قد تبدو الحبوب مستقرة بعد تحميلها في الصندوق، لكن الظروف داخل كتلة الحبوب يمكن أن تستمر في التغير لعدة أشهر.
واحدة من العلامات التحذيرية الأكثر شيوعًا هي أنقطة ساخنة- منطقة موضعية تبدأ فيها درجة حرارة الحبوب بالارتفاع فوق الحبوب المحيطة بها.
قد تبدأ النقطة الساخنة بفارق بسيط في درجة الحرارة. ومع ذلك، إذا لم يتم اكتشافه مبكرًا، يمكن أن تتطور مستويات رطوبة أعلى في المنطقة المصابة، ونمو العفن، ونشاط الحشرات، والتقشر، وفي النهاية تلف الحبوب بشكل خطير.
بالنسبة لصناديق وصوامع الحبوب الكبيرة، يكون التحدي بسيطًا: غالبًا ما تبدأ هذه التغييرات عميقًا داخل الحبوب، حيث لا يمكن رؤيتها من السطح.
ولهذا السبب تظل مراقبة درجة الحرارة واحدة من أكثر الأدوات العملية لإدارة الحبوب المخزنة.
ما هي النقطة الساخنة في سلة الحبوب؟
النقطة الساخنة لصندوق الحبوب هي منطقة داخل كتلة الحبوب المخزنة تكون أكثر دفئًا بشكل ملحوظ من الحبوب المحيطة بها.
وهذا لا يعني بالضرورة أن كل زيادة في درجة الحرارة تمثل تلفًا. تستجيب درجة حرارة الحبوب بشكل طبيعي للتغيرات الموسمية والتهوية.
ما يهم هونمط درجة الحرارة.
إذا بدأ جزء من الحبوب في الاحترار بينما ظلت الأجزاء المجاورة مستقرة نسبيًا - أو إذا استمرت نقطة مراقبة واحدة في الارتفاع على عدة قراءات - فقد يشير ذلك إلى تطور النشاط البيولوجي أو مشاكل الرطوبة.
ويشير ملحق جامعة بوردو إلى أنه بمجرد بدء التسخين في الحبوب المخزنة، يمكن أن يستمر في الزيادة ما لم يتم اتخاذ التبريد أو أي إجراء تصحيحي آخر.
ولهذا السبب، يجب على مديري الحبوب الانتباه ليس فقط إلى درجة الحرارة الحالية، ولكن أيضًا إلى درجة الحرارةمدى سرعة وأين تتغير درجة الحرارة.
ما الذي يسبب البقع الساخنة في الحبوب المخزنة؟
نادرًا ما يكون للبقع الساخنة سبب واحد فقط. في كثير من الحالات، تجتمع العديد من ظروف التخزين لتسبب مشكلة.
1. هجرة الرطوبة
تعد هجرة الرطوبة أحد الأسباب الرئيسية لعدم تساوي درجة الحرارة والرطوبة داخل صندوق الحبوب.
الحبوب عازل جيد . عندما تنخفض درجات الحرارة الخارجية، قد تبرد الحبوب القريبة من جدار الصندوق بشكل أسرع بكثير من الحبوب القريبة من المركز.
يؤدي اختلاف درجة الحرارة الناتج إلى حدوث حركة بطيئة للهواء داخل كتلة الحبوب.
يمكن للهواء الدافئ أن يحمل الرطوبة نحو المناطق الباردة. عندما يبرد هذا الهواء، يمكن أن تتكثف بعض الرطوبة وتتراكم في الحبوب.
أثناء الطقس البارد، غالبًا ما تتطور مشاكل الرطوبة بالقرب من المركز العلوي لكتلة الحبوب. في ظل الظروف الموسمية الأخرى، يمكن أن تحدث حركة الرطوبة في اتجاهات مختلفة.
يحدد ملحق بوردو ضعف التحكم في درجة حرارة الحبوب وهجرة الرطوبة الناتجة كسبب مهم لتدهور الحبوب المخزنة.
ولهذا السبب فإن الحفاظ على كتلة الحبوب عند درجة حرارة موحدة إلى حد معقول أمر في غاية الأهمية.
2. دخول الحبوب إلى المخزن دافئًا جدًا
قد تدخل الحبوب إلى الصندوق مباشرة من الحصاد أو بعد مرورها بالمجفف.
