1 前言

大豆是我國(guó)重要的糧食與經(jīng)濟(jì)作物，廣泛用于食品加工、飼料生產(chǎn)及油脂提取等領(lǐng)域。在收獲、倉(cāng)儲(chǔ)及運(yùn)輸環(huán)節(jié)，大豆籽粒持續(xù)承受外部機(jī)械力，若自身強(qiáng)度不足，易產(chǎn)生破裂、損傷粒，不僅造成直接損耗，還會(huì)降低商品等級(jí)、影響發(fā)芽率及后續(xù)加工效益。研究表明，大豆的抗破損能力與品種基因、含水率及受力角度密切關(guān)聯(lián)。

大豆籽粒屬硬質(zhì)橢球形脆性顆粒，受壓至極限即發(fā)生脆性斷裂，適合采用脆性顆粒檢測(cè)模式。本方案參照 GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量》及 GB 1352-2023《大豆》質(zhì)量要求，利用顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀搭建標(biāo)準(zhǔn)化操作流程。針對(duì)大豆各向異性特點(diǎn)，規(guī)范了統(tǒng)一的放置方位與數(shù)據(jù)處理方式，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。適用于商品大豆的質(zhì)量評(píng)定、育種材料篩選、加工來(lái)料檢驗(yàn)及科研試驗(yàn)等多元場(chǎng)景。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

優(yōu)云譜顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀；鼓風(fēng)干燥箱；游標(biāo)卡尺或電子數(shù)顯卡尺（精度 0.02 mm）；鑷子等。

圖 1：顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀外觀圖

2.2 樣品與輔助用品

大豆顆粒；無(wú)水乙醇（分析純）；無(wú)塵軟毛刷。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 樣品準(zhǔn)備

取樣：按照 GB/T 41948《顆粒表征 樣品準(zhǔn)備》的規(guī)定進(jìn)行取樣。從批量產(chǎn)品中隨機(jī)采集具 有代表性的大豆樣品，取樣量應(yīng)足夠完成全部測(cè)試。

樣品篩選：用游標(biāo)卡尺測(cè)量大豆樣品的直徑，篩分出 30 粒表面無(wú)明顯缺陷、形狀規(guī)整的大 豆顆粒。

樣品預(yù)處理：大豆含水率對(duì)其強(qiáng)度有顯著影響。建議在測(cè)試前將樣品置于鼓風(fēng)干燥箱中，在 40 ~ 50℃條件下干燥至恒重，然后置于干燥器中冷卻至室溫，密封備用。

3.2 樣品測(cè)試步驟

開機(jī)自檢：開啟儀器電源，選擇顆粒類型（大豆屬于脆性顆粒），儀器自動(dòng)完成整機(jī)自檢。壓桿自動(dòng)升降歸零，自檢完成后，界面顯示“待檢測(cè)”。

模式選擇：選擇球形顆粒檢測(cè)界面，清空歷史測(cè)試數(shù)據(jù)。

樣品放置：用鑷子夾取 1 顆大豆顆粒平穩(wěn)放置于樣品托盤中心區(qū)域，保證顆粒居中無(wú)傾斜。注：大豆顆粒具有各向異性，不同受壓方向的測(cè)試結(jié)果差異顯著。建議統(tǒng)一采用平放方式，以確 保測(cè)試結(jié)果的可比性。

啟動(dòng)測(cè)試：點(diǎn)擊“開始”進(jìn)行測(cè)試。壓桿勻速向下運(yùn)動(dòng)，接觸樣品后實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力值。

數(shù)據(jù)采集：儀器持續(xù)實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)值，大豆顆粒受壓破碎瞬間蜂鳴報(bào)警，設(shè)備自動(dòng)記錄破 碎峰值壓力，壓桿自動(dòng)回升至初始位置，單次測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存入系統(tǒng)。

清理托盤：?jiǎn)未螠y(cè)試完成后，用毛刷清掃托盤內(nèi)大豆碎屑，再進(jìn)行下一粒測(cè)試。

平行測(cè)試：每組連續(xù)有效測(cè)試 15 粒，中途若顆粒打滑、未破碎觸發(fā)超壓保護(hù)，點(diǎn)擊“停止”舍棄本次數(shù)據(jù)，重新檢測(cè)。

