De Temperatuur en Vochtigheid van Graan, Opgeslagen in Silo’s, Regelen

Koel het graan, bescherm uw product en toekomstige generaties met TKS Graansilo koelunits!

Wij presenteren u ons artikel over het lang intact houden van graan dat in silo’s is opgeslagen, door de temperatuur en vochtigheid van de silo onder controle te houden met casestudy’s en afbeeldingen. We delen graag een gedetailleerde studie met u om te zien wat er gedaan kan worden om de kwaliteit te verminderen en de schade die insecten en schimmels aan het graan kunnen toebrengen te minimaliseren.

Ort Overzicht van de Huidige Situatie

Bij een jaarlijkse analyse over de hele wereld is te zien dat de graanproductie een stijgende trend vertoont. Volgens de laatste gegevens van de Wereldvoedsel- en Landbouworganisatie (FAO) steeg de graanproductie in 2021 met 0,7% ten opzichte van vorig jaar en bereikte 2,796 miljoen ton [1]. Consumptie- en opslaggegevens volgen ook de productiegegevens op een vergelijkbare manier. Zoals te zien is in Figuur-1, kan uit de laatste gegevens van de FAO worden opgemaakt dat ongeveer een derde van het geproduceerde graan wordt opgeslagen. Aangezien productie en consumptie elkaar in vergelijkbare mate opvolgen, wordt het erg belangrijk om het opgeslagen graan onder geschikte omstandigheden te bewaren zonder kwantiteit en voedingswaarde te verliezen.

Bij een jaarlijkse analyse over de hele wereld is te zien dat de graanproductie een stijgende trend vertoont. Volgens de laatste gegevens van de Wereldvoedsel- en Landbouworganisatie (FAO) steeg de graanproductie in 2021 met 0,7% ten opzichte van vorig jaar en bereikte 2,796 miljoen ton [1]. Consumptie- en opslaggegevens volgen ook de productiegegevens op een vergelijkbare manier. Zoals te zien is in Figuur-1, kan uit de laatste gegevens van de FAO worden opgemaakt dat ongeveer een derde van het geproduceerde graan wordt opgeslagen. Aangezien productie en verbruik elkaar in vergelijkbare mate opvolgen, wordt het erg belangrijk om het opgeslagen graan onder geschikte omstandigheden te bewaren zonder kwantiteit en voedingswaarde te verliezen.

Figuur-1: FAQ Wereldgraanproductie, -verbruik en -opslag voorspellingsgrafiek [1].

Aan de andere kant heeft de ontwikkeling van landbouwtechnologieën de tijd tussen de oogst en de opslag van graan teruggebracht van weken tot een paar uur. In dit geval kan het nodig zijn om het graan te drogen en te koelen, afhankelijk van de klimatologische omstandigheden. Een ander probleem is het geval waarin het graan voor lange en zelfs intercontinentale transporten onder zware omstandigheden vervoerd en weer opgeslagen wordt. Aangezien het graan in dit geval wordt blootgesteld aan omstandigheden die sterk afwijken van de ideale opslagomstandigheden, kan de balans van voedingsstoffen en vocht worden verstoord.

Aan de andere kant heeft de ontwikkeling van landbouwtechnologieën de tijd tussen de oogst en de opslag van graan teruggebracht van weken tot een paar uur. In dit geval kan het nodig zijn om het graan te drogen en te koelen, afhankelijk van de klimatologische omstandigheden. Een ander probleem is het geval waarin het graan voor lange en zelfs intercontinentale transporten onder zware omstandigheden vervoerd en weer opgeslagen wordt. Aangezien het graan in dit geval wordt blootgesteld aan omstandigheden die sterk afwijken van de ideale opslagomstandigheden, kan de balans van voedingsstoffen en vocht worden verstoord.

