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風(fēng)干含水率檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-30 10:15:56 更新時(shí)間：2025-07-29 10:15:57

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

風(fēng)干含水率檢測(cè)：概述

風(fēng)干含水率是指物料在自然風(fēng)干狀態(tài)下所含的水分質(zhì)量占其風(fēng)干后總質(zhì)量的百分比。它是評(píng)價(jià)物料干燥程度、存儲(chǔ)穩(wěn)定性、品質(zhì)控制以及計(jì)算其干基指標(biāo)（如發(fā)熱量、元素含量）的關(guān)鍵基礎(chǔ)參數(shù)。風(fēng)干含水率檢測(cè)廣泛應(yīng)用于煤炭、生物質(zhì)燃料、農(nóng)產(chǎn)品（如谷物、飼料）、土壤、造紙?jiān)?、化工原料等諸多領(lǐng)域。準(zhǔn)確測(cè)定風(fēng)干含水率對(duì)于確保產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、保障交易公平（如燃料按干基計(jì)價(jià)）以及進(jìn)行科學(xué)研究和環(huán)境評(píng)估都具有極其重要的意義。物料在經(jīng)歷自然風(fēng)干過(guò)程后，其水分含量達(dá)到與周圍空氣濕度相對(duì)平衡的狀態(tài)，此時(shí)的含水率即為風(fēng)干基含水率，它代表了物料在實(shí)際儲(chǔ)存或運(yùn)輸條件下典型的水分狀態(tài)。

檢測(cè)項(xiàng)目

風(fēng)干含水率檢測(cè)的核心項(xiàng)目就是測(cè)定樣品在風(fēng)干狀態(tài)下（通常指樣品在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中自然風(fēng)干至恒重）的水分質(zhì)量占其風(fēng)干后總質(zhì)量的百分比。其計(jì)算公式通常為：

風(fēng)干基含水率 (%) = [(風(fēng)干前質(zhì)量 - 風(fēng)干后質(zhì)量) / 風(fēng)干后質(zhì)量] × 100%

需要特別注意的是，定義中的“風(fēng)干后質(zhì)量”是指樣品經(jīng)過(guò)規(guī)定的風(fēng)干過(guò)程并達(dá)到恒重狀態(tài)時(shí)的質(zhì)量。這個(gè)項(xiàng)目直接反映了樣品在常規(guī)大氣環(huán)境條件下的實(shí)際水分含量。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行風(fēng)干含水率檢測(cè)通常需要以下核心儀器設(shè)備：

1. 烘箱： 強(qiáng)制通風(fēng)或自然對(duì)流型烘箱，溫度控制精度高（通常要求能達(dá)到±2℃或更高精度），是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)方法（烘箱干燥法）的核心設(shè)備，用于在特定溫度下（如105-110℃）烘干樣品。

2. 干燥器： 內(nèi)含高效干燥劑（如變色硅膠），用于冷卻烘干后的樣品，防止其在冷卻過(guò)程中從空氣中吸收水分。

3. 稱量皿/坩堝： 由耐熱材料（如玻璃、陶瓷或不銹鋼）制成，用于盛放待測(cè)樣品進(jìn)行烘干和稱量。需預(yù)先干燥至恒重。

4. 分析天平： 高精度電子分析天平，感量通常要求達(dá)到0.001g（1mg）或更高，用于精確稱量樣品和稱量皿的質(zhì)量。

5. 樣品粉碎設(shè)備（可選）： 如顎式破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)、球磨機(jī)、旋風(fēng)磨等，用于將大塊樣品粉碎至規(guī)定粒度（如<0.2mm），增大表面積，縮短干燥時(shí)間，保證水分完全逸出。

6. 水分快速測(cè)定儀（可選）： 如紅外水分儀、鹵素水分儀等。這些儀器基于加熱失重原理，能快速得到結(jié)果，常作為過(guò)程控制的手段，但其結(jié)果通常需要與標(biāo)準(zhǔn)烘箱法進(jìn)行校準(zhǔn)比對(duì)。

檢測(cè)方法

最經(jīng)典和公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法是烘箱干燥法，其基本步驟如下：

1. 樣品制備：

將收到的樣品（通常已風(fēng)干）混合均勻。
按標(biāo)準(zhǔn)要求縮分取樣。
將縮分后的樣品粉碎至規(guī)定粒度（如<0.2mm），并再次充分混勻。

