تعتبر التهوية الميكانيكية من أهم الأنظمة المستخدمة في تخزين الحبوب الحديثة. في صومعة الحبوب الفولاذية، تساعد التهوية على إزالة الحرارة المتراكمة، وتقليل الاختلافات في درجات الحرارة، والتحكم في هجرة الرطوبة، والحفاظ على الظروف المناسبة لتخزين الحبوب على المدى الطويل.
نظرًا لأن الصوامع الفولاذية تحتوي عادةً على طبقات حبيبية عميقة، فيجب أن يمر تدفق الهواء عبر مقاومة كبيرة نسبيًا. وبالتالي فإن تصميم نظام التهوية يعتمد على ارتفاع الصومعة، ونوع الحبوب، ورطوبة الحبوب، ومقاومة تدفق الهواء، وسعة المروحة، ودرجة حرارة التخزين المطلوبة.
يتم استخدام العديد من أوضاع التهوية بشكل شائع في صوامع الحبوب الفولاذية.
1. التهوية بالضغط الإيجابي من الأسفل إلى الأعلى
تعد التهوية بالضغط الإيجابي من أسفل إلى أعلى إحدى طرق التهوية الأكثر شيوعًا المستخدمة في صوامع الحبوب الفولاذية.
تقوم مروحة التهوية بدفع الهواء الخارجي إلى قناة الهواء أو الأرضية المثقبة في الجزء السفلي من الصومعة. ثم يتحرك الهواء للأعلى عبر كتلة الحبوب ويخرج من خلال فتحات السقف أو فتحات العادم.
اتجاه تدفق الهواء:
المروحة ← قناة الهواء السفلية ← كتلة الحبوب ← سقف الصومعة
تُستخدم طريقة التهوية هذه بشكل شائع في:
- خفض درجة حرارة الحبوب.
- إزالة الحرارة المتراكمة.
- المساعدة في التحكم في الرطوبة عندما تكون الظروف الجوية المحيطة مناسبة؛
- تبريد الطبقات الوسطى والعليا من كتلة الحبوب.
بالنسبة للصوامع الطويلة، يجب أن توفر المروحة ضغطًا ثابتًا كافيًا للتغلب على مقاومة طبقة الحبوب.
توزيع الهواء مهم أيضا. إذا كان تدفق الهواء غير متساوٍ، فقد تبرد بعض المناطق بسرعة بينما تظل مناطق أخرى دافئة، مما قد يؤدي إلى اختلافات في درجات الحرارة وزيادة خطر هجرة الرطوبة.
2. التهوية بالعادم بالضغط السلبي
تستخدم التهوية بالضغط السلبي مروحة عادم لإزالة الهواء من الجزء العلوي من الصومعة.
أثناء استخلاص الهواء من الأعلى، يتم سحب الهواء النقي إلى كتلة الحبوب من خلال نظام التهوية السفلي ويتحرك تدريجيًا إلى الأعلى من خلال الحبوب المخزنة.
يمكن استخدام هذه الطريقة لتبريد الحبوب ولإزالة الهواء الدافئ الرطب من داخل الصومعة.
وقد يكون مفيدًا أيضًا عند اكتشاف زيادات غير طبيعية في درجات الحرارة في الجزء السفلي من كتلة الحبوب.
اتجاه تدفق الهواء النموذجي:
مدخل الهواء السفلي ← كتلة الحبوب ← مروحة عادم السقف
بالمقارنة مع التهوية بالضغط الإيجابي، يمكن للتهوية بالضغط السلبي أن تساعد في تقليل تراكم الهواء الدافئ والرطب بالقرب من الجزء العلوي من الصومعة.
ومع ذلك، يجب اختيار طريقة التهوية النهائية وفقًا لهيكل الصومعة، وعمق الحبوب، وأداء المروحة، وحالة الحبوب الفعلية.
3. الجمع بين العرض وتهوية العادم
قد تتمتع الصوامع ذات القطر الكبير أو الصوامع ذات طبقات الحبوب العميقة بمقاومة عالية نسبيًا لتدفق الهواء.
في هذه الحالات، يمكن استخدام نظام تهوية مشترك.
تقوم إحدى المروحتين بتزويد الهواء من الأسفل بينما تساعد مروحة أخرى في إزالة الهواء من الأعلى.
يعمل هذا الترتيب على تحسين تدفق الهواء عبر كتلة الحبوب وقد يقلل من الوقت اللازم للتبريد.
تعتبر التهوية المركبة مفيدة بشكل خاص عندما:
- طبقة الحبوب عميقة جدًا.
- مقاومة تدفق الهواء عالية.
