日照港散装大豆机械化采样系统性能试验

袁晓鹰，林令海，鲁 强，滕建轮，赵广法，胡首鹏，高晓晓

（日照出入境检验检疫局，山东 日照 276826）

日照港散装大豆机械化采样系统性能试验

袁晓鹰，林令海，鲁 强，滕建轮，赵广法，胡首鹏，高晓晓

（日照出入境检验检疫局，山东 日照 276826）

为了使散装大豆的采样获得具有代表性的样品，国际上先进的采样标准倾向于采用机械化采样系统。因此，如何对散装大豆机械化采样系统进行验收就显得尤为重要。文中主要介绍了在日照港应用的散装大豆机械化采样系统性能试验，性能试验可考核系统的采样精密度、采样准确度、水分损失等指标，通过对散装大豆机械化采样系统的性能试验，以及获得的数据统计，作为评判系统是否符合要求依据。

散装大豆；机械化采样系统；性能试验

日照港的散装大豆机械化采制样系统是美国Intersystems公司产品，系统包括全断面头部采样机、旋转式缩分器、16位样品收集器、触摸屏及PLC自动控制系统。日照港机械化采样系统于2015年9月完成系统性能试验，10月正式投入使用。到目前为止，系统完成进口大豆1 700批次的采样，所采取的样品代表性好，结果准确可靠，取得了较好的经济和社会效益。

在采样系统的机械环节中，由于设计加工、参数设置、大豆的品质差异、运行故障和系统密封等原因，均可能影响到系统得到最终样品的代表性，造成每批大豆指标（水分、蛋白质、破损率等）出现长期、单向、系统性偏差。大豆机械化采制样系统的性能试验是对整套系统技术条件、故障诊断、参数设计、质量控制和整体评价的重要手段，也是考核系统验收能否合格的重要依据。

1 性能试验的参数

衡量散装大豆机械化采制样系统性能的主要参数有以下几个：

（1）采样精密度[1-2]。精密度是在规定条件下多次重复一测量程序所得结果间的符合程度，是所用测量方法的一个特征。采样精密度应小于±0.3%，不然需增加份样数重新试验。

（2）偏倚试验（系统误差）。偏倚试验的原理是对同一种大豆采取一系列成对试样，一个用被试验的采样系统或其部件采取，另一个用一参比方法采取，然后测定每一对试样的测试结果间的差值，并对这些差值进行统计分析，最后用t检验进行判定。一般偏倚试验的最大允许偏倚（B值），在没有其他资料的情况下，B值取0.2%，也可各方协商确定。

（3）水分损失。水分损失是指系统运行过程中大豆水分减少的部分，该项试验也是考核机械化采制样系统的重要指标。一般水分损失不大于0.5%，或有关各方协商确定。

（4）份样的质量变动系数（CV值），机械化采制样系统所采取的份样应保持质量的基本一致，即份样质量的变动系数应小于20%。

2 性能试验

2.1 采样精密度

采样精密度试验选择多份采样方法[3-4]，试验由20批（m）进口大豆组成，每批次重量1 500 t，共计30 000 t，采样的重量间隔为50 t[5]。份样总数为20（m）× 30（n）=600个，在采样系统正常工作状态下，这600个份样经缩放后依次进入装有16个样品罐的旋转收集器中。每采集一个份样，样品罐旋转一个罐位，这样每个样品罐将接受38或37个份样，共形成16个实验室样（j）。

按公式（1）计算试样的总体标准偏差s，按公式（2）估算精密度p，精密度试验数据统计见表1，由表1可知精密度小于0.3%符合要求。

式中：xi-第i个样品的测试结果；n-样品组数；j-批次；s-总体标准偏差；p-采样精密度。

2.2 系统偏倚

试验在主皮带大豆流量基本稳定的情况下，用采样机采取样品Xa，然后停止主皮带运转，在最接近采样机采集点的部位且料流未被扰乱的地方，人工采集全断面样品，该样品作为Xb。重复上述操作，取得20组样品。再分别将样品Xa和样品Xb制备成试样，对所有的试样进行脂肪的检测，然后对检测结果统计分析。

