Il grano può sembrare stabile dopo essere stato caricato in un contenitore, ma le condizioni all’interno della massa del grano possono continuare a cambiare per mesi.
Uno dei segnali di allarme più comuni è apunto caldo-un'area localizzata in cui la temperatura del grano inizia a salire al di sopra del grano circostante.
Un punto caldo può iniziare anche con una piccola differenza di temperatura. Se non viene rilevato precocemente, tuttavia, l'area interessata può sviluppare livelli di umidità più elevati, crescita di muffe, attività di insetti, formazione di croste e, infine, grave deterioramento dei cereali.
Per i silos e i silos per cereali di grandi dimensioni, la sfida è semplice: questi cambiamenti spesso iniziano in profondità all’interno del grano, dove non possono essere visti dalla superficie.
Ecco perché il monitoraggio della temperatura rimane uno degli strumenti più pratici per la gestione del grano immagazzinato.
Cos'è un punto caldo in un silo per cereali?
Un punto caldo nel contenitore del grano è un’area all’interno della massa di grano immagazzinata che è notevolmente più calda del grano attorno ad essa.
Ciò non significa necessariamente che ogni aumento di temperatura rappresenti un deterioramento. La temperatura del grano risponde naturalmente ai cambiamenti stagionali e all'aerazione.
Ciò che conta è ilmodello di temperatura.
Se una sezione del chicco inizia a riscaldarsi mentre le sezioni vicine rimangono relativamente stabili, o se un punto di monitoraggio continua a salire nel corso di diverse letture, può indicare che si stanno sviluppando attività biologica o problemi di umidità.
La Purdue University Extension rileva che una volta che il riscaldamento inizia nel grano immagazzinato, può continuare ad aumentare a meno che non venga intrapreso il raffreddamento o altre azioni correttive.
Per questo motivo, i gestori del grano dovrebbero prestare attenzione non solo alla temperatura attuale, ma anche a quellaquanto velocemente e dove la temperatura sta cambiando.
Quali sono le cause dei punti caldi nel grano immagazzinato?
I punti caldi raramente hanno una sola causa. In molti casi, diverse condizioni di conservazione si combinano per creare un problema.
1. Migrazione dell'umidità
La migrazione dell'umidità è uno dei motivi principali per cui la temperatura e l'umidità diventano irregolari all'interno di un silo per cereali.
Il grano è un buon isolante. Quando le temperature esterne scendono, i cereali vicino alla parete del contenitore potrebbero raffreddarsi molto più velocemente di quelli vicini al centro.
La differenza di temperatura risultante crea un lento movimento dell'aria all'interno della massa del grano.
L'aria calda può trasportare l'umidità verso le aree più fredde. Quando l’aria si raffredda, parte dell’umidità può condensarsi e accumularsi nel grano.
Durante la stagione fredda, spesso si sviluppano problemi di umidità vicino al centro superiore della massa del grano. In altre condizioni stagionali, il movimento dell'umidità può avvenire in direzioni diverse.
Purdue Extension identifica lo scarso controllo della temperatura dei cereali e la conseguente migrazione dell'umidità come un'importante causa del deterioramento dei cereali immagazzinati.
Questo è il motivo per cui è così importante mantenere la massa del grano a una temperatura ragionevolmente uniforme.
2. Grano che entra nel magazzino troppo caldo
Il grano può entrare in un contenitore direttamente dal raccolto o dopo essere passato attraverso un essiccatore.
Anche se il suo contenuto di umidità è accettabile, il grano che entra nello stoccaggio a una temperatura relativamente elevata può creare problemi quando le temperature esterne iniziano a scendere.
Il grano vicino alla parete del contenitore metallico si raffredda per primo, mentre la grande massa di grano al centro può rimanere calda per molto più tempo.
Questa differenza di temperatura favorisce la convezione e la migrazione dell'umidità.
Un'adeguata aerazione dopo il riempimento aiuta a spostare un fronte di raffreddamento attraverso l'intera massa di cereali e riduce queste differenze di temperatura.
3. Umidità irregolare del grano
Non tutti i chicchi che entrano in un contenitore hanno esattamente lo stesso contenuto di umidità.
Le tasche umide possono svilupparsi a causa di:
condizioni del campo irregolari,
asciugatura incompleta,
grano raccolto a diversi livelli di umidità,
condensazione,
perdite d'acqua, o
scarsa distribuzione dei grani durante il riempimento.
