基于微波的大米水分快速檢測探究

□ 宋 禹 黑龍江省北大荒米業(yè)集團(tuán)有限公司

1 微波透射法水分測量原理

微波指的是頻率為30～300 GHz波段的一種無線電波，通過電能轉(zhuǎn)化為熱能的方式完成快捷加熱工作。一般人們都是對(duì)已經(jīng)煮熟的大米進(jìn)行微波操作，但是，加熱的過程是一個(gè)水分蒸發(fā)的過程。如果大米水分缺失過多，則會(huì)變得過硬，降低食用的口感，造成糧食的浪費(fèi)?；诖?，技術(shù)人員開始研究如何對(duì)大米損失的水分進(jìn)行科學(xué)合理的測量。目前，較為常見的就是微波透射法水分測量方式，其主要的原理是大米中水分含量變化時(shí)，水的介電常數(shù)也會(huì)發(fā)生變化的基本原則，利用信號(hào)透射的方式來達(dá)到測量水分的最終目的[1]。這項(xiàng)操作方法相對(duì)較為簡單，且檢測效率更高，受到了技術(shù)人員的一致認(rèn)可。

2 材料與方法

為了判斷出微波透射法水分測量方式是否符合新時(shí)期技術(shù)人員對(duì)大米水分分析的快速檢測要求，本文采取了對(duì)比分析的方法，來科學(xué)選擇大米的品種和微波時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇的溫度和時(shí)長，最大程度的保證大米水分。

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品

想要保證本次實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，在實(shí)際開展大米水分檢測工作時(shí)，技術(shù)人員選擇了不同品種、不同含水量的大米進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。本文主要選擇了3種不同含水量的大米樣本，采用微波透射法以及水分檢測的專業(yè)儀器進(jìn)行檢測，經(jīng)過稱重測量得知，每種樣本凈重為1 300 g。

2.2 微波水分檢測裝置

在開展水分檢測工作時(shí)，還涉及對(duì)檢測裝置的安裝和使用過程。工作人員必須要意識(shí)到，裝置運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定與實(shí)驗(yàn)的成功率之間有著很大的關(guān)系。一般來說，可以安排專門的工作人員定期對(duì)裝置進(jìn)行維修和保養(yǎng)，避免操作過程中出現(xiàn)故障問題而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從裝置安裝流程來看，工作人員可以預(yù)先準(zhǔn)備一臺(tái)微波機(jī)，然后，安裝感應(yīng)設(shè)備。具體包括對(duì)溫度的感應(yīng)，和對(duì)電壓信號(hào)的傳輸和記錄。基于信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，新時(shí)期的數(shù)據(jù)記錄和整理工作都可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，降低工作人員的操作壓力和工作難度。通過不斷完善微波水分檢測裝置的基礎(chǔ)建設(shè)工作，能及時(shí)快速的完成對(duì)大米的檢測實(shí)驗(yàn)，科學(xué)有效的判斷出微波大米的水分流失情況。

2.3 快速水分測定儀

開展水分測定工作時(shí)，選擇合適的水分測定儀。在微波環(huán)節(jié)之后，對(duì)大米的水分變化情況進(jìn)行精準(zhǔn)測量。這還要結(jié)合不同的測定儀應(yīng)用功能進(jìn)行分析，選擇符合本次檢測工作的基本要求，且操作難度低，經(jīng)濟(jì)成本低的測定儀開展檢測工作。目前，應(yīng)用比較廣泛的就是HB43—S快速水分測定儀，這種測定儀在實(shí)際使用過程中，對(duì)大米含水量的檢測可以精確到0.01%，具有良好的應(yīng)用前景。

2.4 微波大米水分快速檢測的實(shí)驗(yàn)方法

在具體開展實(shí)驗(yàn)操作的過程中，工作人員應(yīng)同時(shí)把這三種大米放在不同的密封容器當(dāng)中，要注意選擇可微波的器皿，避免出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。然后，放在同一個(gè)微波機(jī)中進(jìn)行加熱操作；實(shí)驗(yàn)過程中，通過逐次改變微波時(shí)長、溫度以及大米的裝載高度等方式，采用水分測定儀器來觀察大米水分的變化情況。完成檢測工作。比如，選擇在25、30、35 ℃加熱，并依次測試加熱30、60、120 s后的大米水分變化情況，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，工作人員重復(fù)上述操作3次，最后，選擇數(shù)據(jù)的平均值作為本次檢測工作的最終結(jié)果?；谌斯び涗涍^程可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)記錄失誤問題，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，使用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行智能化、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理，有效降低數(shù)據(jù)整理的難度[2]。

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果

本次檢測工作主要的目的是分析出微波大米水分快速檢測工作的實(shí)際應(yīng)用效果，根據(jù)檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在裝載高度一致，大米樣品溫度相同的情況下，微波電壓值越低，表示大米含水量越高。通過這種方法就可以直觀、及時(shí)、準(zhǔn)確的完成大米水分的檢測工作，測量出這3種大米的水分分別為14.00%、15.00%、15.50%。

3.2 討論

基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，在實(shí)際微波時(shí)，不同的大米品種的水分存在一定的差異，同時(shí)，工作人員在實(shí)驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)，將大米放在微波機(jī)內(nèi)部的不同高度上，微波檢測的速度和準(zhǔn)確率也會(huì)會(huì)發(fā)生變化。為了保證微波檢測工作的的順利開展，幫助人們選擇出口感好的大米品種，工作人員開始意識(shí)到信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，決定將實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)信息收集起來，建立三維立體模型。采用模擬分析的方式，將實(shí)驗(yàn)操作的難度降低。并以此來提高實(shí)驗(yàn)操作的精準(zhǔn)性，將數(shù)值誤差控制在合理的范圍內(nèi)，從而推動(dòng)微波大米水分快速檢測工作的順利開展。