1 前言

大豆是我國重要的糧食與經濟作物，廣泛用于食品加工、飼料生產及油脂提取等領域。在收獲、倉儲及運輸環(huán)節(jié)，大豆籽粒持續(xù)承受外部機械力，若自身強度不足，易產生破裂、損傷粒，不僅造成直接損耗，還會降低商品等級、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聯。

大豆籽粒屬硬質橢球形脆性顆粒，受壓至極限即發(fā)生脆性斷裂，適合采用脆性顆粒檢測模式。本方案參照 GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強度的測量》及 GB 1352-2023《大豆》質量要求，利用顆粒強度測定儀搭建標準化操作流程。針對大豆各向異性特點，規(guī)范了統(tǒng)一的放置方位與數據處理方式，結果準確可靠。適用于商品大豆的質量評定、育種材料篩選、加工來料檢驗及科研試驗等多元場景。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

優(yōu)云譜顆粒強度測定儀；鼓風干燥箱；游標卡尺或電子數顯卡尺（精度 0.02 mm）；鑷子等。

圖 1：顆粒強度測定儀外觀圖

2.2 樣品與輔助用品

大豆顆粒；無水乙醇（分析純）；無塵軟毛刷。

3 實驗方法

3.1 樣品準備

取樣：按照 GB/T 41948《顆粒表征 樣品準備》的規(guī)定進行取樣。從批量產品中隨機采集具 有代表性的大豆樣品，取樣量應足夠完成全部測試。

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

樣品預處理：大豆含水率對其強度有顯著影響。建議在測試前將樣品置于鼓風干燥箱中，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 樣品測試步驟

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

模式選擇：選擇球形顆粒檢測界面，清空歷史測試數據。

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，保證顆粒居中無傾斜。注：大豆顆粒具有各向異性，不同受壓方向的測試結果差異顯著。建議統(tǒng)一采用平放方式，以確 保測試結果的可比性。

啟動測試：點擊“開始”進行測試。壓桿勻速向下運動，接觸樣品后實時顯示當前壓力值。

數據采集：儀器持續(xù)實時采集壓力數值，大豆顆粒受壓破碎瞬間蜂鳴報警，設備自動記錄破 碎峰值壓力，壓桿自動回升至初始位置，單次測試數據自動存入系統(tǒng)。

清理托盤：單次測試完成后，用毛刷清掃托盤內大豆碎屑，再進行下一粒測試。

平行測試：每組連續(xù)有效測試 15 粒，中途若顆粒打滑、未破碎觸發(fā)超壓保護，點擊“停止”舍棄本次數據，重新檢測。

圖 2：大豆顆粒尺寸的測量與烘干

4 結果與討論

4.1 結果統(tǒng)計

顆粒強度測定儀自動存儲 15 組單粒顆粒破碎壓力值，自動計算：

單粒顆粒強度：破碎瞬間最大壓力，單位 N；

批次平均顆粒強度：15 組數據算術平均值，單位 N；

變異系數 Cv：反映大豆顆粒強度均勻性，用于評價品種特性及批次一致性。無需額外換算公式，直接以儀器輸出平均壓力作為最終檢測結果。

4.2 測試結果

圖 3：樣品測試過程與數據圖

4.3 精密度

變異系數越小，說明顆粒均勻性越好。顆粒的品種、產地、含水率、尺寸大小及測試方位會

影響顆粒強度結果。

5 方案特點與優(yōu)勢

5.1 儀器性能亮點

操控簡易：顆粒強度測定儀配備觸摸式人機界面，參數預設后一鍵運行，數據自動統(tǒng)計并可輸出打印。

智能防護：內置超壓自停保護機制，有效避免硬質顆粒對傳感器的意外損傷。

高靈敏分辨：力值分辨力達 0.01 N，可清晰反映不同品種、產地或含水率下大豆強度的微小差異，為品種優(yōu)選和工藝調優(yōu)提供可靠數據支撐。

5.2 適用對象與檢測范圍

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，視儀器型號而定）的顆粒。

效率表現：單粒檢測周期短，數據重復性好，可滿足批量化快速檢測需求。

5.3 關鍵質控要點

含水率管控：大豆強度對水分敏感，測試前須經烘干或恒溫恒濕平衡處理。

校準確認：定期使用標準砝碼校驗力值，保障長期數據準確性。

環(huán)境條件：建議在溫度 10~30℃、相對濕度≤70% 的實驗環(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，確保數據可比。

取樣代表性：須嚴格遵循隨機取樣原則，確保檢測結果可反映批次整體質量。

日常維護：每測完一粒及時清理托盤碎屑，保持儀器潔凈。

6 結論

本方案依據 GB/T 44750-2024 國家標準，結合顆粒強度測定儀，建立了一套規(guī)范的大豆顆粒強度檢測流程。該方法充分適配大豆脆性易碎及方向異性的物理特征，通過固定受壓方位、自動峰值鎖定與多粒平行測試，有效保證了數據的穩(wěn)定性和可比性。操作便捷、智能程度高、結果客觀可靠。

該方案能夠真實反映大豆在收獲、儲運及加工環(huán)節(jié)中的抗破損能力，可廣泛用于糧食收儲質控、育種材料評價、加工來料檢驗及科研分析等實際工作中，具有良好的實用推廣價值。