多功能谷物分析仪在储备粮质检中对水分和容重检测的准确性验证

1. 引言

中央储备粮是国家粮食安全的基石，其质量是储备工作的核心。水分和容重作为关键质检指标，直接影响粮食的储存稳定性与等级评定。当前，国标检测方法（烘箱法测水分，容重器法测容重）虽准确但耗时，难以满足现代化粮库大批量、高时效的检测需求。

集成了近红外光谱（NIR）技术与自动化物理测量的多功能谷物分析仪，能在一分钟内同步完成水分和容重的检测，是实现“智慧粮库”的趋势。然而，其结果能否与国标法媲美，是储备粮管理体系采信该设备的前提。本研究立足于储备粮质检的实际需求，通过对该类仪器进行系统的准确性验证，旨在为先进检测设备在国家储备粮体系中的应用提供科学的数据支持。

2 材料与方法

2.1 实验材料

随机抽取中央储备粮驻马店直属库有限公司的小麦和玉米样品各100 份，确保样品具有广泛代表性。

2.2 仪器与设备

多功能谷物分析仪：DICKEY-JOHN GAC2100-AGRI 集成式谷物分析仪。该仪器通过近红外光谱模块测定水分，通过内置的自动化称重和定容模块测定容重。

国标法检测设备：

电热恒温鼓风干燥箱与标准容重器。

2.3 实验方法

2.3.1 样品制备

清理除杂后，所有样品在实验室环境下平衡。

2.3.2 谷物分析仪测量

将约 500g 样品倒入仪器，自动完成检测，记录水分与容重值，重复3 次取平均值。

2.3.3 国家标准方法检测

严格按照 GB 5009.3（水分）和 GB/T 5498（容重）进行，由同一检验员操作，进行双平行测定取平均值。

2.4 数据统计与分析

使用统计软件，将分析仪测量值与国标法参照值进行配对比较，计算偏差（Bias）、决定系数（R²）、预测标准误差（SEP），并进行配对样本t 检验。

3 结果与分析

3.1 小麦样品检测准确性验证

3.1.1 水分

100 份小麦样品的水分国标法测定值范围为 10.8% 至 13.5%_⨀⨀ 。分析仪的 NIR 模块预测值与国标法参照值的相关性分析结果见表 1。决定系数 R² 高达 0.988，SEP 为 0.15% ，表明NIR 预测值与真值高度吻合，随机误差极小。

3.1.2 容重

国标法测定的小麦容重范围为 765g/L 至 830g/L 。分析仪的自动容重模块测量值与国标法参照值的相关性分析见表 1。R² 达到惊人的0.995，SEP 仅为 1.8g/L 。这表明自动化物理测量与标准手动测量结果几乎完全一致。

两个指标的 Bias 均接近于零，且 t 检验 P 值远大于 0.05，说明分析仪的测量结果与国标法结果无显著性差异，具有极好的准确性（见表1）。

表格数据显示，分析仪对小麦样品的检测表现出优异的准确性。水分（ R²≈0.99 ）和容重（ R²=0.995 ）的检测结果均与国标法高度吻合，且预测标准误差（SEP）极小。统计学分析进一步证实，两种方法的检测结果无系统性差异（ _P>0.05 ）。

3.2 玉米样品检测准确性验证

3.2.1 水分

100 份玉米样品的水分国标法测定值范围为 11.2% 至 14.1%_⨀⨀ 。分析仪测定结果见表2。 R² 为 0.982，SEP 为 0.18% ，准确性同样非常高。

3.2.2 容重

玉米容重国标法测定值范围为 710g/L 至 785g/L. 。分析仪测定结果见表 2。R² 为 0.992，SEP 为 2.5g/L_⨀ 。相较于小麦，玉米籽粒不规则，其容重测量的随机误差稍大，但分析仪的自动化流程依然表现出比手动操作更好的一致性。

玉米样品的两个指标的Bias 也极小，t 检验 P 值均大于0.05，证实了其检测结果的准确可靠（见表2）。

对于玉米样品，该仪器同样表现出很高的准确性。水分和容重的决定系数（R²）均超过0.98，与国标法高度相关。其预测标准误差（SEP）虽因玉米籽粒不规则而略高于小麦，但精度完全满足快速检测要求。极小的偏差（Bias）和统计学检验（ P>0.05 ）共同证实了其检测结果准确可靠。

4 结论与建议

本研究证实，多功能谷物分析仪对储备小麦和玉米的水分与容重检测结果高度准确、可靠。其将传统方法数小时的工作量缩短至一分钟内，极大地提升了质检效率。同时，自动化操作有效克服了人为误差，使结果重复性更优。

基于以上结论，提出以下建议：

一是积极推广应用。建议在各级储备粮库，尤其是在粮食出入库环节，推广使用多功能谷物分析仪，建立快速检验流程。

二是建立“快检筛选，国标仲裁”体系。将该仪器作为一线大规模样品的快速筛选工具。当结果处于临界或出现争议时，再启动国标法进行复核与仲裁，兼顾效率与严谨。

三是强化设备维护与人员培训。制定严格的仪器日常维护与校验规程，并加强操作人员培训，确保数据的长期准确可靠。

参考文献

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作者简介：温腾飞（1988.02—），男，汉族，本科，驻马店，助理工程师，研究方向：粮油仓储管理、质量检验。