颗粒强度测定仪：大豆颗粒强度的测定操作规范与应用方案

1 前言

大豆是我国重要的粮食与经济作物，广泛用于食品加工、饲料生产及油脂提取等领域。在收获、仓储及运输环节，大豆籽粒持续承受外部机械力，若自身强度不足，易产生破裂、损伤粒，不仅造成直接损耗，还会降低商品等级、影响发芽率及后续加工效益。研究表明，大豆的抗破损能力与品种基因、含水率及受力角度密切关联。

大豆籽粒属硬质椭球形脆性颗粒，受压至极限即发生脆性断裂，适合采用脆性颗粒检测模式。本方案参照 GB/T 44750-2024《颗粒 抗压强度的测量》及 GB 1352-2023《大豆》质量要求，利用颗粒强度测定仪搭建标准化操作流程。针对大豆各向异性特点，规范了统一的放置方位与数据处理方式，结果准确可靠。适用于商品大豆的质量评定、育种材料筛选、加工来料检验及科研试验等多元场景。

2 仪器与试剂

2.1 仪器

优云谱颗粒强度测定仪；鼓风干燥箱；游标卡尺或电子数显卡尺（精度 0.02 mm）；镊子等。

图 1：颗粒强度测定仪外观图

2.2 样品与辅助用品

大豆颗粒；无水乙醇（分析纯）；无尘软毛刷。

3 实验方法

3.1 样品准备

取样：按照 GB/T 41948《颗粒表征 样品准备》的规定进行取样。从批量产品中随机采集具 有代表性的大豆样品，取样量应足够完成全部测试。

样品筛选：用游标卡尺测量大豆样品的直径，筛分出 30 粒表面无明显缺陷、形状规整的大 豆颗粒。

样品预处理：大豆含水率对其强度有显著影响。建议在测试前将样品置于鼓风干燥箱中，在 40 ~ 50℃条件下干燥至恒重，然后置于干燥器中冷却至室温，密封备用。

3.2 样品测试步骤

开机自检：开启仪器电源，选择颗粒类型（大豆属于脆性颗粒），仪器自动完成整机自检。压杆自动升降归零，自检完成后，界面显示“待检测”。

模式选择：选择球形颗粒检测界面，清空历史测试数据。

样品放置：用镊子夹取 1 颗大豆颗粒平稳放置于样品托盘中心区域，保证颗粒居中无倾斜。注：大豆颗粒具有各向异性，不同受压方向的测试结果差异显著。建议统一采用平放方式，以确 保测试结果的可比性。

启动测试：点击“开始”进行测试。压杆匀速向下运动，接触样品后实时显示当前压力值。

数据采集：仪器持续实时采集压力数值，大豆颗粒受压破碎瞬间蜂鸣报警，设备自动记录破 碎峰值压力，压杆自动回升至初始位置，单次测试数据自动存入系统。

清理托盘：单次测试完成后，用毛刷清扫托盘内大豆碎屑，再进行下一粒测试。

平行测试：每组连续有效测试 15 粒，中途若颗粒打滑、未破碎触发超压保护，点击“停止”舍弃本次数据，重新检测。

图 2：大豆颗粒尺寸的测量与烘干

4 结果与讨论

4.1 结果统计

颗粒强度测定仪自动存储 15 组单粒颗粒破碎压力值，自动计算：

单粒颗粒强度：破碎瞬间最大压力，单位 N；

批次平均颗粒强度：15 组数据算术平均值，单位 N；

变异系数 Cv：反映大豆颗粒强度均匀性，用于评价品种特性及批次一致性。无需额外换算公式，直接以仪器输出平均压力作为最终检测结果。

4.2 测试结果

图 3：样品测试过程与数据图

4.3 精密度

变异系数越小，说明颗粒均匀性越好。颗粒的品种、产地、含水率、尺寸大小及测试方位会

影响颗粒强度结果。

5 方案特点与优势

5.1 仪器性能亮点

操控简易：颗粒强度测定仪配备触摸式人机界面，参数预设后一键运行，数据自动统计并可输出打印。

智能防护：内置超压自停保护机制，有效避免硬质颗粒对传感器的意外损伤。

高灵敏分辨：力值分辨力达 0.01 N，可清晰反映不同品种、产地或含水率下大豆强度的微小差异，为品种优选和工艺调优提供可靠数据支撑。

5.2 适用对象与检测范围

样品类型：涵盖黄大豆、青大豆、黑大豆及饲料豆等常见商品大豆。

尺寸兼容：适配粒径 0.2~25 mm（或 0.5~25 mm，视仪器型号而定）的颗粒。

效率表现：单粒检测周期短，数据重复性好，可满足批量化快速检测需求。

5.3 关键质控要点

含水率管控：大豆强度对水分敏感，测试前须经烘干或恒温恒湿平衡处理。

校准确认：定期使用标准砝码校验力值，保障长期数据准确性。

环境条件：建议在温度 10~30℃、相对湿度≤70% 的实验环境下操作。

放置规范：鉴于大豆各向异性明显，须统一采用平放方位，确保数据可比。

取样代表性：须严格遵循随机取样原则，确保检测结果可反映批次整体质量。

日常维护：每测完一粒及时清理托盘碎屑，保持仪器洁净。

6 结论

本方案依据 GB/T 44750-2024 国家标准，结合颗粒强度测定仪，建立了一套规范的大豆颗粒强度检测流程。该方法充分适配大豆脆性易碎及方向异性的物理特征，通过固定受压方位、自动峰值锁定与多粒平行测试，有效保证了数据的稳定性和可比性。操作便捷、智能程度高、结果客观可靠。

该方案能够真实反映大豆在收获、储运及加工环节中的抗破损能力，可广泛用于粮食收储质控、育种材料评价、加工来料检验及科研分析等实际工作中，具有良好的实用推广价值。