حتى لو كان محتواها من الرطوبة مقبولا، فإن الحبوب التي تدخل التخزين عند درجة حرارة عالية نسبيا يمكن أن تخلق مشاكل عندما تبدأ درجات الحرارة الخارجية في الانخفاض.
تبرد الحبوب الموجودة بالقرب من جدار الصندوق المعدني أولاً، في حين أن الكتلة الكبيرة من الحبوب الموجودة في المركز قد تظل دافئة لفترة أطول.
هذا الاختلاف في درجة الحرارة يشجع الحمل الحراري وهجرة الرطوبة.
تساعد التهوية المناسبة بعد التعبئة على تحريك جبهة التبريد عبر كتلة الحبوب بأكملها وتقليل هذه الاختلافات في درجات الحرارة.
3. رطوبة الحبوب غير متساوية
لا تحتوي كل نواة تدخل الصندوق على نفس محتوى الرطوبة تمامًا.
قد تتطور الجيوب الرطبة بسبب:
الظروف الميدانية غير المستوية،
تجفيف غير كامل،
الحبوب المحصودة عند مستويات رطوبة مختلفة،
التكثيف,
تسرب المياه، أو
سوء توزيع الحبوب أثناء التعبئة.
تتمتع الحبوب ذات الرطوبة العالية بعمر تخزين آمن أقصر وأكثر عرضة لنشاط العفن.
بمجرد أن يبدأ النشاط الميكروبي، يتم إنتاج الحرارة. ثم ترتفع درجة الحرارة، مما يؤدي إلى إنشاء نقطة ساخنة يمكن اكتشافها في النهاية بواسطة نظام مراقبة درجة الحرارة.
4. الغرامات والحبوب المكسورة
يمكن أن تتركز الحبوب المكسورة والغبار والمواد الدقيقة الأخرى في مناطق معينة أثناء تعبئة الصندوق.
وهذا يخلق مشكلتين.
أولاً، تكون النوى التالفة بشكل عام أكثر عرضة للتلف.
ثانيًا، جيوب الغرامات تحد من تدفق الهواء.
بدلًا من التحرك بشكل متساوٍ عبر الحبوب، قد ينتقل هواء التهوية حول هذه المناطق الكثيفة. ونتيجة لذلك، تبرد بعض الأقسام بشكل صحيح بينما تظل الأجزاء الأخرى أكثر دفئًا.
ويشير ملحق بوردو على وجه التحديد إلى أن الدقائق المركزة يمكن أن تحد من تدفق الهواء وتتطور إلى نقاط ساخنة وحبوب فاسدة.
وبالتالي فإن إزالة القلب المركزي بعد التعبئة وتحسين توزيع الحبوب يمكن أن يساعد في إدارة تدفق الهواء ودرجة الحرارة.
5. نشاط العفن
لا يؤدي العفن إلى إتلاف الحبوب فحسب، بل يمكنه أيضًا توليد الحرارة.
عندما تصبح ظروف الرطوبة ودرجة الحرارة مناسبة للحبوب، يزداد نشاط العفن. يؤدي التنفس داخل الحبوب المصابة إلى إطلاق الحرارة، مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة الحبوب المحلية.
يمكن للظروف الأكثر دفئًا أن تسرع النشاط البيولوجي.
هذا يمكن أن يخلق دورة:
الرطوبة ← نشاط العفن ← الحرارة ← تدهور أسرع
بحلول الوقت الذي يصبح فيه العفن مرئيًا على سطح الحبوب، قد تكون المشكلة قد تطورت داخليًا لبعض الوقت.
يمكن أن توفر اتجاهات درجات الحرارة إشارة مبكرة.
يوصي ملحق جامعة ولاية أيوا بفحص الحبوب المخزنة بحثًا عن علامات مثل المناطق الدافئة أو الرطبة، والتقشر، والروائح الكريهة، وزيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون.
6. نشاط الحشرات
يمكن أن تساهم حشرات الحبوب المخزنة أيضًا في التدفئة الموضعية.
عندما تنشط الحشرات وتتركز في منطقة معينة، فإن تنفسها وحركتها ينتج عنها حرارة.
تؤثر درجة الحرارة أيضًا على نشاط الحشرات. يساعد الحفاظ على برودة الحبوب على تقليل نشاط الحشرات والعفن.
ويشير ملحق جامعة مينيسوتا إلى أن نشاط العفن والحشرات يتباطأ مع انخفاض درجة حرارة الحبوب ويصبح محدودًا للغاية عند درجات حرارة التخزين المنخفضة بدرجة كافية.
