Какво причинява горещи точки в кошчетата за зърно? Как мониторингът на температурата предотвратява развалянето на зърното

Зърното може да изглежда стабилно, след като е било заредено в кош, но условията вътре в зърнената маса могат да продължат да се променят с месеци.

Един от най-честите предупредителни знаци е aгореща точка- локализирана област, където температурата на зърното започва да се повишава над околното зърно.

Гореща точка може да започне само с малка температурна разлика. Ако обаче не се открие навреме, засегнатата област може да развие по-високи нива на влага, растеж на плесени, активност на насекоми, образуване на кора и в крайна сметка сериозно разваляне на зърното.

За големите бункери и силози за зърно предизвикателството е просто: тези промени често започват дълбоко в зърното, където не могат да се видят от повърхността.

Ето защо мониторингът на температурата остава един от най-практичните инструменти за управление на съхраняваното зърно.

Какво е гореща точка в контейнер за зърно?

Горещата точка на бункер за зърно е зона в рамките на съхраняваната зърнена маса, която е значително по-топла от зърното около нея.

Това не означава непременно, че всяко повишаване на температурата представлява разваляне. Температурата на зърното естествено реагира на сезонните промени и аерацията.

Това, което има значение, етемпературен модел.

Ако една секция от зърното започне да се затопля, докато близките секции остават относително стабилни - или ако една точка за наблюдение продължава да се покачва при няколко показания - това може да означава, че се развиват проблеми с биологичната активност или влагата.

Разширението на университета Purdue отбелязва, че след като започне нагряването в съхраняваното зърно, то може да продължи да се увеличава, освен ако не се предприеме охлаждане или друго коригиращо действие.

Поради тази причина мениджърите на зърно трябва да обърнат внимание не само на текущата температура, но и наколко бързо и къде се променя температурата.

Какво причинява горещи точки в съхраняваното зърно?

Горещите точки рядко имат само една причина. В много случаи няколко условия на съхранение се комбинират, за да създадат проблем.

1. Миграция на влага

Миграцията на влага е една от основните причини температурата и влагата да станат неравномерни в бункера за зърно.

Зърното е добър изолатор. Когато външните температури паднат, зърното близо до стената на коша може да се охлади много по-бързо от зърното близо до центъра.

Получената температурна разлика създава бавно движение на въздуха вътре в зърнената маса.

Топлият въздух може да пренесе влагата към по-студените зони. Когато този въздух се охлади, част от влагата може да кондензира и да се натрупа в зърното.

По време на студено време проблемите с влагата често възникват близо до горния център на зърнената маса. При други сезонни условия движението на влага може да се случи в различни посоки.

Purdue Extension идентифицира лошия контрол на температурата на зърното и произтичащата от това миграция на влага като важна причина за влошаване на съхраняваното зърно.

Ето защо е толкова важно поддържането на сравнително еднаква температура на зърнената маса.

2. Зърното, постъпващо в хранилището, е твърде топло

Зърното може да попадне в коша директно от жътвата или след преминаване през сушилня.

Дори ако съдържанието на влага е приемливо, зърното, което влиза в склад при относително висока температура, може да създаде проблеми, когато външните температури започнат да падат.

Зърното в близост до стената на металния контейнер първо се охлажда, докато голямата маса зърно в центъра може да остане топло за много по-дълго време.

Тази температурна разлика насърчава конвекцията и миграцията на влага.

Правилното проветряване след пълнене спомага за придвижването на охлаждащ фронт през цялата зърнена маса и намалява тези температурни разлики.

3. Неравномерна влажност на зърното

Не всяко ядро, влизащо в контейнера, има точно същото съдържание на влага.

Мокри джобове могат да се появят поради:

неравномерни полеви условия,

непълно изсъхване,

зърно, събрано при различни нива на влажност,

кондензация,

изтичане на вода, или

лошо разпределение на зърното по време на пълнене.

Зърното с по-висока влажност има по-кратък живот на безопасно съхранение и е по-уязвимо към дейността на мухъл.

След като микробната активност започне, се произвежда топлина. След това температурата се повишава, създавайки гореща точка, която в крайна сметка може да бъде открита от система за наблюдение на температурата.

4. Глоби и натрошено зърно

Счупени ядки, прах и друг фин материал могат да се концентрират в определени зони по време на пълнене на контейнера.

Това създава два проблема.

Първо, повредените ядра обикновено са по-уязвими към влошаване.

Второ, джобовете от фини частици ограничават въздушния поток.

Вместо да се движи равномерно през зърното, аерационният въздух може да обиколи тези плътни зони. В резултат на това някои секции се охлаждат правилно, докато други остават по-топли.

Purdue Extension специално отбелязва, че концентрираните фини частици могат да ограничат въздушния поток и да се превърнат в горещи точки и развалено зърно.

Следователно премахването на централната сърцевина след пълнене и подобряването на разпределението на зърното може да помогне както за управлението на въздушния поток, така и за управлението на температурата.

5. Активност на мухъл

Мухълът не просто уврежда зърното – той може също да генерира топлина.