Graanopslag en Beluchting van Silo’s

E levenscyclus van het graan, opgeslagen in de silo, gaat door. Terwijl de levenscyclus van graan doorgaat, produceert het warmte en waterdamp als gevolg van ademhaling. Terwijl deze chemische reactie voortduurt, neemt enerzijds de voedingswaarde van het graan af en anderzijds de temperatuur en vochtigheidswaarde in de silo toe. Deze situatie veroorzaakt ook een toename van insecten en schimmels die samen met het graan de silo zijn binnengekomen. De temperatuurstijging in de silo vergemakkelijkt de voortplanting van insecten. Aangezien de insecten in de silo ademen, versnellen ze de stijging van de temperatuur en de vochtigheid. Over het algemeen neemt de groei van schimmel toe boven 70% relatieve luchtvochtigheid. Al deze ongunstige omstandigheden stimuleren elkaar, waardoor de temperatuur en de relatieve vochtigheid in de silo stijgen. Als gevolg daarvan treden er aanzienlijke verliezen op in opgeslagen graan. Aangezien graan een goede isolator is vanwege de zeer lage warmtetransmissiecoëfficiënt, wordt de vrijgekomen warmte binnen de silo gehouden. Als gevolg hiervan creëert de constant verwarmde omgeving een ideale conditie voor schadelijke organismen om zich voort te planten. Wanneer de gegevens op basis van waarnemingen en metingen worden onderzocht, blijkt dat temperaturen boven 21 °C over het algemeen ideale omstandigheden bieden voor de voortplanting van schadelijke wezens. Het is bekend dat de groeisnelheid van insecten en andere plaagdieren aanzienlijk afneemt bij temperaturen onder 16 °C (12 °C natte bol en 65% relatieve luchtvochtigheid). Het verlagen van de temperatuur in de silo is een belangrijke factor voor het langdurig bewaren van het graan in de silo, omdat het ook de levenscyclus van het graan vertraagt.
De opslag van het graan in de silo hangt af van veel externe factoren, zoals de omgevingstemperatuur, de relatieve luchtvochtigheid, de blootstelling aan zonlicht, de silostructuur en de interne omstandigheden. De verandering in de omgevingsomstandigheden gedurende de dag heeft een positief of negatief effect op het opgeslagen graan.

Er worden verschillende methoden gebruikt voor het langdurig bewaren van het graan dat in de silo is opgeslagen. De belangrijkste methoden zijn: het gebruik van chemische conserveringsmiddelen, natuurlijke ventilatie met behulp van een ventilator en koeling. Ventilatie met behulp van een ventilator wordt ook wel “natuurlijke of passieve koeling” genoemd. Het is een van de meest gebruikte methoden. Kort gezegd wordt bij deze methode buitenlucht met behulp van een ventilator vanaf het onderste gedeelte van de silo in de silo geleid. Het belangrijkste doel van de ventilatiemethode kan als volgt worden samengevat

• De vitaliteit van het graan behouden,
• Het interne vochtgehalte van het graan verlagen,
• Afremmen van insectengroei,
• Voorkomen van schimmelvorming,
• Vermindering van het gebruik van chemische conserveringsmiddelen,

Voor een homogene luchtverdeling in de silo en een gemakkelijke reiniging moeten, indien nodig, geschikte rooster- en kanaalsystemen op de bodem van de silo worden gebouwd. Hoewel het leiden van buitenlucht naar de silo met behulp van een ventilator een effectieve methode lijkt om het opgeslagen graan te ventileren en de opslagomstandigheden te verbeteren, is het een proces dat goed beheerd moet worden. Afhankelijk van de omgevingsomstandigheden heeft deze methode enkele problemen en negatieve effecten. De belangrijkste worden hieronder opgesomd:

• Ventilatietijden en -omstandigheden zijn direct afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. Daarom kunnen ventilatoren voor beperkte periodes worden gebruikt bij de juiste waarden van de omgevingstemperatuur en relatieve vochtigheid. Gezien de recente klimaatveranderingen over de hele wereld, kunnen deze perioden nog verder beperkt worden.
• Aangezien de lucht opstijgt van plaatsen waar de tegendruk lager is, kunnen er binnenin de silo onevenwichtigheden in temperatuur en vochtigheid optreden. De temperatuurvariatie binnen de silo is constanter naarmate de silodiameter toeneemt. Als de temperatuur van het opgeslagen graan echter hoger is dan de omgevingstemperatuur, duurt het veel langer om de grotere silo’s te koelen. Daarom verdienen silo’s met een kleinere diameter de voorkeur in koude klimaten en silo’s met een grotere diameter in tropische klimaten.
• Terwijl het graan in de silo wordt opgeslagen, wordt er in het bovenste gedeelte een hellingshoek gevormd, afhankelijk van het graantype. In dit geval kan de lucht die van de bodem van de silo opstijgt, niet voldoende over het graan in het bovenste gedeelte stromen.
• Het temperatuurverschil tussen dag en nacht kan condensatie en druppelen van het silodak naar het graan veroorzaken. Als gevolg van het nat worden van het graan in het bovenste gedeelte als gevolg van het druppelen, worden deze gebieden ideale omgevingen voor de voortplanting van schimmels en insecten. Om deze situatie te voorkomen, vermindert het gebruik van extra afzuigventilatoren op het dak dit risico.

