稻谷水分监测仪工作原理

p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 我国是世界上最大的稻谷生产国和消费国。目前我国稻谷的质量检验手段和检测水平落后，多采用感官评价法，主观性强、检测速度慢、检测精度受到影响。尤其是前几年“转圈粮”等问题的出现，对收购过程中新鲜稻谷的合理评价也提出了更高的要求。随着科技的不断发展，为满足稻谷质量检测的需要，经过10多年的努力，国家粮食和物资储备局科学研究院成功研制了多项先进的稻谷质量检测技术，开发了多套专用的稻谷质量检测仪器，制定了相应指标的快速检测方法，多套成熟技术已经在行业内推广应用。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 1.图像处理技术在稻谷加工及外观品质检测方面得到广泛应用 /span /strong /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 近10年来，随着计算机技术的迅速发展，图像处理技术在粮食行业内逐渐应用。目前已经研制成功并推广应用的仪器为JMWT12大米外观品质检测仪。该仪器基于计算机图像处理技术，采用专用分析处理软件检测稻谷品质指标，利用米粒表面颜色检测大米的垩白粒率、垩白度、不完善粒、黄粒米等指标，利用米粒长度检测大米的整精米率、碎米率等指标，具有快速、准确、客观的优点；无需任何仪器调整即可快速同时检测稻谷的整精米率、垩白度、黄粒米、不完善粒、碎米等多项指标，评价结果完全符合国标的要求，具有重复性和再现性好等优点。2012年原国家粮食局标准质量中心组织制定了行业标准《LS/T 6104-2012粮油检验稻谷整精米率测定图像分析法》，国标《GB/T 35865粮油检验稻谷整精米率测定图像分析法》于2018年12月1日颁布实施。两项标准目前已在600多家科研单位、检测单位和粮油加工、流通企业应用。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 近年来，在进出口贸易交易过程中，随着我国大米对长粒米和中短粒米的准确分类和判定要求的提高，国家粮食和物资储备局标准质量中心组织相关研究人员在大米外观品质检测仪的检测应用基础上，对进口大米粒型分类判定技术进行了深入研究，采用已有大米外观品质检测仪和图像分析方法，在全国稻谷以及进口大米粒型的检测数据分析基础上，结合国际食品法典标准（CAC）CODEX STAN 198-1995中的第三种分类方法，组织制定了《LS/T 6116-2017大米粒型分类判定》，并于2016年6月14日颁布实施。目前该成果已经在海关等检验部门得到广泛应用。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 2.大米加工精度检测仪器和检验方法引入国标 /span /strong /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 加工精度是稻谷整精米率等质量指标正确评价的前提条件，也是大米品质评价的一个重要指标。目前米粒加工精度的检验主要依据《GB/T 5502粮油检验米类加工精度检验》规定，通过直接比较法和染色法2种方法判定。直接比较法操作方便快捷，但是由于通过人眼目测米粒皮层并判定留皮程度较困难，主观因素影响较大，因此加工精度等级标准样品制作缺乏手段，可比性不强。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 国标染色法也是通过目测与标准样品对比判断大米的加工精度，虽然在一定程度上增强了皮与胚乳的差别，使人眼较易区分，但是染色法稳定性不好。这些判定方法极易造成检测不准，加工企业会因此对大米过度加工，不仅降低了大米的营养价值，更给加工企业带来巨大的损失。