（1）显著偏倚条件。对配对偏倚试验，差值平均值的期望值为0。如≤-B或≥+B，则证明有偏倚，无须做进一步的统计分析。

（2）与B有显著性差异检验。如-B＜＜+B，则按公式（3）、（4）计算和B间差值统计量tnz。

式中：di-在一组内xbi和xai的差数；-差值平均值；n-组数；xbi-第i组参比样品测量值的含量；xai-第i组最终样品测量值的含量；Sd-差值的标准偏差；B-最大允许偏移；tnz-统计t值。

从相应的表查得自由度为（n-1）时的单尾t值（tβ），比较tnz和tβ。如果tnz＜tβ，证明存在显著大于0且显著不小于B的偏倚，即试验结果证明存在实质性偏倚。如tnz≥tβ，即试验结果证明不存在实质性偏倚。系统偏差试验脂肪检测数据统计见表2，结果表明系统不存在实质性偏倚。

表1 精密度试验数据统计

2.3 水分损失

通过一组参比样品水分Xi与最终系统得到的样品水分Yi，按公式（5）进行计算得出水分损失D[6]。系统水分损失统计见表3，结果表明水分损失小于0.5%符合要求。

式中：D-系统的水分损失；yi-第i组最终样品的水分结果；xi-第i组参比样品的水分结果；n-参比样品组数。

表2 系统偏差试验脂肪检测数据统计

表3 系统水分损失统计

2.4 质量变动系数（CV值）

通过系统的采样机来收集一组份样，每个份样分别称重，其变动系数可按照公式（6）、（7）、（8）计算。

系统初级采样机的CV值见表4，结果表明质量变异系数CV值小于20%符合要求。

表4 系统初级彩样机的CV值

式中；CV-变动系数；x-份样量的平均值；S-标准偏差；n-份样数；xi-第i组份样量。

3 结论

（1）散装大豆机械化采制样系统的性能试验是对系统性能整体评价的重要手段，也是考核系统验收能否合格的重要依据。性能试验数据可准确反映出系统采取样品的代表性。

（2）随着今后大豆机械化采制样系统数量的增加，需要制定相关的大豆机械化采制样系统验收标准，规范大豆机械化采制样系统的机械性能、电气性能、性能试验等验收指标，保证机械化采制样系统符合有关机械、电气、环保的规范，并能够满足相关采样标准的要求。

（3）机械化采制样系统的应用符合国际大豆贸易发展趋势，有利于与国际接轨，必将成为今后散装大豆采制样技术发展的必然趋势。

[1] 袁晓鹰.机器人技术在矿石机械化采制样系统中的应用[M].北京:中国标准出版社,2014.

[2] 李凤贵,张西春,郭兵.铁矿石检验技术[M].北京:中国标准出版社,2014.

[3]全国煤炭标准化技术委员会.GB/T 19494.3-2004煤炭机械化采样第三部分:精密度测定和偏倚试验[S].北京:中国标准出版社,2004.

[4] 全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会.GB/T10322.1-2014铁矿石取样和制样方法[S].北京:中国标准出版社,2014.

[5] ISO 24333:2009 Cereals and cereal products-Sampling[S].Switzerland Publishers,2009.

[6] 国家质量监督检验检疫总局.SN/T 1894-2007散装粮谷自动采制样系统操作规程[S].北京:中国标准出版社,2007.

Performance Test of Mechanized Sampling System for Bulk Soybean in Rizhao Port

Yuan Xiaoying,Lin Linghai,Lu Qiang,Teng Jianlun,Zhao Guangfa,Hu Shoupeng,Gao Xiaoxiao
(Rizhao Entry－Exit Inspection and Quarantine Bureau,Rizhao Shandong 276826)

In order to obtain representative samples of bulk soybean samples,the international advanced sampling standard tends to adopt mechanized sampling system.Therefore,it is particularly important to make bulk soybean mechanization sampling system accepted by people.The application of bulk soybean mechanization sampling system performance test in Rizhao Port was introduced.Performance test was carried on to inspect the precision degree of sampling,the accuracy degree of sampling,water loss and other indicators.The performance test of bulk soybean mechanization sampling system,and data statistics could be the basis of evaluation system to meet the requirements.

Bulk soybean;Mechanized sampling system;Performance test

S565.1

A

1674-3547(2017)05-0024-05

2017-09-29

袁晓鹰，研究员，主要从事进出口食品检验及机械化采样研究工作，E-mail:ciqyuanxiaoying@163.com