2. 稱量皿準(zhǔn)備： 將清潔的稱量皿（帶蓋）放入烘箱中，在105-110℃下干燥約1小時(shí)。取出后，放入干燥器中冷卻至室溫（約20-30分鐘），然后在分析天平上精確稱量其質(zhì)量（m1）。

3. 樣品稱量與裝樣： 稱取一定量（通常1g左右，具體按標(biāo)準(zhǔn)要求）制備好的樣品（精確至0.001g），記質(zhì)量為m2。將樣品均勻平鋪在已稱重的稱量皿中（移開(kāi)蓋子）。

4. 烘干：

將裝有樣品的稱量皿（蓋子打開(kāi)放在邊上或半開(kāi)）放入已預(yù)熱至規(guī)定溫度（通常為105±2℃或110±5℃，具體溫度依據(jù)物料標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法而定）的烘箱內(nèi)。
持續(xù)通入空氣并保持溫度恒定，干燥規(guī)定的時(shí)間（通常至少1小時(shí)，或至恒重。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)方法，常規(guī)定干燥時(shí)間如1小時(shí)、2小時(shí)或更久）。

5. 冷卻與稱量：

干燥結(jié)束后，迅速蓋上稱量皿蓋子（或連同半開(kāi)的蓋子一起），取出放入干燥器中冷卻至室溫（約20-30分鐘）。
從干燥器中取出，立即在分析天平上精確稱量（帶蓋）質(zhì)量（m3）。

6. 檢查恒重（如需）： 對(duì)于需要檢查恒重的標(biāo)準(zhǔn)方法，將稱量皿（蓋子半開(kāi)）再次放入烘箱中，按相同條件繼續(xù)干燥一段時(shí)間（如30分鐘或1小時(shí)），冷卻后再次稱量。直至連續(xù)兩次干燥后質(zhì)量變化小于規(guī)定值（如0.001g或0.1%）。

7. 結(jié)果計(jì)算： 最終風(fēng)干基含水率（Mad）按下式計(jì)算：
Mad (%) = [(m2 - (m3 - m1)) / (m3 - m1)] × 100%
其中：
m1 = 空稱量皿（帶蓋）質(zhì)量 (g)
m2 = 空稱量皿 + 風(fēng)干樣品質(zhì)量 (g)
m3 = 空稱量皿 + 烘干后樣品質(zhì)量 (g) (恒重時(shí)的質(zhì)量)

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)干含水率檢測(cè)遵循嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性、可比性和重現(xiàn)性。常見(jiàn)的重要標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）：

ISO 18134 (所有部分) - Solid biofuels - Determination of moisture content: 這是針對(duì)固體生物燃料水分測(cè)定的系列標(biāo)準(zhǔn)，其中烘箱法是其核心方法之一，對(duì)風(fēng)干基水分的測(cè)定有詳細(xì)規(guī)定。
ISO 589:2008 - Hard coal - Determination of total moisture: 適用于硬煤總水分的測(cè)定，其中涉及風(fēng)干階段和風(fēng)干基水分的確定。

2. 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）：

GB/T 28730-2012《固體生物燃料樣品制備方法》: 規(guī)定了生物燃料樣品制備流程，為水分測(cè)定奠定基礎(chǔ)。
GB/T 28731-2012《固體生物燃料全水分測(cè)定方法》: 詳細(xì)規(guī)定了生物燃料全水分的測(cè)定，包括風(fēng)干基水分的測(cè)定步驟。
GB/T 212-2008《煤的工業(yè)分析方法》: 這是煤質(zhì)分析的基石標(biāo)準(zhǔn)，其中“空氣干燥基水分(Mad)”的測(cè)定就是標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)干含水率檢測(cè)，規(guī)定了詳細(xì)的烘箱法操作步驟（105-110℃干燥至恒重）。
GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》: 第一法直接干燥法也是基于烘箱原理，適用于多種食品及其原料的水分（相當(dāng)于風(fēng)干基水分）測(cè)定。
GB/T 8576-2010《復(fù)混肥料中游離水含量的測(cè)定真空烘箱法》/ GB/T 8577-2010《復(fù)混肥料中游離水含量的測(cè)定卡爾·費(fèi)休法》: 規(guī)定了肥料中游離水（相當(dāng)于風(fēng)干基水分）的測(cè)定方法。

關(guān)鍵注意事項(xiàng)（依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）：