وهذا يجعل تبريد الحبوب جزءًا مهمًا من إدارة التخزين الوقائي.
7. التسخين الشمسي لحائط وسقف الصندوق
لا تبدأ جميع المناطق الساخنة بسبب العفن أو الحشرات.
يمتص السقف والجدران المعدنية لصندوق الحبوب الإشعاع الشمسي.
وبالتالي فإن الحبوب القريبة من هذه الأسطح يمكن أن تصبح أكثر دفئًا من الحبوب الموجودة في عمق الصندوق، خاصة بالقرب من السقف والجدران المعرضة للشمس.
يحذر امتداد NDSU من أن اكتساب الحرارة الشمسية خلال فصل الربيع يمكن أن يؤدي إلى تدفئة أجزاء من الحبوب المخزنة وخلق ظروف تشجع على التدهور.
وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل مراقبة مركز صندوق الحبوب فقط قد لا توفر صورة كاملة.
8. التهوية غير كافية أو غير متساوية
تهدف التهوية إلى الحفاظ على درجة حرارة الحبوب موحدة نسبيًا.
لكن تدفق الهواء لا يتحرك دائمًا بشكل متساوٍ عبر كتلة الحبوب.
يمكن أن تحدث المشاكل بسبب:
سعة المروحة غير كافية،
عمق الحبوب المفرط ،
القنوات المسدودة,
تراكم الغرامات
التوزيع غير المتكافئ للحبوب، أو
إيقاف المروحة قبل أن تمر جبهة التبريد بالكامل عبر الحبوب.
قد يبرد أحد الأقسام بينما يظل الآخر دافئًا.
يزيد هذا الاختلاف في درجة الحرارة من احتمالية هجرة الرطوبة والتلف اللاحق.
يمكن أن تساعد مراقبة درجة الحرارة الحديثة المشغلين في معرفة ما إذا كانت جبهة التبريد تتحرك بالفعل عبر الحبوب كما هو متوقع.
كيف يساعد رصد درجة الحرارة على منع تلف الحبوب
مراقبة درجة الحرارة لا توقف التلف من تلقاء نفسها.
وتكمن قيمته في أنه يمنح المشغلين الوقت الكافي للتصرف.
وبدلاً من اكتشاف الحبوب الفاسدة أثناء التفريغ، يمكن لكابلات درجة الحرارة توفير المعلومات بينما لا تزال المشكلة في طور التطور.
الكشف عن التدفئة الموضعية في وقت مبكر
يتم تثبيت كابلات درجة الحرارة متعددة النقاط عموديًا عبر كتلة الحبوب.
تقوم أجهزة الاستشعار الموضوعة على أعماق مختلفة بقياس درجات الحرارة في مواقع متعددة.
على سبيل المثال، بدلًا من معرفة أن سلة المهملات تبلغ "حوالي 20 درجة"، قد يرى المشغل قراءات مثل:
الطبقة العليا: 18.5 درجة
الطبقة الوسطى: 19.1 درجة
الطبقة السفلى: 18.7 درجة
نقطة مراقبة واحدة: 23.4 درجة
هذه النقطة الأكثر دفئًا تستحق الاهتمام.
درجة الحرارة المطلقة مفيدة، ولكنالفرق بين نقاط المراقبةيمكن أن يكون أكثر أهمية.
اتجاه درجة الحرارة أكثر أهمية من قراءة واحدة
قد يكون للقراءة العالية الواحدة عدة تفسيرات.
القراءة المتزايدة بشكل مطرد هي أكثر إثارة للقلق.
فكر في أحد أجهزة الاستشعار التي تسجل:
| تاريخ | درجة حرارة |
|---|---|
| اليوم الأول | 19.2 درجة |
| اليوم 3 | 20.0 درجة |
| اليوم الخامس | 21.4 درجة |
| اليوم السابع | 23.1 درجة |
وفي الوقت نفسه، تبقى أجهزة الاستشعار القريبة حوالي 19 درجة.
يشير هذا النمط إلى أن شيئًا محليًا يتغير.
المراقبة المستمرة تجعل التعرف على هذا النوع من الاتجاه أسهل بكثير من القياسات اليدوية العرضية.
