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Monitoraggio del CO2 per la rilevazione precoce dello spoglio nei grani conservati

La soddisfazione dei requisiti alimentari di una popolazione in continua crescita sta diventando sempre più difficile. Nonostante la necessità di cibi aggiuntivi, si stima che 50-60% del grano si perde dopo la raccolta, ad un costo di circa $ 1 trilioni all'anno.1

Uno dei motivi principali per il grano perso è il deterioramento a causa di infestazione di muffe o insetti durante lo stoccaggio. 2 Per fornire una fornitura costante di grano tutto l'anno, dopo che i grani vengono raccolti, vengono spesso conservati in immagazzinamento a lungo termine. Il mantenimento della qualità del grano immagazzinato è cruciale, sia per garantire la qualità dei prodotti alimentari finali, sia per prevenire perdite economiche per gli agricoltori.

Gli insetti e gli stampi possono crescere nel grano immagazzinato e la loro capacità di prosperare dipende dalla temperatura e dall'umidità del grano immagazzinato. Le muffe sono la causa più comune di deterioramento del grano e possono causare cambiamenti nell'aspetto e nella qualità dei grani immagazzinati. Alcuni stampi possono rilasciare sostanze chimiche tossiche chiamate micotossine che possono sopprimere il sistema immunitario, ridurre l'assorbimento dei nutrienti, causare il cancro e persino essere letali in dosi elevate. È quindi fondamentale impedire la presenza di micotossine nei prodotti alimentari.2

Monitoraggio del grano conservato

Gli agricoltori sono invitati a controllare ogni settimana i loro cereali immagazzinati per segni di rottura.3 Tradizionalmente, i grani vengono controllati visivamente e per odore. Il campionamento di grano può consentire di individuare in precedenza insetti e stampi, ma questi metodi possono essere noiosi e richiedono molto tempo. Sono necessari metodi rapidi e semplici per la diagnosi precoce del deterioramento e per prevenire le perdite di grano.2

Quando muffe e insetti crescono e respirano, producono CO2, umidità e calore. I sensori di temperatura rilevano gli aumenti di temperatura causati dalla crescita di muffe o da infestazioni di insetti, indicando pertanto la presenza di detriti di grano. Tuttavia, essi non sono in grado di rilevare gli aumenti di temperatura causati dall'infestazione, a meno che l'infestazione si trovi a pochi metri dai sensori. I sensori CO2 possono rilevare il CO2 prodotto da muffe e insetti durante la respirazione. Quando il gas CO2 si muove con correnti d'aria, i sensori CO2 possono rilevare infestazioni più lontane dal sensore rispetto ai sensori di temperatura. Le misurazioni di CO2 sono quindi una parte importante del toolkit necessario per monitorare la qualità del grano immagazzinato.2

Utilizzando le misure CO2 per rilevare lo spoilage

Il monitoraggio CO2 può essere utilizzato per il rilevamento precoce del deterioramento nei grani immagazzinati e per monitorare la qualità dei granuli immagazzinati. Lo stoccaggio sicuro dei cereali di solito porta a concentrazioni di CO2 inferiori a 600 ppm, mentre le concentrazioni di 600-1500 ppm indicano l'inizio della crescita della muffa. Concentrazioni di CO2 superiori a 1500 ppm indicano infestazioni gravi e potrebbero rappresentare la presenza di micotossine.4

Le misure CO2 possono essere prese facilmente, rapidamente e possono rilevare infestazioni 3-5 settimane prima del monitoraggio della temperatura. Una volta individuato il deterioramento, il gestore dell'impianto di stoccaggio può risolvere il problema aerata, girando o vendendo il grano. Inoltre, le misure CO2 possono aiutare a decidere quale struttura di stoccaggio deve essere scaricata prima.2

La ricerca pubblicata dall'Università Purdue e dall'Università di Stato di Kansas ha confermato che i livelli elevati di CO2 rilevati da dispositivi stazionari e portatili sono associati ad elevati livelli di rottura e alla presenza di micotossine.4,5 Inoltre, hanno confrontato la capacità dei sensori di temperatura e dei sensori CO2 in un archivio Unità riempita di grano per rilevare la presenza di un 'punto caldo' simulato creato usando una gocciolina d'acqua per favorire la crescita del muffa.

La concentrazione di CO2 nello spazio di testa dell'unità di stoccaggio ha mostrato una forte correlazione con la temperatura al centro del punto caldo ei sensori CO2 sono quindi in grado di rilevare l'attività biologica. I sensori di temperatura non erano in grado di rilevare la crescita dello stampo, nonostante siano stati collocati all'interno di 0.3-1 m del hotspot.6

Per consentire un monitoraggio efficace del deterioramento del grano è necessario un accurato, affidabile e semplice utilizzo di rivelatori CO2. Il rilevatore di gas di Gascard NG dai sensori di Edimburgo fornisce accurate misure CO2 insieme ai dati atmosferici, consentendo ai gestori del magazzino di grano di prendere decisioni con fiducia.7

Il rilevatore di gas Gascard NG utilizza un sensore a infrarossi a doppia lunghezza d'onda proprietario per consentire la misurazione affidabile a lungo termine di CO2 in un'ampia gamma di concentrazioni e in temperature che vanno da 0-45 ° C. Le misurazioni non sono influenzate dall'umidità (0-95% di umidità relativa) ei sensori di pressione e temperatura incorporati forniscono una compensazione ambientale in tempo reale, ottenendo le letture della concentrazione di CO2 più accurate.

Conclusione

Il monitoraggio concentrato CO2, facile, rapido ed accurato, durante l'immagazzinamento del grano può fornire una diagnosi precoce del deterioramento del grano, con conseguente riduzione delle perdite di grano, grano di qualità superiore e livelli minimi di micotossina. Il monitoraggio CO2 potrebbe risparmiare milioni di dollari ogni anno nel settore della produzione di grano.4

Referenze

  1. Kumar D, Kalita P, riducendo le perdite postharvest durante l'immagazzinamento delle colture di grano per rafforzare la sicurezza alimentare nei paesi in via di sviluppo. Alimenti 6 (1): 8, 2017.
  2. www.world-grain.com/Departments/Grain-Operations/2016/7/Monitoring-CO2-in-stored-grain.aspx?cck=1 Accesso maggio 25th, 2017.
  3. HGCA Guida al magazzino per cereali e semi oleosi, terza edizione, disponibile da: www.cereals.ahdb.org.uk/media/490264/g52-grain-storage-guide-3rd-edition.pdf Accesso maggio 25th, 2017.
  4. Maier DE, Channaiah LH, Martinez-Kawas, A, Lawrence JS, Chaves EV, Coradi PC, Fromme GA, Monitoraggio della concentrazione di anidride carbonica per l'individuazione precoce del deterioramento nel grano immagazzinato. Atti della 10th Conferenza Internazionale di Lavoro sulla Protezione dei Prodotti Stored, 425, 2010.
  5. Maier DE, Hulasare R, Qian B, Armstrong P, Monitoraggio dei livelli di anidride carbonica per la diagnosi precoce di deterioramento e parassiti nei cereali immagazzinati. Atti della 9th Conferenza internazionale di lavoro sulla protezione del prodotto immagazzinato PS10-6160, 2006.
  6. Ileleji KE, Maier DE, Bhat C, CP Woloshuk, Rilevamento di un punto caldo in via di mais conservato con un sensore CO2. Ingegneria applicata in agricoltura 22 (2): 275-289, 2006.
  7. www.edinburghsensors.com/products/oem/gascard-ng/ Accesso maggio 25th, 2017.

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