I cereali con un'umidità più elevata hanno una durata di conservazione sicura più breve e sono più vulnerabili all'attività della muffa.
Una volta iniziata l’attività microbica, viene prodotto calore. La temperatura quindi aumenta, creando il punto caldo che potrebbe eventualmente essere rilevato da un sistema di monitoraggio della temperatura.
4. Multe e cereali spezzati
Chicchi rotti, polvere e altro materiale fine possono concentrarsi in alcune aree durante il riempimento del contenitore.
Ciò crea due problemi.
Innanzitutto, i chicchi danneggiati sono generalmente più vulnerabili al deterioramento.
In secondo luogo, le sacche di multe limitano il flusso d’aria.
Invece di muoversi in modo uniforme attraverso i cereali, l’aria di aerazione può spostarsi attorno a queste aree dense. Di conseguenza, alcune sezioni si raffreddano correttamente mentre altre rimangono più calde.
Purdue Extension rileva specificamente che le particelle fini concentrate possono limitare il flusso d'aria e svilupparsi in punti caldi e cereali avariati.
Rimuovere il nucleo centrale dopo il riempimento e migliorare la distribuzione dei cereali può quindi aiutare sia il flusso d'aria che la gestione della temperatura.
5. Attività della muffa
La muffa non si limita a danneggiare il grano, ma può anche generare calore.
Quando le condizioni di umidità e temperatura del grano diventano favorevoli, l’attività della muffa aumenta. La respirazione all'interno del grano interessato rilascia calore, che aumenta la temperatura locale del grano.
Le condizioni più calde possono quindi accelerare l’attività biologica.
Questo può creare un ciclo:
umidità → attività della muffa → calore → deterioramento più rapido
Quando la muffa è visibile sulla superficie del grano, è possibile che un problema interno si sia già sviluppato da tempo.
L’andamento della temperatura può fornire un’indicazione anticipata.
L'Iowa State University Extension consiglia di controllare il grano immagazzinato per segni come aree calde o umide, croste, odori di muffa e aumento dei livelli di anidride carbonica.
6. Attività degli insetti
Anche gli insetti dei cereali immagazzinati possono contribuire al riscaldamento localizzato.
Quando gli insetti diventano attivi e si concentrano in una particolare area, la loro respirazione e il movimento producono calore.
Anche la temperatura influenza l’attività degli insetti. Mantenere il grano fresco aiuta a ridurre l’attività degli insetti e delle muffe.
L'Università del Minnesota rileva che l'attività di muffe e insetti rallenta al diminuire della temperatura dei cereali e diventa molto limitata a temperature di stoccaggio sufficientemente basse.
Ciò rende il raffreddamento dei cereali una parte importante della gestione preventiva dello stoccaggio.
7. Riscaldamento solare della parete e del tetto del contenitore
Non tutte le zone calde iniziano a causa di muffe o insetti.
Il tetto metallico e le pareti di un silo per il grano assorbono la radiazione solare.
I cereali vicini a queste superfici possono quindi diventare più caldi dei cereali più in profondità all'interno del contenitore, in particolare vicino al tetto e alle pareti esposte al sole.
L’NDSU Extension avverte che l’aumento di calore solare durante la primavera può riscaldare parti del grano immagazzinato e creare condizioni che ne incoraggiano il deterioramento.
Questo è uno dei motivi per cui monitorare solo il centro di un silo per cereali potrebbe non fornire un quadro completo.
8. Aerazione inadeguata o irregolare
L'aerazione ha lo scopo di mantenere la temperatura del grano relativamente uniforme.
Ma il flusso d'aria non si muove sempre in modo uniforme attraverso la massa del grano.
I problemi possono verificarsi a causa di:
capacità del ventilatore insufficiente,
eccessiva profondità della grana,
condotti ostruiti,
accumulo di multe,
distribuzione irregolare del grano, o
arrestando la ventola prima che il fronte di raffreddamento abbia attraversato completamente il chicco.
Una sezione può raffreddarsi mentre un'altra rimane calda.
Questa differenza di temperatura aumenta la possibilità di migrazione dell'umidità e conseguente deterioramento.
Il moderno monitoraggio della temperatura può aiutare gli operatori a vedere se il fronte di raffreddamento si sta effettivamente muovendo attraverso il grano come previsto.
Come il monitoraggio della temperatura aiuta a prevenire il deterioramento dei cereali
Il monitoraggio della temperatura non arresta da solo il deterioramento.
