A hét témája: hogyan mérjük a terménynedvességet?

A nedvességmérés több módon történhet. A kémiai módszerek (foszforpentaoxid, titrálás) többnyire pontosnak elfogadott eredményeket szolgáltatnak, de nagyon hosszadalmasak és körülményesek. Legpontosabban egy adott minta szárítószekrényben történő kiszárításával lehet meghatározni a nedvességet.

A mintát a szárítási folyamat előtt és után egy precíziós mérleggel megmérik. A súlykülönbség megadja a mintában lévő vízmennyiséget. A gyakorlatban az ún. gyors-nedvességmérő műszereket alkalmazzák. Ezekkel gyorsan és egyszerűen meghatározható a gabona nedvességtartalma, de pontosságuk általában elmarad a kémiai módszerekhez képest.

fotó: 123rf

A legsokoldalúbb módszer az infravörös technika (NIR), amelynek alkalmazásával nemcsak a nedvességtartalom mérhető, hanem egyéb beltartalmi jellemzők is.  Az elektromos nedvességméréshez háromféle módszert alkalmaznak:

Kapacitív mérési eljárás

Dielektromos nedvességmérés elve
Minden dielektromos elven működő berendezés tartalmaz egy kapacitív tesztcellát, amelybe a terményt kell betölteni, és a hozzátartozó mérőáramkört, amely a tesztcella kapacitását határozza meg. A dielektromos módszer lényege, hogy a tesztcella, mint kondenzátor, érzékeny a lemezei között lévő anyag dielektromos állandójára. Egy kondenzátor kapacitása annyiszorosára nő, amekkora a lemezei között lévő anyag relatív dielektromos állandója.

A nedvességmérést az teszi lehetővé, hogy a víz relatív dielektromos állandója 80, míg az egyéb összetevőké 5 alatt van. Ez azt jelenti, hogy a cella a gabonanedvesség változásának hatására 16-szor érzékenyebben reagál, mint a többi összetevő változására. Így belátható, hogy a kapacitás, a dielektromos állandón keresztül szoros kapcsolatban van a nedvességtartalommal.

AGRETO GFM

A nedvességtartalom és a kapacitás közti összefüggés nem egyszerű, és nem lehet elméleti úton meghatározni, hanem a műszergyártók egy adott tesztcellára mérésekkel határozzák meg. Ezeket a méréseket minden egyes gabonatípusra (kukorica, búza, szója, stb.) külön-külön el kell végezni, mert a kapacitás és nedvességtartalom összefüggése gabonatípusonként változik. Ezt nevezzük kalibrációnak. 

A kalibráció fejlesztéséhez sok különböző fajtájú, termőhelyű és évjáratú gabonaminta szükséges. A műszer a mért kapacitásérték alapján számolja a felhasználó által meghatározni kívánt nedvességtartalmat. Az eredmény jó esetben csak véletlen hibát tartalmaz, ami a mostani nedvességmérőknél
±1% körüli. 

A dielektromos mérés lehetséges zavaró hatásai
A gabonanedvesség mérési eredménye a zavaró hatások miatt tartalmazhat véletlen és rendszeres hibát is. Ha a hatásokat megfelelően kezeljük vagy lehetőség szerint kiküszöböljük, akkor csak a véletlen hibához járulnak hozzá, a mérésszám növelésével az átlagérték közelíti a valódi eredményt. Ha a zavaró hatások túlzott mértékben vannak jelen, akkor rendszeres hibát okoznak, ennek elkerülésére fokozottan kell figyelni. Néhány lehetséges hatás:

• Hőmérséklet: A hőmérséklet hatással van a dielektromos állandó nagyságára. Magasabb hőmérsékleten a dielektromos állandó nagyobb, így az ebből számított nedvességtartalom helytelenül magasabbnak adódik. A jobb, drágább műszerekbe hőmérőt építenek be, és korrigálják a hőmérséklet változásából eredő hibát, de a szobahőmérséklettől nagyon eltérő hőmérsékleten ekkor sem pontosak.

• A gabonahalmaz tömörödöttsége: A betöltések folyamán a gabonaszemek elrendeződése és az ebből kialakuló tömörödöttség véletlenszerűen változik. Ha a gabona tömörödöttebb, akkor magasabb dielektromos állandója lesz a halmaznak, így a számolt nedvességtartalom magasabbnak adódik a ténylegesnél. Mivel ez a legjelentősebb hatás, ezért minden berendezésben van vagy egy állandó ejtési körülményeket biztosító szerkezet vagy egy mérleg. Ezek helytelen használata vagy meghibásodásuk rendszeres hibát okozhat.

