕基含水率/%w.b.；S為玉米降水過程中的熱風(fēng)風(fēng)速/m/s。

預(yù)測模型是否合理直接影響玉米含水量的計算，故需對該模型進行合理性檢驗。通過在不同熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速條件下，測得含水量在13%～25% w.b內(nèi)的玉米的容重，將實際測得的含水量、熱風(fēng)溫度及熱風(fēng)風(fēng)速代入到公式(2)中，計算該樣品的容重。將玉米容重的計算值與實測值相比較，進行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖8所示。

圖8 三因素下玉米容重測量值與計算值相關(guān)性分析

由圖8可以看出，采用公式(2)計算的容重值與實測值誤差較大，說明公式(2)不能作為預(yù)測玉米容重與含水量、干燥熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。

分析原因，其一，觀察幾種風(fēng)溫時，不同風(fēng)速下玉米含水量與容重的關(guān)系曲線可知，熱風(fēng)風(fēng)速對容重的影響很小；其二，觀察幾種風(fēng)速時，不同風(fēng)溫下玉米含水量與容重關(guān)系曲線可知，當含水量大于22%時，玉米降水過程中的熱風(fēng)溫度對容重的影響沒有明顯規(guī)律。所以，摒棄干燥過程中的熱風(fēng)風(fēng)速因素和含水量在22%以上的數(shù)據(jù)，利用圖1～圖3中不同風(fēng)速下相同溫度的曲線，求和取平均值得到圖9中的試驗數(shù)據(jù)，采用Matlab對此100組(25×4=100組)試驗數(shù)據(jù)進行擬合，得到東北先玉335玉米含水量從22%降到14%時容重與熱風(fēng)溫度和含水量之間關(guān)系的二次多項式。

ρ=698.34-0.392 9T+5.297 9M-0.003 779 1T2+0.017 821TM-0.127 22M2

(3)

式中：ρ為玉米樣品的容重/g/L；T為玉米降水過程中的熱風(fēng)溫度/℃；M為玉米樣品的濕基含水量/%w.b.。

圖9 不同溫度下玉米容重與含水量關(guān)系曲線

同樣對此二因素預(yù)測模型進行分析，在不同熱風(fēng)溫度下(30～60 ℃)，測得含水量在14%～22%之間的玉米容重，并將熱風(fēng)溫度值和含水量值代入公式(3)獲得計算值，實測值與計算值進行比較，進行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖10所示。

圖10 二因素下玉米容重測量值與計算值相關(guān)性分析

可見該二因素預(yù)測模型相關(guān)性較高。故而得到玉米含水量在14%～22%范圍內(nèi)，烘干溫度30～60 ℃時，玉米含水量(M)和干燥過程熱風(fēng)溫度(T)兩個因素與玉米容重(ρ)之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型如公式(4)。

698.34-0.392 9T+5.297 9M-0.003 779 1T2+0.017 821TM-0.127 22M2-ρ=0

(4)

式中：ρ為玉米樣品的容重/g/L；T為玉米降水過程中的熱風(fēng)溫度/℃；M為玉米樣品的濕基含水率/%w.b.。

經(jīng)過試驗驗證，對熱風(fēng)溫度和容重計算出的含水量值和烘干法測得的含水量值進行比較，誤差在±0.5%以內(nèi)。

2.4基于容重檢測的玉米含水量在線檢測裝置的設(shè)計與性能試驗

2.4.1 基于容重檢測的玉米含水量在線檢測裝置的設(shè)計

裝置支架(1)和進料斗(6)作為線下試驗支撐裝置，在線檢測時需去掉這兩部分。儀器工作時兩相交流電機(7)帶動排糧輪(9)順時針方向轉(zhuǎn)動，玉米從排糧輪(9)的上方落入正下方的翻斗(10)中。翻斗(10)下面裝有壓力傳感器，可實時測量翻斗(10)中玉米的質(zhì)量。稱完質(zhì)量的玉米側(cè)落到方便收集糧食的接料斗(2)中。料位擋板(8)可以控制玉米的排出量，活動擋板(11)在裝置裝卸時可拆下，方便裝卸。

排糧輪(9)左端通過聯(lián)軸器與電機相連接，右端通過螺釘與碼盤相連，另裝有一個槽型光電耦合器(4)和一個碼盤(5)。通過光耦支架(3)與排糧裝置相連，向單片機精確傳輸排糧輪排糧轉(zhuǎn)數(shù)。碼盤(5)上開有一個凹槽，與槽型光電耦合器(4)配合，使排糧輪(9)每轉(zhuǎn)一圈向單片機傳遞一個信號，同時上位機采集壓力傳感器的質(zhì)量值，然后通過質(zhì)量與體積的比值計算出玉米的容重，從而根據(jù)公式(4)計算出玉米的含水量。

注：1 裝置支架，2 接料斗，3 光耦支架，4 槽型光電耦合器，5 碼盤，6 進料斗，7 兩相交流電機，8 料位擋板，9 排糧輪，10 翻斗，11 活動擋板。圖11 通過容重測水分的試驗裝置

