Анализаторы влажности (влагомеры)

Анализаторы влажности используются зернохранилищами, элеваторами, зерноперерабатывающими и мукомольными предприятиями. Проверке подлежит зерно, отруби, мука, крупы.

При выборе устройства следует учесть ряд параметров:

• шаг дискретности – 0,01%,
• температурный диапазон сушки – от 40 до 160 градусов Цельсия,
• наибольший предел взвешивания или максимальная нагрузка – не менее 15 г,
• предельное значение абсолютного отклонения – 0,01г,
• параметры алюминиевой кюветы – диаметр от 90 мм, глубина – от 5мм.

Для пробоподготовки применяется дополнительное оборудование: мельница, изготовленная из материала, не впитывающего влагу из пробы, контейнеры с плотными крышками, препятствующими доступу влаги и воздуха к навеске.

Анализаторы необходимы для оперативного контроля влажности зерна и сопутствующих продуктов на всех этапах: при хранении, перевозке, продаже и переработке.

Выделяют несколько типов приборов по способу действия:

• кондуктометрические – анализаторы воздействуют на пробу электродами-иглами, вычисляют сопротивление, преобразуют показатель во влажность; устройства простые по конструкции, но могут выдавать неточные данные из-за неправильного контакта с пробой;
• диэлькометрические – связь с пробой осуществляется электродами с закругленными наконечниками, высчитывается проницаемость, которая с помощью микропроцессора пересчитывается во влажность; аппараты точные, широко применяются на всех этапах взаимодействия с зерном;
• термогравиметрические – высокоточные агрегаты с погрешностью всего в +/-0,2%; учитывают разницу в первоначальной массе образца и массе после высушивания под действием ИК-излучения.

На последние виды устройств действует ГОСТ Р8.633-2007. Анализаторы отличаются по типу нагревательного элемента.

Чтобы термогравиметрические анализаторы корректно действовали, необходимо поддерживать определенные окружающие условия: относительная влажность — от 30 до 80%, температура — от 20 до 30 градусов, недопустимы сквозняки, вибрации.

Стандарты устанавливают требования к максимальной влажности.

По увлажненности семена делятся на сухие, средней сухости, влажные и сырые. Конкретные значения процентного содержания воды зависят от вида культуры. Например, в бобовых влаги всегда больше, в масличных меньше, т.к. в последних присутствует достаточное количество жира, не удерживающего жидкость.

Доля содержания влаги тесно связана с количеством питательных веществ в семенах, влияет на сроки хранения и качество готовой продукции. Если процент воды превышает норму, это приводит к ряду негативных последствий:

• снижение доли питательных микроэлементов,
• разбухание и прорастание зерен,
• активация ферментов, запуск процесса брожения,
• снижение массы в одном литре,
• снижение устойчивости к механическим повреждениям,
• появление вредоносных насекомых,
• ухудшение потребительских свойств готовых изделий.

Влага в зерновых культурах может быть механически, физико-химически и химически связанной. Проще всего устраняется свободная вода, которая образовалась из-за перепадов температур, наличия течей в кровле хранилища, отсыревших стен. Избыточная механически связанная вода не наносит ущерб зернам. Химическая связь предполагает изменение биологических свойств семян. Ликвидация такой воды невозможна без нарушения белковых, углеводных и прочих структур.

Увлажненное зерно не удастся долго хранить и в дальнейшем реализовать по рыночной цене. Предприятие, допустившее превышение влажности зернопродуктов, понесет убытки, финансовые и репутационные. Своевременный анализ позволяет контролировать качество зерна и избежать необоснованных издержек.

Влагомеры применяются в аграрной сфере, при сборе урожая, хранении, транспортировке и продаже зерна, на предприятиях пищевой отрасли.

При выборе устройств учитываются следующие требования.

1. Точность. Оптимальные отклонения в данных — +/-0,5%. Чем шире измерительный диапазон, тем выше погрешности, которые достигают +/-2,5%.

2. Диапазон измерений. Выбор осуществляется в зависимости от того, какие культуры потребуется анализировать и из какой климатической зоны. Например, модели с диапазоном 2-10% не подойдут для проверки влажности кукурузы, доля содержания воды в которой составляет не менее 38%. В инструкции указывают, с какими сортами культур работает аппарат – анализ других может происходить некорректно.

3. Объем измерительной камеры. Длительное время считалось, что чем больше камера, тем точнее влагомер. В действительности точность замеров зависит от равномерного распределения влаги по объему пробы и достижения постоянной плотности. Разница в размере камер указывает только на то, что в маленькой придется выполнять несколько замеров.

4. Наличие калибровки. Устройство следует настраивать минимум один раз в год с учетом характеристик зерна. Показания прибора могут различаться при проверке мелкого и крупного зерна одного объема, т.к. масса навески мелких зерен больше крупных. Влажностные параметры разнятся у культур, выросших даже на соседних полях, поэтому требуется регулярная настройка анализатора под заданный сорт.

5. Сертификация. У аппарата должны иметься необходимые сертификаты, гарантия и запчасти.

Влагомеры делятся на несколько разновидностей.

По принципу действия:

• — кондуктометрические – иглообразные электроды контактируют с зерновой пробой, измеряют сопротивление и электропроводность, на основе чего вычисляется влажность;
• — диэлькометрические – электроды с округлыми концами замеряют проницаемость семян, полученные данные преобразуются микропроцессором в долю влаги.

По способу применения:

• — поточные – приборы ведут непрерывный замер влажности при сушке культур, могут встраиваться в сушилки,
• — лабораторные – используются в лабораториях, зерноприемниках, отличаются высокой точностью анализа,
• — портативные – для измерений в разных условиях, в том числе в полях, выделяются небольшими размерами и высокой скоростью работы.

По конструкции:

• — засыпные – проба загружается в кювету заданной вместительности, требуется повторяемость плотности образца,
• — погружные – электроды погружаются в материал и проводят анализ.

По способу заполнения кюветы:

• — с подпружиненной крышкой,
• — с уплотненной крышкой и встроенным измельчителем,
• — со свободным падением.

Последние могут иметь встроенные тензовесы и микрочип, вычисляющий плотность материала. Благодаря тензодатчику обеспечиваются минимальные погрешности – в +/-0,3%.

В устройствах может присутствовать опция температурной компенсации для выдачи корректных результатов.

Крупным лабораториям и торгующим компаниям, анализирующим пробы с разных полей, подойдут влагомеры с тензовесами, небольшим фермерским хозяйствам будет достаточно простых приборов, которые надо калибровать раз в 12 месяцев.