يوصي Purdue Extension أيضًا بالنظر إلى سجل درجات الحرارة بدلاً من الاعتماد فقط على درجة الحرارة المقاسة في يوم معين. يمكن أن يشير ارتفاع درجة حرارة القسم بشكل أسرع من المتوقع إلى تدهور نشط.
استخدام مراقبة درجة الحرارة مع التهوية
تصبح بيانات درجة الحرارة أكثر فائدة عندما يتم ربطها بقرارات إدارة الحبوب.
إذا ارتفعت درجات الحرارة بشكل غير متوقع، يمكن للمشغلين فحص حالة الحاوية وتحديد ما إذا كانت هناك حاجة للتهوية.
أثناء التبريد العادي، يمكن لأجهزة استشعار درجة الحرارة أيضًا إظهار حركة جبهة التبريد عبر طبقات الحبوب المختلفة.
وهذا يساعد في الإجابة على سؤال مهم:
هل تم تبريد كتلة الحبوب بأكملها أم الجزء السفلي فقط من الصندوق؟
قد يؤدي إيقاف تشغيل المروحة في وقت مبكر جدًا إلى ترك الحبوب الأكثر دفئًا في مكان أعلى في الصندوق.
تعطي قياسات درجة الحرارة للمشغلين مؤشرًا أفضل عن موعد وصول دورة التبريد فعليًا إلى الطبقات العليا.
لماذا تعتبر نقاط القياس المتعددة مهمة؟
الحبوب لا توصل الحرارة بسرعة.
وهذا مفيد لأن الحبوب المبردة بشكل صحيح يمكن أن تظل باردة لفترة طويلة.
ولكنه يخلق أيضًا تحديًا للمراقبة.
قد تنشأ نقطة ساخنة على مسافة معينة من المستشعر دون تغيير قراءة المستشعر على الفور.
يشير امتداد NDSU إلى أن كابلات درجة الحرارة تكتشف الظروف بشكل أساسي في الحبوب القريبة من الكابل؛ تعني الخصائص العازلة للحبوب أن النقطة الساخنة التي تبعد عدة أقدام قد لا يتم اكتشافها على الفور.
بالنسبة للصناديق ذات القطر الكبير، يؤدي الاعتماد على كابل درجة حرارة واحد فقط إلى إنشاء مناطق عمياء كبيرة.
يستخدم تخطيط المراقبة الأفضل كابلات رأسية متعددة موزعة عبر كتلة الحبوب، مع عدة نقاط استشعار لدرجة الحرارة على طول كل كابل.
ويعتمد العدد الدقيق على قطر الصندوق والارتفاع ونوع الحبوب ومستوى المراقبة المطلوب.
من الفحص اليدوي إلى المراقبة المستمرة للحبوب
تعتمد الإدارة التقليدية للحبوب في كثير من الأحيان على قيام المشغلين بفحص الصندوق بشكل دوري.
تشمل العلامات النموذجية ما يلي:
روائح غير عادية،
التكثيف,
تقشير,
الحشرات,
الحبوب الدافئة، و
التغيرات في هواء العادم.
لا تزال هذه الشيكات مفيدة.
ومع ذلك، فإنها تظهر فقط حالة الحبوب عندما يقوم شخص ما بإجراء الفحص.
يمكن لنظام مراقبة درجة حرارة الحبوب التلقائي جمع القياسات بشكل مستمر أو على فترات زمنية محددة.
قد يشمل النظام النموذجي ما يلي:
كابلات درجة الحرارة متعددة النقاط ← وحدة الحصول على البيانات/RTU ← برنامج المراقبة أو النظام الأساسي السحابي
يمكن للنظام تسجيل درجات الحرارة من عشرات أو مئات نقاط الاستشعار وعرض التغييرات بمرور الوقت.
يمكن أيضًا تكوين عتبات الإنذار بحيث يتم إخطار المشغلين عندما تتجاوز نقطة ما درجة الحرارة المحددة أو تبدأ في الارتفاع بشكل غير طبيعي.
مراقبة درجة الحرارة هي نظام إنذار مبكر
الغرض من نظام مراقبة درجة حرارة الحبوب ليس مجرد عرض الأرقام.
والغرض الحقيقي منه هو تحديد التغييرات غير الطبيعية في وقت مبكر بما يكفي حتى يتمكن المشغلون من الاستجابة.