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 为了满足行业的需求，院属企业北京东方孚德技术发展中心与日本佐竹公司合作研制出了基于图像分析技术的大米留皮程度检测方法，该方法是采用新的染色技术对加工后的大米进行准确染色，提高染色的稳定性。然后对染色后大米采用图像分析方法，快速、准确检测出大米的留皮百分比，准确检测出大米的加工精度。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 目前大米加工精度检测仪已经研制完成，大米加工精度的国标方法《GB/T5502-2018》已经修订完成，成果在行业内推广应用200多套。该技术辅助大米加工精度标准样品的研制单位准确研制出了LS/T 15121~15123系列大米加工精度标准样品。该标准方法和标准样品被引入《GB1354-2018大米》。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 3.近红外法检测稻谷食味等品质，制造适用于中国的大米食味计 /span /strong /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 大米的食味值是评价稻谷和大米质量的关键指标，在稻谷的流通和加工方面应用广泛。但是食味的评价方法一直采用感官评价方法，检测效率低，主观性强，重复性和再现性差。2009年北京东方孚德技术发展中心与日本佐竹公司合作，在日本成熟技术基础上，研制出了适用于中国使用的大米食味计。该仪器利用近红外分析原理，采用先进的固定式光栅光谱仪，利用智能模糊理论与近红外光谱数据进行结合，综合评价大米食味，并直接对未经蒸煮的大米或糙米样品的食味值、水分、蛋白质、直链淀粉等指标进行客观判定。操作简便，样品无需前处理，避免人工和前处理条件造成的误差；分析快速，从进料到结果显示只需60秒，可以快速检测多项指标；仪器精度符合近红外仪器对水分、蛋白等检测指标的要求，符合GB/T24895、GB/T24896、GB/T24897要求；大米食味计较人工感官评价的重复性和再现性良好，可以保证稳定的检测需求。该技术已经被“中国好粮油”标准引用，仪器食味值检测符合好粮油LS/T3108-2017和LS/T 3247-2017的要求。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 4.稻谷新鲜度快速检测技术已成为国家“推陈储新”政策执行的关键检测手段 /span /strong /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 稻谷新鲜度快速测定技术是检测稻谷品质是否新鲜的专有检测技术，是为了保证国家储粮安全、推进国家“推陈储新”政策执行的关键检测手段。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 前些年由于“转圈粮”等问题的出现，粮食收储监管手段不断加强。为了保证储粮安全，避免收储粮食过程造成的纠纷，北京东方孚德技术发展中心与日本佐竹公司合作研制了稻谷新鲜度测定仪。该仪器基于稻谷加工成的大米与染色试剂反应后溶液的颜色不同，利用光学比色法的快速检测技术准确检测稻谷的新鲜程度，5分钟即可检测一个样品，多样品检测时15分钟即可检测6个样品，非常适合于新鲜稻谷的快速筛查。该仪器将不同新鲜程度的稻谷检测结果进行了数值化，免受人为因素影响，检测准确、客观，再现性良好，方法的稳定性良好。5年来全国范围大量的实验验证结果表明，该技术检测的稻谷新鲜度值与其储藏时间具有显著负相关关系；当年新稻谷与往年陈稻谷新鲜度值有明显区分，区分度均达到85%以上，满足国内稻谷新鲜程度的检测。公司在大量稻谷普查和数据统计的基础上，制定了新鲜稻谷的判定方法，通过了国家粮食和物资储备局标准质量中心组织的专业技术人员的适用性验证评审。制定了行业标准《GB/T 6118-2017粮油检验稻谷新鲜度测定》。目前新鲜度检测技术已经应用于稻谷收储现场新鲜稻谷的快速筛查，为保证我国的储粮安全提供了有效的技术支撑。 /span /p p br/ /p