Когато влажността на зърното и температурните условия станат благоприятни, активността на плесента се увеличава. Дишането в засегнатото зърно освобождава топлина, което повишава местната температура на зърното.

След това по-топлите условия могат да ускорят биологичната активност.

Това може да създаде цикъл:

влага → активност на мухъл → топлина → по-бързо влошаване

Докато мухълът се вижда на повърхността на зърната, проблем може вече да се е развивал вътрешно от известно време.

Температурните тенденции могат да дадат по-ранна индикация.

Разширението на държавния университет на Айова препоръчва проверка на съхраняваното зърно за признаци като топли или влажни зони, образуване на коричка, миризми на плесен и повишаване на нивата на въглероден диоксид.

6. Активност на насекомите

Съхранените зърна насекоми също могат да допринесат за локализирано отопление.

Когато насекомите станат активни и се концентрират в определена област, тяхното дишане и движение произвежда топлина.

Температурата също влияе върху активността на насекомите. Поддържането на зърното на хладно помага за намаляване както на насекомите, така и на плесените.

Разширението на Университета на Минесота отбелязва, че активността на мухъл и насекоми се забавя с понижаване на температурата на зърното и става много ограничена при достатъчно ниски температури на съхранение.

Това прави охлаждането на зърното важна част от управлението на превантивното съхранение.

7. Слънчево отопление на стената и покрива на контейнера

Не всички горещи зони започват поради мухъл или насекоми.

Металният покрив и стените на бункер за зърно абсорбират слънчевата радиация.

Следователно зърното близо до тези повърхности може да стане по-топло от зърното по-дълбоко в контейнера, особено близо до покрива и изложените на слънце стени.

NDSU Extension предупреждава, че натрупването на слънчева топлина през пролетта може да затопли участъци от съхраняваното зърно и да създаде условия, които насърчават влошаването.

Това е една от причините, поради които наблюдението само на центъра на бункер за зърно може да не осигури пълна картина.

8. Неадекватна или неравномерна аерация

Аерирането има за цел да поддържа относително еднаква температура на зърното.

Но въздушният поток не винаги се движи равномерно през зърнената маса.

Проблеми могат да възникнат поради:

недостатъчен капацитет на вентилатора,

прекомерна дълбочина на зърното,

запушени канали,

натрупване на глоби,

неравномерно разпределение на зърното, или

спиране на вентилатора преди охлаждащият фронт да е преминал напълно през зърното.

Една част може да се охлади, докато друга остане топла.

Тази температурна разлика увеличава възможността за миграция на влага и последващо разваляне.

Модерният мониторинг на температурата може да помогне на операторите да видят дали охлаждащият фронт действително се движи през зърното, както се очаква.

Как мониторингът на температурата помага за предотвратяване на развалянето на зърното

Следенето на температурата не спира развалянето само по себе си.

Неговата стойност е, че дава време на операторите да действат.

Вместо да откриват развалено зърно по време на разтоварване, температурните кабели могат да предоставят информация, докато проблемът все още се развива.

Ранно откриване на локализирано отопление

Многоточковите температурни кабели се монтират вертикално през зърнената маса.

Сензори, разположени на различни дълбочини, измерват температури на множество места.

Например, вместо да знае само, че контейнерът е „около 20 градуса“, ​​операторът може да види показания като:

горен слой: 18,5 градуса

среден слой: 19,1 градуса

долен слой: 18,7 градуса

една точка за наблюдение: 23,4 градуса

Тази единствена по-топла точка заслужава внимание.

Абсолютната температура е полезна, норазлика между точките за наблюдениеможе да бъде още по-важно.

Температурната тенденция е по-важна от едно отчитане

Едно високо показание може да има няколко обяснения.

Стабилно нарастващото четене е по-притеснително.

Помислете за един сензор, който записва:

Междувременно близките сензори остават около 19 градуса.

Този модел показва, че нещо местно се променя.

Непрекъснатият мониторинг прави този тип тенденция много по-лесен за разпознаване, отколкото случайните ръчни измервания.

Purdue Extension също така препоръчва да се разглежда температурната история, вместо да се разчита само на температурата, измерена в определен ден. Участък, който се затопля по-бързо от очакваното, може да показва активно влошаване.

Използване на мониторинг на температурата с аерация

Данните за температурата стават много по-полезни, когато са свързани с решенията за управление на зърното.

Ако температурите се повишат неочаквано, операторите могат да проверят състоянието на контейнера и да определят дали е необходима аерация.

По време на нормално охлаждане температурните сензори могат също да покажат движението на охлаждащия фронт през различни слоеве зърно.

Това помага да се отговори на важен въпрос:

Охладена ли е цялата зърнена маса или само долната част на бункера?

Изключването на вентилатора твърде рано може да остави по-топло зърно по-високо в коша.

Измерванията на температурата дават на операторите по-добра индикация кога цикълът на охлаждане действително е достигнал горните слоеве.

Защо множеството точки на измерване имат значение

Зърното не провежда топлина бързо.

Това е полезно, защото правилно охладеното зърно може да остане хладно за дълго време.