- توزيع درجة الحرارة داخل الصومعة غير متساو؛
أقسام مختلفة من كتلة الحبوب لها مستويات رطوبة مختلفة.
المطابقة المناسبة للمروحة مهمة. لا يؤدي تدفق الهواء المفرط دائمًا إلى تحسين ظروف التخزين وقد يزيد من استهلاك الطاقة أو يسبب تغيرات غير ضرورية في الرطوبة.
4. تهوية مبرد الحبوب
أثناء الطقس الحار، قد لا تكون تهوية الهواء المحيط العادية قادرة على تقليل درجة حرارة الحبوب بشكل فعال.
في هذه الحالة، يمكن استخدام مبرد الحبوب.
يقوم مبرد الحبوب بتهيئة الهواء الوارد قبل دخوله إلى الصومعة. يتم تبريد الهواء، اعتمادًا على المعدات، ويمكن أيضًا تجفيفه من الرطوبة.
ثم يمر الهواء المكيف عبر كتلة الحبوب ويخفض درجة حرارة الحبوب تدريجيًا.
تعتبر تهوية مبرد الحبوب مفيدة بشكل خاص في:
- المناخات الحارة.
- المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية.
- تخزين الحبوب في الصيف؛
- تخزين الحبوب في درجات حرارة منخفضة على المدى الطويل؛
الصوامع حيث درجات الحرارة المحيطة ليلا لا تزال مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن تبريد الهواء الطبيعي بشكل فعال.
بالمقارنة مع مراوح التهوية العادية، توفر مبردات الحبوب تحكمًا أكبر في درجة حرارة ورطوبة الهواء الوارد.
ومع ذلك، فهي تتطلب أيضًا استثمارًا واستهلاكًا أعلى للطاقة، لذلك يتم استخدامها عادةً عندما يكون التخزين الموثوق به في درجات الحرارة المنخفضة ضروريًا.
5. تهوية إعادة التدوير
تسمح تهوية إعادة التدوير بتدوير الهواء داخل نظام مغلق نسبيًا بدلاً من إدخال كميات كبيرة من الهواء الخارجي بشكل مستمر.
يتحرك الهواء الدائر بشكل متكرر عبر الصومعة وكتلة الحبوب.
يمكن أن تساعد هذه الطريقة في تحسين توحيد درجة الحرارة ويتم دمجها أحيانًا مع تقنيات تخزين الحبوب الأخرى، بما في ذلك أنظمة تبريد الحبوب وأنظمة التبخير الخاضعة للرقابة.
والغرض الرئيسي ليس مجرد استبدال الهواء داخل الصومعة.
وبدلاً من ذلك، يساعد النظام على إعادة توزيع درجة الحرارة أو الرطوبة أو تركيز الغاز بشكل متساوٍ في جميع أنحاء مساحة التخزين.
6. التهوية المحلية أو الطارئة
لا تتطلب كل مشكلة في درجة الحرارة تهوية كاملة للصومعة.
إذا اكتشف نظام مراقبة درجة حرارة الحبوب تسخينًا غير طبيعي في منطقة معينة، فقد يقوم المشغلون أولاً بتحديد موقع المشكلة وشدتها.
يمكن بعد ذلك استخدام التهوية المحلية لمعالجة المنطقة المصابة.
اعتمادًا على تصميم الصومعة، قد يشمل ذلك ما يلي:
- معدات التهوية المتنقلة؛
- مجاري الهواء المحلية
- مراوح مؤقتة؛
- التفريغ المستهدف أو نقل الحبوب؛
- فحص إضافي للمنطقة المتضررة.
يمكن للتهوية المحلية أن تقلل من استهلاك الطاقة غير الضروري وتساعد على منع تطور نقطة ساخنة صغيرة إلى مشكلة أكبر في جودة الحبوب.
مراجع
1. نافارو، إس، ونويز، آر تي (2001).
ميكانيكا وفيزياء إدارة تهوية الحبوب الحديثة.
2.أسابي D272.3.
مقاومة تدفق هواء الحبوب والبذور والمنتجات الزراعية الأخرى والصفائح المعدنية المثقبة.
3. لوبيز، دي سي، وستيدل نيتو، آي جي (2022).
تحديد حجم أنظمة التهوية بالضغط للحبوب المخزنة.
4. كيتشكين، IA، وآخرون. (2020).
إدارة تدفقات الهواء داخل صومعة الصلب أثناء تخزين الحبوب.
5. جيجابايت/تي 40150-2021.
طريقة تقييم توحيد التهوية الميكانيكية لتخزين الحبوب.
6. جيجابايت/ت 29374-2022.
المواصفات الفنية لتطبيق آلة تبريد الحبوب.