Il suo valore è che dà agli operatori il tempo di agire.
Invece di scoprire il grano avariato durante lo scarico, i cavi della temperatura possono fornire informazioni mentre il problema è ancora in fase di sviluppo.
Rilevare precocemente il riscaldamento localizzato
I cavi di temperatura multipunto vengono installati verticalmente attraverso la massa dei grani.
I sensori posizionati a diverse profondità misurano la temperatura in più punti.
Ad esempio, invece di sapere solo che un contenitore è "circa 20 gradi", l'operatore può vedere letture come:
strato superiore: 18,5 gradi
strato intermedio: 19,1 gradi
strato inferiore: 18,7 gradi
un punto di monitoraggio: 23,4 gradi
Quel singolo punto più caldo merita attenzione.
La temperatura assoluta è utile, ma ildifferenza tra i punti di monitoraggiopuò essere ancora più importante.
L’andamento della temperatura è più importante di una singola lettura
Una singola lettura elevata può avere diverse spiegazioni.
Una lettura in costante aumento è più preoccupante.
Considera un sensore che registra:
| Data | Temperatura |
|---|---|
| Giorno 1 | 19,2 gradi |
| Giorno 3 | 20,0 gradi |
| Giorno 5 | 21,4 gradi |
| Giorno 7 | 23,1 gradi |
Nel frattempo, i sensori vicini rimangono intorno ai 19 gradi.
Questo modello indica che qualcosa a livello locale sta cambiando.
Il monitoraggio continuo rende questo tipo di tendenza molto più facile da riconoscere rispetto alle misurazioni manuali occasionali.
Purdue Extension consiglia inoltre di consultare la cronologia delle temperature anziché fare affidamento solo sulla temperatura misurata in un determinato giorno. Un riscaldamento della sezione più veloce del previsto può indicare un deterioramento attivo.
Utilizzo del monitoraggio della temperatura con l'aerazione
I dati sulla temperatura diventano molto più utili quando sono collegati alle decisioni di gestione dei cereali.
Se le temperature aumentano inaspettatamente, gli operatori possono ispezionare le condizioni del contenitore e determinare se è necessaria l'aerazione.
Durante il normale raffreddamento, i sensori di temperatura possono anche mostrare il movimento del fronte di raffreddamento attraverso diversi strati di cereali.
Questo aiuta a rispondere a una domanda importante:
È stata raffreddata l'intera massa di cereali o solo la parte inferiore del contenitore?
Spegnere una ventola troppo presto potrebbe lasciare i chicchi più caldi più in alto nel contenitore.
Le misurazioni della temperatura forniscono agli operatori un'indicazione migliore di quando il ciclo di raffreddamento ha effettivamente raggiunto gli strati superiori.
Perché sono importanti più punti di misurazione
Il grano non conduce rapidamente il calore.
Ciò è utile perché il grano adeguatamente raffreddato può rimanere fresco per lungo tempo.
Ma crea anche una sfida di monitoraggio.
Un punto caldo può svilupparsi a una certa distanza da un sensore senza modificare immediatamente la lettura del sensore.
NDSU Extension sottolinea che i cavi di temperatura rilevano le condizioni principalmente nella grana vicino al cavo; le caratteristiche isolanti del grano fanno sì che un punto caldo a diversi metri di distanza potrebbe non essere rilevato immediatamente.
Per i contenitori di grande diametro, fare affidamento su un solo cavo di temperatura crea quindi aree cieche significative.
Un migliore layout di monitoraggio utilizza più cavi verticali distribuiti sulla massa del grano, con diversi punti di rilevamento della temperatura lungo ciascun cavo.
Il numero esatto dipende dal diametro del contenitore, dall'altezza, dal tipo di grano e dal livello di monitoraggio richiesto.
Dall'ispezione manuale al monitoraggio continuo dei cereali
La gestione tradizionale del grano spesso dipende dal controllo periodico del silo da parte degli operatori.
I segni tipici includono:
odori insoliti,
condensazione,
crosta,
insetti,
grano caldo e
cambiamenti nell'aria di scarico.
Questi controlli sono ancora utili.
Tuttavia, mostrano lo stato del grano solo quando qualcuno esegue l'ispezione.
Un sistema automatico di monitoraggio della temperatura dei cereali può raccogliere misurazioni in modo continuo o a intervalli programmati.