غالبًا ما تتبع مشكلة التخزين النامية تقدمًا:
رطوبة غير متساوية
↓
النشاط البيولوجي
↓
التدفئة الموضعية
↓
نقطة ساخنة
↓
العفن والقشور
↓
مساحة أكبر للحبوب الفاسدة
↓
الجودة والخسائر الاقتصادية
تساعد مراقبة درجة الحرارة على مقاطعة هذه العملية في البداية بدلاً من التعامل معها في النهاية.
يمكن أن تعمل مراقبة درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون معًا
تعد درجة الحرارة أحد المؤشرات الأكثر استخدامًا لحالة الحبوب، ولكن ليس من الضروري أن تعمل بمفردها.
قد تجمع مرافق التخزين الأكبر بين:
مراقبة درجة حرارة الحبوب،
معلومات الرطوبة أو الرطوبة،
مراقبة ثاني أكسيد الكربون،
بيانات الطقس,
التحكم في التهوية، و
أنظمة الإنذار الآلي.
يمكن أن يكون ثاني أكسيد الكربون مفيدًا بشكل خاص لأن التنفس الناتج عن الحشرات والعفن وتدهور الحبوب قد يزيد من مستويات ثاني أكسيد الكربون قبل أن يصبح الارتفاع الكبير في درجة الحرارة واضحًا.
يحدد ملحق جامعة ولاية أيوا ارتفاع ثاني أكسيد الكربون والتغيرات في درجات الحرارة والروائح من بين المؤشرات المفيدة عند التحقق من حالة الحبوب المخزنة.
إن استخدام عدة مؤشرات معًا يمنح المشغلين صورة أكثر اكتمالاً لما يحدث داخل كتلة الحبوب.
منع النقاط الساخنة أفضل من إدارة الحبوب الفاسدة
وبمجرد أن تفسد مساحة كبيرة من الحبوب، تصبح الإدارة أكثر صعوبة.
الحبوب الفاسدة قد تتجسر أو تتقشر أو تشكل أعمدة رأسية غير مستقرة.
لا تؤدي هذه الظروف إلى خسائر اقتصادية فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى مخاطر خطيرة تتعلق بالسلامة فيما يتعلق بالتفريغ ودخول الصناديق.
ولذلك ينبغي التعامل مع صناديق الحبوب التي يشتبه في تلفها بحذر خاص. يجب إغلاق المعدات بشكل صحيح قبل الدخول، ويجب دائمًا اتباع إجراءات السلامة المعمول بها في صناديق الحبوب.
الطريقة الأفضل هي اكتشاف حالات الحبوب غير الطبيعية وهي لا تزال صغيرة ويمكن التحكم فيها.
يلعب التجفيف المناسب والتوزيع الجيد للحبوب والتهوية الفعالة والفحص الروتيني دورًا.
تضيف مراقبة درجة الحرارة شيئًا مهمًا بشكل خاص:
الرؤية داخل كتلة الحبوب.
خاتمة
يمكن أن تتطور النقاط الساخنة في صناديق الحبوب بسبب هجرة الرطوبة والحبوب الرطبة والعفن والحشرات وتراكم الدقائق والتسخين الشمسي والتهوية غير المتساوية.
تشترك معظم هذه المشكلات في شيء واحد: أنها تؤثر في النهاية على درجة الحرارة.
وهذا يجعل درجة الحرارة واحدة من أكثر المؤشرات المفيدة لتقييم حالة الحبوب المخزنة.
مصممة بشكل جيدنظام مراقبة درجة حرارة الحبوب بكابلات درجة الحرارة متعددة النقاطيسمح للمشغلين بمراقبة الأعماق والمواقع المختلفة في جميع أنحاء الصومعة، ومقارنة درجات الحرارة، ومتابعة التغييرات مع مرور الوقت وتحديد التسخين غير المعتاد قبل أن يتطور إلى تلف واسع النطاق.
بالنسبة لمنشآت تخزين الحبوب التجارية ومطاحن الأعلاف والصوامع الكبيرة، يمكن أن يعني الاكتشاف المبكر الفرق بين تصحيح مشكلة تخزين صغيرة وفقدان كمية كبيرة من الحبوب.
في تخزين الحبوب، السؤال المهم ليس ببساطة:
"ما هي درجة الحرارة اليوم؟"
إنها:
"أين تتغير درجة الحرارة ولماذا؟"
وهذا هو المكان الذي توفر فيه المراقبة المستمرة لدرجة الحرارة أعظم قيمة لها.