O teste de umidade de grãos é de grande importância para a aquisição, o processamento, o armazenamento e o transporte de grãos. Na China, métodos de teste imperfeitos fazem com que dezenas de bilhões de jin de grãos mofem e se deteriorem a cada ano no armazenamento e no transporte devido à umidade excessiva — uma perda enorme. A umidade dos grãos é, portanto, um indicador de qualidade crucial controlado pelos departamentos de grãos no país e no exterior. Hoje revisamos brevemente os métodos de teste de umidade de grãos que utilizamos:~
Entendendo a umidade dos grãos
Por natureza física, a água nos grãos divide-se em água livre(unbound water) and bound water (water of crystallization). Free water is condensed by physical adsorption in the capillaries and molecular gaps inside grain kernels; bound water is chemically adsorbed within grain cells and molecular structures. Free water behaves like ordinary water and greatly affects grain quality—grain moisture refers to the free-water content.
Métodos de teste de umidade de grãos
Nos últimosAo longo de 20 anos, a tecnologia de teste de umidade de grãos evoluiu rapidamente, com novos métodos e ideias surgindo constantemente. Os principais métodos estão listados abaixo.
Categoria Método de teste | Categoria Método de teste |
Métodos diretos Métodos de secagem- Método de pressão reduzida | Métodos diretos Métodos de secagem- Método da estufa elétrica |
Métodos diretos Métodos de secagem- Método de aquecimento por micro-ondas | Métodos diretos Métodos de secagem- Método de aquecimento por infravermelho |
Métodos diretos Métodos químicos- Método Karl Fischer | Métodos diretos Métodos químicos- Método de destilação |
Métodos indiretos Métodos elétricos- Método de condutância | Métodos diretos Métodos químicos- Método do carbeto de cálcio |
Métodos indiretos Método de raios infravermelhos | Métodos indiretos Métodos elétricos- Método de capacitância |
Métodos indiretos Método de nêutrons | Métodos indiretos Método de micro-ondas |
Métodos indiretos Cromatografia | Métodos indiretos Ressonância magnética nuclear (RMN) |
Os métodos diretos removem a água do grão diretamente por secagem ou por meios químicos, a fim de determinar o teor de umidade absoluto. Oferecem alta exatidão, mas demandam tempo e não são adequados ao teste online.
Os métodos indiretos determinam a umidade medindo grandezas físicas relacionadas(such as electrical conductivity or dielectric constant). Generally fast and easy to implement online, they have good prospects for development and application.
Tecnologias de medição indireta de umidade de grãos
Os medidores de umidade do tipo condutância são projetados com base no princípio de que a condutância ou a resistência CC de um objeto varia com seu teor de umidade, detectando a umidade por meio de mudanças na condutância. As vantagens incluem construção simples, resposta rápida e baixo custo; as desvantagens incluem a necessidade habitual de moer o grão e prensá-lo em forma e tamanho fixos, a inadequação para umidade traço ou muito alta, e a sensibilidade às condições de contato eletrodo-amostra, o que afeta a exatidão.
O método capacitivo aproveita as diferenças de constante dielétrica entre as substâncias. À temperatura ambiente, a constante dielétrica da água é muito superior à das outras substâncias(water: 81; grain: about 2–5). As moisture increases, the dielectric constant rises correspondingly, so measuring the dielectric constant yields the moisture content. Electrode structures vary with the material measured—mainly flat-plate and cylindrical types. Capacitance measurement is non-contact, reliable, simple, economical, easy to maintain, suitable for online testing and well suited to high-moisture materials. Its disadvantages are many influencing factors and complex data. In the former Soviet Union, 43% of grain moisture meters used the capacitance method; current accuracy reaches 0.5% with testing times under 5 minutes.
O medidor de umidade por absorção infravermelha baseia-se na lei de Beer: a umidade absorve fortemente a radiação infravermelha em comprimentos de onda de1,64 µm ou 1,94 µm. Como materiais com diferentes teores de umidade absorvem diferentes quantidades de energia em comprimentos de onda específicos, a medição da absorbância conclui a determinação de umidade. Implementações específicas incluem reflexão, transmissão e reflexão-transmissão combinada; o tipo de reflexão é usado principalmente para grãos. Oferece operação sem contato, rapidez, medição contínua, ampla faixa, alta exatidão e boa estabilidade, pode medir materiais condutores e atinge exatidão de até 0,1 %. Suas desvantagens são a suscetibilidade à forma, à densidade e à espessura da amostra, a dificuldade de detectar a umidade interna e o custo relativamente alto do equipamento.
O método de micro-ondas calcula a umidade a partir da variação da perda de energia quando a energia de frequência ultraelevada atravessa a amostra. A constante dielétrica da água é excepcionalmente alta em comparação com a dos grãos, com perda dielétrica máxima na faixa de UHF. Vantagens: sem contato medição, determinação do teor de umidade absoluto e detecção online contínua. Desvantagens: suscetibilidade à forma, à densidade e à espessura, estrutura complexa do instrumento e preço elevado.
The neutron moisture meter works on the principle of neutron scattering. A source emits fast neutrons that collide with hydrogen nuclei in the material and slow to thermal (slow) neutrons; measuring the slow-neutron density reveals the total hydrogen content and thus the moisture content. It is a relatively advanced online moisture meter, measuring accurately without damaging the material structure or affecting material flow. Its disadvantages include the need for manual calibration and unstable hydrogen scattering.
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