• Beltartalmi jellemzők: Természetesen a vízen kívüli összetevők is hatással vannak a dielektromos mérésre. Ezek főleg a termőhely és a betakarítás évjárata miatt változnak. Ezért a kereskedelemben használt berendezéseken kétévente ellenőrző kalibrációt kell végeztetni akkreditált laboratóriumban.

• Felületi nedvesség és idegen anyag: A magok felületére kicsapódó pára és a mintában lévő szemét jelentősen befolyásolhatja a mérési eredményt. Ezt a felhasználónak kell kiküszöbölnie a megfelelő mintavételezéssel.

Vezetőképesség-mérés

A leggyakrabban alkalmazott eljárás a gabona nedvességtartalmának meghatározására a gabonaminta vezetőképességének mérése. Ehhez a mintát meg kell őrölni, és össze kell préselni. A jó minőségű mérőcellák ezt egy munkafolyamatként el tudják végezni. A préselés után áramot vezetnek a mintába, és megmérik az ellenállását. Minél kisebb az ellenállás, annál magasabb a minta víztartalma. 

A szárítószekrény után ez a mérési eljárás adja a legpontosabb eredményt. Hátránya, hogy a mérőcellákat minden mérés után tisztítani kell, ami munkaigényesebb, mint az egész szemek mérése esetén. A kis mintamennyiségek használata miatt homogén mintára van szükség.

Pontosság:
A vezetőképesség, mint mérési elv, általában nagyobb pontosságot biztosít széles tartományban. A nedvességmérő készülékek pontosságát az
eltérés százalékában adják meg. Általában elmondható, hogy egy készülék annál drágább, minél szélesebb a pontos mérést adó tartománya. Búza esetében 14-18% nedvességtartalomnál alig különböznek a mérőkészülékek.

Ha a minta jóval nedvesebb, akkor az olcsóbb és a drágább készülékek között már jelentős különbségek mutatkoznak (több mint 3%-os eltérés). A legnehezebb a nedves kukorica víztartalmának a meghatározása. Ebben az esetben csak speciális készülékek adnak jó mérési eredményeket.

Infravörös technika (NIR)

A műszerek transzmissziós, szkenner típusú spektrofotométerek, amelyek a közeli infravörös tartományban működnek. Mintaletapogató részből és egy rácsos monokromátorból állnak. A műszer a mérendő anyagot nagy felületen átvilágítja, és a közeli infravörös tartományban megméri a spektrumát. A beépített mikroszámítógép e spektrum alapján számítja és jelzi ki a mért anyag jellemzőit. Egyidejűleg 3-6 összetevő mérése lehetséges típustól függően, például búzában a sikér-, fehérje- és nedvességtartalom.

A mérést az teszi lehetővé, hogy a vizsgált anyag spektruma és a mérendő összetevők közötti matematikai összefüggést előzetesen meghatározzák, azaz kalibrálják a készüléket. Ezek a készülékek más beltartalmi adatok meghatározására is alkalmasak, mint például sikér-, fehérje-, Zeleny-érték, hamu.

Szárítószekrények

Hagyományos szárítószekrény, amely súlyállandóságig melegíti a kamrában lévő terményt, miközben az az összes nedvességét leadja. Itt a művelet elején és a végén egy pontos mérésre van szükség, amely alapján a nedvességtartalom egyszerűen meghatározható.

Infra nedvességmérő

A legújabb technológiás kvázi szárítószekrény, amelyben egy 400 W-os halogénkvarclámpa súlyállandóságig hevíti a terményt. Itt a mérés automatikusan történik. Az eszköz akár hordozható is lehet. Sokféle paraméter beállítható rajta, így pl. a szárítási hőmérséklet. Egy mérés mintegy 15 perc időt vesz igénybe, tehát akár gyorsmérőnek is nevezhetnénk! Pontossága: 0,01% !

Agreto Infra nedvességmérő

A mérés pontosságát a mintavétel helyessége, a minta tisztasága és a mérés haladéktalansága határozza meg. Ehhez igény szerint mintavevők,
sziták sokasága áll rendelkezésre! Egy mintavevőt nem lehet hitelesíteni (OMH szerint), csak kalibráltatni, amit laborok is vállalnak, de a legtöbb készülék saját kalibrációra is lehetőséget ad!

Vásárlási szándék esetén érdemes végiggondolni, hogy milyen pontosan mérjünk nedvességet, és ezt milyen gyorsan szeretnénk véghezvinni, valamint, hogy hol mérünk (laborban vagy terepen). Gyakori helyzet, hogy terepre egy gyorsmérőt választanak az aratás idején jellemző értékek pontosítására, az irodába pedig egy infra nedvességmérőt, annak elérhető ára és kivételes pontossága okán.

agrotrend.hu / Agrárin Kft. (x)