圖 2：大豆顆粒尺寸的測(cè)量與烘干

4 結(jié)果與討論

4.1 結(jié)果統(tǒng)計(jì)

顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀自動(dòng)存儲(chǔ) 15 組單粒顆粒破碎壓力值，自動(dòng)計(jì)算：

單粒顆粒強(qiáng)度：破碎瞬間最大壓力，單位 N；

批次平均顆粒強(qiáng)度：15 組數(shù)據(jù)算術(shù)平均值，單位 N；

變異系數(shù) Cv：反映大豆顆粒強(qiáng)度均勻性，用于評(píng)價(jià)品種特性及批次一致性。無(wú)需額外換算公式，直接以儀器輸出平均壓力作為最終檢測(cè)結(jié)果。

4.2 測(cè)試結(jié)果

圖 3：樣品測(cè)試過(guò)程與數(shù)據(jù)圖

4.3 精密度

變異系數(shù)越小，說(shuō)明顆粒均勻性越好。顆粒的品種、產(chǎn)地、含水率、尺寸大小及測(cè)試方位會(huì)

影響顆粒強(qiáng)度結(jié)果。

5 方案特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

5.1 儀器性能亮點(diǎn)

操控簡(jiǎn)易：顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀配備觸摸式人機(jī)界面，參數(shù)預(yù)設(shè)后一鍵運(yùn)行，數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)并可輸出打印。

智能防護(hù)：內(nèi)置超壓自停保護(hù)機(jī)制，有效避免硬質(zhì)顆粒對(duì)傳感器的意外損傷。

高靈敏分辨：力值分辨力達(dá) 0.01 N，可清晰反映不同品種、產(chǎn)地或含水率下大豆強(qiáng)度的微小差異，為品種優(yōu)選和工藝調(diào)優(yōu)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

5.2 適用對(duì)象與檢測(cè)范圍

樣品類型：涵蓋黃大豆、青大豆、黑大豆及飼料豆等常見商品大豆。

尺寸兼容：適配粒徑 0.2~25 mm（或 0.5~25 mm，視儀器型號(hào)而定）的顆粒。

效率表現(xiàn)：?jiǎn)瘟z測(cè)周期短，數(shù)據(jù)重復(fù)性好，可滿足批量化快速檢測(cè)需求。

5.3 關(guān)鍵質(zhì)控要點(diǎn)

含水率管控：大豆強(qiáng)度對(duì)水分敏感，測(cè)試前須經(jīng)烘干或恒溫恒濕平衡處理。

校準(zhǔn)確認(rèn)：定期使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校驗(yàn)力值，保障長(zhǎng)期數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

環(huán)境條件：建議在溫度 10~30℃、相對(duì)濕度≤70% 的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下操作。

放置規(guī)范：鑒于大豆各向異性明顯，須統(tǒng)一采用平放方位，確保數(shù)據(jù)可比。

取樣代表性：須嚴(yán)格遵循隨機(jī)取樣原則，確保檢測(cè)結(jié)果可反映批次整體質(zhì)量。

日常維護(hù)：每測(cè)完一粒及時(shí)清理托盤碎屑，保持儀器潔凈。

6 結(jié)論

本方案依據(jù) GB/T 44750-2024 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀，建立了一套規(guī)范的大豆顆粒強(qiáng)度檢測(cè)流程。該方法充分適配大豆脆性易碎及方向異性的物理特征，通過(guò)固定受壓方位、自動(dòng)峰值鎖定與多粒平行測(cè)試，有效保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可比性。操作便捷、智能程度高、結(jié)果客觀可靠。

該方案能夠真實(shí)反映大豆在收獲、儲(chǔ)運(yùn)及加工環(huán)節(jié)中的抗破損能力，可廣泛用于糧食收儲(chǔ)質(zhì)控、育種材料評(píng)價(jià)、加工來(lái)料檢驗(yàn)及科研分析等實(shí)際工作中，具有良好的實(shí)用推廣價(jià)值。