Un sistema tipico può includere:
Cavi di temperatura multipunto → RTU/unità di acquisizione dati → software di monitoraggio o piattaforma cloud
Il sistema può registrare le temperature da dozzine o centinaia di punti di rilevamento e visualizzare i cambiamenti nel tempo.
È inoltre possibile configurare le soglie di allarme in modo che gli operatori vengano avvisati quando un punto supera una temperatura impostata o inizia ad aumentare in modo anomalo.
Il monitoraggio della temperatura è un sistema di allarme precoce
Lo scopo di un sistema di monitoraggio della temperatura dei cereali non è semplicemente quello di visualizzare i numeri.
Il suo vero scopo è identificare i cambiamenti anomali con sufficiente anticipo affinché gli operatori possano rispondere.
Lo sviluppo di un problema di storage spesso segue una progressione:
Umidità irregolare
↓
Attività biologica
↓
Riscaldamento localizzato
↓
Punto caldo
↓
Muffa e incrostazioni
↓
Area di grano rovinato più ampia
↓
Perdite economiche e di qualità
Il monitoraggio della temperatura aiuta a interrompere questo processo quasi all’inizio piuttosto che affrontarlo alla fine.
Il monitoraggio di temperatura, umidità e CO₂ può funzionare insieme
La temperatura è uno degli indicatori più utilizzati delle condizioni del grano, ma non deve funzionare da sola.
Impianti di stoccaggio più grandi possono combinare:
monitoraggio della temperatura del grano,
informazioni sull'umidità o sull'umidità,
monitoraggio dell'anidride carbonica,
dati meteorologici,
controllo dell'aerazione e
sistemi di allarme automatizzati.
La CO₂ può essere particolarmente utile perché la respirazione di insetti, muffe e deterioramento dei cereali può aumentare i livelli di anidride carbonica prima che diventi evidente un notevole aumento della temperatura.
L'Iowa State University Extension identifica l'aumento di CO₂, i cambiamenti di temperatura e gli odori tra gli indicatori utili quando si controllano le condizioni dei cereali immagazzinati.
L'utilizzo di più indicatori insieme offre agli operatori un quadro più completo di ciò che sta accadendo all'interno della massa del grano.
Prevenire i punti caldi è meglio che gestire il grano avariato
Una volta che una vasta area di grano si è deteriorata, la gestione diventa molto più difficile.
Il grano avariato può formare ponti, croste o formare colonne verticali instabili.
Queste condizioni creano non solo perdite economiche ma anche gravi rischi per la sicurezza durante lo scarico e l’ingresso nei contenitori.
I contenitori per cereali con sospetto deterioramento devono pertanto essere maneggiati con particolare cautela. L'attrezzatura deve essere adeguatamente chiusa a chiave prima dell'ingresso e devono essere sempre seguite le procedure di sicurezza stabilite per i contenitori dei cereali.
L'approccio migliore è rilevare condizioni anomale dei cereali mentre sono ancora piccoli e gestibili.
Un'adeguata essiccazione, una buona distribuzione della granella, un'aerazione efficace e un'ispezione di routine svolgono tutti un ruolo importante.
Il monitoraggio della temperatura aggiunge qualcosa di particolarmente importante:
visibilità all'interno della massa del grano.
Conclusione
I punti caldi nei silos del grano possono svilupparsi a causa della migrazione dell'umidità, del grano bagnato, della muffa, degli insetti, dell'accumulo di particelle fini, del riscaldamento solare e dell'aerazione irregolare.
La maggior parte di questi problemi hanno una cosa in comune: prima o poi influiscono sulla temperatura.
Ciò rende la temperatura uno degli indicatori più utili per valutare le condizioni dei cereali immagazzinati.
Un ben progettatosistema di monitoraggio della temperatura del grano con cavi di temperatura multipuntoconsente agli operatori di monitorare diverse profondità e posizioni all'interno di un silo, confrontare le temperature, seguire i cambiamenti nel tempo e identificare un riscaldamento insolito prima che si trasformi in un deterioramento esteso.
Per gli impianti commerciali di stoccaggio dei cereali, i mangimifici e i silos di grandi dimensioni, il rilevamento tempestivo può fare la differenza tra la correzione di un piccolo problema di stoccaggio e la perdita di una quantità significativa di cereali.
Nello stoccaggio dei cereali, la questione importante non è semplicemente:
"Che temperatura c'è oggi?"
È:
"Dove sta cambiando la temperatura e perché?"
È qui che il monitoraggio continuo della temperatura fornisce il suo massimo valore.