稻谷作为人类重要的主食之一，其品质直接关系到食品安全和营养价值。然而，稻谷在储存和加工过程中会逐渐发生氧化和变质，不仅影响口感与营养，还可能带来食品安全隐患。为了有效评估稻谷的新鲜度，稻谷新鲜度测定仪作为一种专业检测仪器，提供了可靠、便捷的解决方案。了解更多稻谷新鲜度测定仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/show/C541863.html稻谷新鲜度检测的重要性稻谷新鲜度的高低不仅影响其在加工和消费中的口感和香味，还直接关系到其营养保留情况。随着储存时间的延长，稻谷中的脂肪酸会发生氧化，产生酸败味道，维生素和蛋白质等营养成分也会逐渐下降。与此同时，储存不当可能导致稻谷受潮霉变，产生对人体有害的霉菌毒素。通过定期检测稻谷的新鲜度，能够及时发现和预防这些问题，保障粮食质量，避免经济损失。稻谷新鲜度测定不仅有助于提升粮食的市场价值，也能为消费者提供安全的粮食产品。因此，在粮食储存、加工及销售等环节，利用稻谷新鲜度测定仪检测粮食新鲜度是确保食品安全与品质的重要措施。仪器的工作原理与特点稻谷新鲜度测定仪主要通过样品与测鲜剂混合后，检测混合溶液颜色变化的方式来判断稻谷的新鲜度。具体过程为：首先将稻谷样品与专用测鲜剂混合，溶液发生化学反应后产生颜色变化。测定仪通过分析溶液的颜色变化，给出稻谷的具体新鲜度值。该新鲜度值能直接反映稻谷的氧化程度及其品质状况，帮助检测人员迅速判断稻谷是否仍具备良好的食用品质。主要特点如下：可靠检测：通过对颜色变化的分析，稻谷新鲜度测定仪能够提供稳定、准确的新鲜度数据。快速反应：仪器能够在短时间内完成检测，适合于批量样品的快速筛查和质量控制。简便操作：操作人员只需按照简单的步骤进行样品处理，便可轻松获得检测结果，适用于多种操作环境。广泛适用：除了稻谷，该仪器也适用于其他谷物如小麦、玉米等的质量检测，应用范围广泛。应用场景与价值稻谷新鲜度测定仪在多个环节中发挥着重要作用。粮食收购与仓储中，通过及时检测稻谷的新鲜度，能够有效防止氧化变质，减少储存损失。在粮食加工厂，利用该仪器可以对不同批次的稻谷进行品质筛选，确保加工出的米产品具备良好的口感和品质。在食品安全检测机构中，该设备也是确保粮食产品符合国家标准的重要工具。综上所述，稻谷新鲜度测定仪通过科学化的检测手段，粮食行业能够更好地掌握稻谷的品质状态，确保产品的安全性和营养价值，进而惠及广大消费者。

【人物专访】中国是一个稻谷生产和消费的大国，但目前我国现有的稻谷品质检测方法已经严重落后于市场经济的发展和需要。现有检测方法以人工检测为主，主观性强，精确度低，可重复性差，严重制约和影响了国家“优质稻谷标准”在实际生产中发挥其应有的作用，不仅造成了生物资源的巨大浪费，同时也挫伤了农民的生产积极性。而同类的进口仪器大多价格昂贵，不适宜在我国推广应用。因此尽快开发具有我国独立自主知识产权的稻谷品质快速检测装置，就紧迫地摆到了广大农业科技工作者的面前。　　2004年1月6日，从中国农业大学传来喜讯，由中国农业大学信息与电气工程学院王一鸣教授主持的“九五”国家重点科技攻关项目“稻谷品质快速检测装置研制与开发”通过了农业部的科技成果鉴定。鉴定委员会认为，该装置达到了国家标准GB 1350-1999和GB/T 17891-1999要求的检测精度。其中采用激光光源的直链淀粉含量检测仪和CCD稻谷外观品质图像分析与识别软件系统属创新性成果，填补了我国仪器仪表在稻谷品质测试领域的空白，为国内首创，属国际先进水平。　　王教授在接受本网采访时介绍说，我国是世界上产大米最多的国家，稻谷的播种面积大，种植水平高，品种多，产量高，稻谷年总产量在2亿吨，占世界稻谷年产量的35%左右。大米又是我国人民的主食之一，大米的年消费量在1.38亿吨至1.40亿吨，且年消费量不断上升。需求和消费量增长最快的是优质大米。