Но също така създава предизвикателство за наблюдение.

Гореща точка може да се появи на известно разстояние от сензор, без незабавно да се промени показанието на този сензор.

NDSU Extension посочва, че температурните кабели откриват условия предимно в зърното близо до кабела; изолационните характеристики на зърното означават, че гореща точка на няколко фута може да не бъде открита веднага.

Следователно за контейнери с голям диаметър разчитането само на един температурен кабел създава значителни слепи зони.

По-доброто оформление за наблюдение използва множество вертикални кабели, разпределени в масата на зърното, с няколко температурни сензорни точки по протежение на всеки кабел.

Точният брой зависи от диаметъра на бункерите, височината, вида на зърното и необходимото ниво на наблюдение.

От ръчна проверка до непрекъснат мониторинг на зърното

Традиционното управление на зърното често зависи от операторите, които периодично проверяват бункерите.

Типичните признаци включват:

необичайни миризми,

кондензация,

коричка,

насекоми,

топло зърно, и

промени в отработения въздух.

Тези проверки все още са полезни.

Те обаче показват състоянието на зърното само когато някой извърши проверката.

Автоматична система за мониторинг на температурата на зърното може да събира измервания непрекъснато или на планирани интервали.

Типичната система може да включва:

Многоточкови температурни кабели → RTU/блок за събиране на данни → софтуер за наблюдение или облачна платформа

Системата може да записва температури от десетки или стотици сензорни точки и да показва промените във времето.

Праговете на алармата също могат да бъдат конфигурирани така, че операторите да бъдат уведомявани, когато дадена точка превиши зададена температура или започне да се покачва необичайно.

Мониторингът на температурата е система за ранно предупреждение

Целта на системата за мониторинг на температурата на зърното не е просто да показва числа.

Истинската му цел е да идентифицира необичайни промени достатъчно рано, за да могат операторите да реагират.

Развиващият се проблем със съхранението често следва прогресия:

Неравномерна влага

↓

Биологична активност

↓

Локализирано отопление

↓

Гореща точка

↓

Мухъл и образуване на коричка

↓

По-голяма площ с развалено зърно

↓

Качество и икономически загуби

Наблюдението на температурата помага да се прекъсне този процес в началото, вместо да се занимава с него в края.

Мониторингът на температура, влага и CO₂ може да работи заедно

Температурата е един от най-широко използваните индикатори за състоянието на зърното, но не е задължително да работи самостоятелно.

По-големите складови помещения могат да комбинират:

мониторинг на температурата на зърното,

информация за влажност или влага,

мониторинг на въглероден диоксид,

данни за времето,

контрол на аерацията и

автоматизирани алармени системи.

CO₂ може да бъде особено полезен, тъй като дишането от насекоми, мухъл и влошаване на зърното може да повиши нивата на въглероден диоксид, преди голямото повишаване на температурата да стане очевидно.

Разширението на държавния университет на Айова идентифицира нарастващия CO₂, температурните промени и миризмите сред полезни индикатори при проверка на състоянието на съхраняваното зърно.

Използването на няколко индикатора заедно дава на операторите по-пълна картина на случващото се в зърнената маса.

Предотвратяването на горещи точки е по-добро от управлението на развалено зърно

След като голяма площ от зърно се развали, управлението става много по-трудно.

Разваленото зърно може да образува мостове, образуване на кора или нестабилни вертикални колони.

Тези условия създават не само икономически загуби, но и сериозни рискове за безопасността около разтоварването и влизането в контейнера.

Следователно контейнерите за зърно със съмнение за разваляне трябва да се третират особено внимателно. Оборудването трябва да бъде правилно заключено преди влизане и винаги трябва да се спазват установените процедури за безопасност на бункерите.

По-добрият подход е да се открият необичайни условия на зърното, докато са все още малки и управляеми.

Правилното сушене, доброто разпределение на зърното, ефективната аерация и рутинната инспекция играят роля.

Контролът на температурата добавя нещо особено важно:

видимост вътре в зърнената маса.

Заключение

Горещи точки в бункерите за зърно могат да се появят поради миграция на влага, мокро зърно, мухъл, насекоми, натрупване на фини частици, слънчево нагряване и неравномерна аерация.

Повечето от тези проблеми имат едно общо нещо: те в крайна сметка влияят на температурата.

Това прави температурата един от най-полезните показатели за оценка на състоянието на съхраняваното зърно.

Добре проектиранасистема за следене на температурата на зърното с многоточкови температурни кабелипозволява на операторите да наблюдават различни дълбочини и места в силоза, да сравняват температурите, да проследяват промените във времето и да идентифицират необичайно нагряване, преди да се развие в голямо разваляне.

За търговски съоръжения за съхранение на зърно, фуражни заводи и големи силози, ранното откриване може да означава разликата между коригирането на малък проблем със съхранението и загубата на значително количество зърно.

При съхранението на зърно важният въпрос не е просто:

„Каква е температурата днес?“

това е:

„Къде се променя температурата и защо?“

Това е мястото, където непрекъснатото наблюдение на температурата осигурява най-голяма стойност.