試驗裝置主要包括排糧機構(gòu)和自動翻轉(zhuǎn)稱重機構(gòu)，通過排糧輪機構(gòu)進行定體積排糧，使容重的計算不受體積的影響，間接轉(zhuǎn)化為所排糧的質(zhì)量檢測。經(jīng)試驗測定排糧輪一定轉(zhuǎn)數(shù)排出的玉米體積不受玉米含水量的影響，基本保持穩(wěn)定，為2.17L/5轉(zhuǎn)；質(zhì)量測定裝置為自動翻斗稱重機構(gòu)，該機構(gòu)下面與懸臂梁式壓力傳感器相連實現(xiàn)實時稱重。并經(jīng)試驗測定性能穩(wěn)定。在此機械裝置的基礎(chǔ)上，通過配備適當?shù)挠布?，并利用Labview開發(fā)了一套軟件程序，使該裝置可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、計算、顯示及存儲并控制硬件工作，繼而實現(xiàn)水分檢測的自動化。

2.4.2 性能試驗

試驗之前對稱重傳感器進行標定，并通過試驗檢驗電機轉(zhuǎn)速對排糧無影響。將該裝置安裝在5HSZ型循環(huán)式干燥機的出口處，實時檢測不同干燥溫度下的干燥機出口處玉米的容重及含水量，對含水量在線檢測裝置進行性能測試。

圖12為干燥溫度50 ℃時干燥過程含水量在線檢測裝置預(yù)測玉米含水量與玉米實際含水量對比圖，從圖中可以看出，干燥過程中含水量檢測裝置的預(yù)測玉米含水量與實際含水量有一定的偏差，測量含水量總體比實際含水量偏小。尤其干燥前半段，含水量偏差較大。這是由于含水量預(yù)測模型建立時玉米料層較薄，熱風(fēng)溫度即為糧食溫度，但是在干燥機干燥過程中，熱風(fēng)溫度設(shè)定為70～80 ℃之間，在干燥開始階段，溫度從室溫升至70 ℃需要一段時間，使整個干燥過程中的糧溫平均溫度約為50 ℃左右。由2.1分析得知，相同容重下，干燥溫度越低，含水量越小。含水量預(yù)測模型是基于此原理建立的，而在干燥的前半階段，實際干燥過程中的溫度低于50 ℃，導(dǎo)致測量含水量比實際含水量偏小較多。而在干燥的后半段，溫度高于50 ℃，干燥過程加快，導(dǎo)致測量含水量比實際含水量偏小程度減小。

圖12 干燥溫度50 ℃時該裝置預(yù)測玉米含水量與玉米實際含水量對比圖

將該系統(tǒng)含水量測量結(jié)果進行誤差分析，實際含水量與測量含水量最大絕對誤差為2.5%，相對誤差最大可達10.6%，系統(tǒng)測量誤差較大，這是由于玉米在干燥過程中，糧食溫度是一個緩慢升溫的過程，導(dǎo)致運用含水量預(yù)測模型計算的含水量精度與國標要求有一定差距。盡管如此，基于容重進行玉米含水量的在線檢測仍是切實可行的，且本研究得到了理論與實踐的一致性和差異性。

3 結(jié)論

3.1 根據(jù)玉米烘干過程中烘干工藝條件和玉米容重、玉米含水量之間的關(guān)系，通過大量試驗建立玉米容重與含水量之間的數(shù)學(xué)模型，結(jié)果表明，利用此模型測定玉米的含水量是可行的。

3.2 基于容重在線檢測玉米含水量是一種新方法。將該玉米含水量檢測試驗裝置安裝在糧食烘干機上，可以實現(xiàn)基于容重的玉米含水量在線檢測。

3.3 考慮容重的多種影響因素，利用不同的玉米品種在實際干燥機干燥過程中獲取數(shù)據(jù)，建立比較完善的含水量預(yù)測數(shù)學(xué)模型，從而設(shè)計出更為精確的容重檢測儀，能更為精準的實現(xiàn)含水量的在線檢測。

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Testing Corn’s Moisture Content Online by the Method of Bulk Density

Wang Guiying1Wu Wenfu2Xu Yan2

(Superplasticity and Plasticity Institute, Jilin University1,Changchun 130025 ) (Biology and Agriculture Engineering Institute, Jilin University2, Changchun 130025)

Bulk density was an important index used to evaluate the quality of the grain. This paper analyzed the relativity of bulk density and moisture content about some primary grains, then established the theme that predicting corn’s moisture content by the method of bulk density. Then obtained test data by simulating dryer’s drying process on self-made dry test-bed: corn’s bulk density and moisture content at different wind temperature and definite wind speed, as well as the relationships between the bulk density and water content of corn at different wind speeds, Then processed the data by Design-expert 8.0 and fitting them by Matlab, then acquiring the relative logical mathematical model about corn’s moisture content (M)and wind temperature(T) during dry and corn’s volume weight(ρ)，designed the test device that test corn’s moisture on line by the method of bulk density in this paper, the performance test was done in the end ,put this device on the export of grain direr, and error was analyzed. The conclusion was that it was feasible predicting moisture content by the method of bulk density; it was a new method testing grain moisture content on line.

bulk density, grain moisture content, online determination

S2

A

1003-0174(2017)11-0144-07

稻谷變溫智能保質(zhì)干燥關(guān)鍵技術(shù)和裝備研發(fā)(2016 YFD0401001)

2016-11-28

王桂英，女，1975年出生，工程師，材料加工

吳文福，男，1965年出生，教授，博士生導(dǎo)師，農(nóng)業(yè)機械測試與控制技術(shù)、智能機械