因此，在调整农业结构，提高稻谷品质的同时，还必须提高加工水平以及品质检测水平的科技含量，尤其是迫切需要准确、快速、操作方便的检测装置，能够数字化给出的各个大米指标。　　王教授谈到，这个项目的想法是在1999年提出的，当时，国内农产品品质快速检测技术和仪器装置基本属于空白，品质检测主要还是用肉眼观测为主。课题组在查阅了大量文献资料，进行了深入的前期调研之后，决定将主攻方向放在优质稻谷的品质快速检测方面，尤其是直链淀粉含量、外观品质和水分含量这三个重要指标上。　　直链淀粉含量是影响大米蒸煮和加工特性的最重要因素之一，是区别优质大米和普通大米的主要指标。直链淀粉含量低的大米蒸煮后表现为粘性大、米饭软且有光泽，而直链淀粉含量高的大米蒸煮时会吸收较多的水分而不断膨胀，饭粒干燥、蓬松且色暗。而大米的外观品质是指垩白度、垩白米率、碎米粒、黄米粒等，垩白指米粒胚乳中的白色不透明部分，黄米粒指米粒胚乳呈黄色，与正常米粒色泽明显不同。垩白度高，垩白米率高，碎米粒多，带有黄米粒，都会造成大米的外观透明度不好，整精度低，感观颜色差。　　在同王教授交谈中，笔者了解到，目前在我国粮食检测部门和科研单位使用的测定直链淀粉的仪器大都是从国外引进的，使用最多的是德国BRAN-LUEBBE公司研制的全自动直链淀粉含量分析仪、美国BECKMAN公司的DU-7分光光度计、美国ALPKEM公司的FS-IV化学自动分析仪。这些进口仪器价格昂贵，例如从美国进口的ALPKEM公司的FS-IV化学自动分析仪，到岸价为4.9万美元，不适宜在我国推广应用。而国内目前还没有测定大米直链淀粉的仪器，大米的外观品质也是通过人工肉眼观测的，因此，独立研制与开发适合我国国情的稻谷品质快速检测装置不仅是必要的，也是必须的。　　当谈到攻关项目的立项以及随后的实施过程，王教授说，这首先要感谢农业部农机化司的大力支持，才使得项目得以平稳，顺利的展开。从2001年攻关项目正式启动，前后历时两年多时间，经过课题组全体同志的艰苦攻关，研制成功DPCZ-1型稻谷品质快速检测装置，取得了令人满意的成果。　　随后，王教授向笔者详细介绍了一些关于DPCZ-1型稻谷品质快速检测装置的情况。该装置由4个单元组成，即：直链淀粉检测单元、外观品质检测单元、水分检测单元和稻谷品质综合评价软件，除水分检测单元的硬件部分是外购外，装置的其余部分都是课题组自主研制开发的。例如：考虑到经化学处理后，稻谷样品中的直链淀粉只是对620～658这个波段的波长吸收最强，因此我们利用激光作为直链淀粉含量检测装置的光源，这是由于装置采用了固定波长扫描，无需分光系统，所以使得选用激光光源成为可能，并且激光光源的单色性，稳定性、灵敏度均要优于可见光光源，此外，该技术的应用也部分简化了稻谷样品的前处理过程，尤其是样品的脱脂过程。再譬如：我们自己开发的稻谷品质综合评价软件，智能化程度很高，在一套软件中可完成对三种指标测试的数据处理，一个样品的测试过程1～2分钟即可完成。　　当谈到下一步的工作时，王教授表示，主要将侧重于在听取用户意见反馈的基础上，对装置的进一步改进完善方面，使装置符合小批量生产的条件，特别是要从结构、安装、调试、使用、稳定、可靠等诸多方面适合一个产品的要求，同时要降低成本，力争将价格控制在10万元人民币以下，以符合广大用户的经济承受能力。目前，已经有一些兄弟单位找到我们，像国家粮食局科学研究院、杭州水稻所，希望能合作进行技术开发，因此对于该项目在技术、应用等领域的外延拓展我们是有信心的。现在主要的问题是将来如何将产品推向市场，实现产业化发展，真正为国民经济建设发挥作用，在这方面我们的经验是不够的，这需要国内相关企业的参与，需要资金、人员的投入，需要外力的推动。　　采访即将结束的时候，王教授表示，希望能够通过“仪器信息网”这一媒体桥梁，让更多的人了解我们正在进行的工作，希望能有更多的人参与进来，大家共同努力，一起推动稻谷品质快速检测装置向国产化迈进。 　　联系电话：010-62336792　　　 E-mail：ymwang@bjaeu.edu.cn　　单位地址：北京清华东路 100083