Koeling van Silo’s en Vochtbalans van Graan

Om de moeilijkheden en nadelen die optreden tijdens het ventileren van de silo’s met behulp van ventilatoren te verbeteren, kan de dampcompressiecyclus (VCC)-methode worden gebruikt voor het koelen. Bij deze methode wordt het koelmiddel met behulp van de compressor in een gesloten cyclus tussen de warmtewisselaars gecirculeerd, waarbij warmte aan de omgeving wordt overgedragen, en de lucht die door de warmtewisselaar wordt gevoerd en aan de gewenste voorwaarden voldoet, wordt met behulp van een ventilator in de silo geleid. De buitenlucht wordt met de gewenste temperatuur en relatieve vochtigheid in de silo geleid. Op deze manier wordt ervoor gezorgd dat het opgeslagen graan lange tijd in ideale omstandigheden wordt bewaard. De omgevingslucht wordt geconditioneerd en naar de bodem van de silo geleid. De lucht beweegt omhoog in de silo en zorgt voor het koelproces in de silo. De verwarmde lucht wordt via de ventilatieopeningen op het dak van de silo weer naar de atmosfeer afgevoerd. Tijdens het koelen van de lucht wordt ook de relatieve vochtigheidswaarde geregeld.

Het koelvermogen, uitgevoerd volgens de methode van de dampcompressiecyclus, kan met de volgende vergelijking worden berekend:

W = Δh x Q x ρw

W : Koelvermogen (kW)

Δh : Het enthalpieverschil tussen de omgevingstemperatuur en de gekoelde lucht (kJ/kg)

Q : Luchtdebiet dat in de silo wordt geleid (m3/uur

ρw: Dichtheid van de buitenlucht (kg/m3)

De relatieve vochtigheidsgraad is net zo belangrijk als de temperatuur van de lucht die in de silo wordt geleid. Daarom moet deze geregeld worden. Als de relatieve vochtigheidsgraad van de lucht in de ruimte waar het graan wordt opgeslagen hoger is dan 70%, kan dit leiden tot schimmelgroei, waardoor ook de temperatuur stijgt door de ademhaling van de schimmel.

Graan is hygroscopisch omdat het vocht uit de omgeving kan opnemen en afgeven. Water wordt op drie manieren in het graan vastgehouden: geabsorbeerd water, geadsorbeerd water en chemisch gebonden water. Het geabsorbeerde water wordt door capillaire krachten in het graanweefsel vastgehouden. Het is verbonden met in water oplosbare bestanddelen zoals suikers, minerale zouten, organische zuren en sommige vitaminen die het graan bevat. Geadsorbeerd water bestaat uit gasmoleculen van water die door elektrostatische krachten aan het oppervlak van poreuze deeltjes vastzitten. Chemisch gebonden water is aanwezig in associatie met graancomponenten tijdens de ontwikkelingsgroei en rijping van zaden. [4]

Elk korreltype heeft een waarde waarbij het vocht binnen de korrel in evenwicht is met de verschillende relatieve vochtigheidsverhoudingen van de lucht. De curve die verkregen wordt door deze waarden uit te zetten, wordt de evenwichtsvochtgehaltecurve (EMC-curve) genoemd. De evenwichtswaarden variëren afhankelijk van het graantype, de omgevingsluchttemperatuur en de relatieve vochtigheidsverhouding. EMC vertegenwoordigt het vochtgehalte van het graan waarop het zich uiteindelijk zal stabiliseren, als de weersomstandigheden lange tijd stabiel blijven. Op deze manier kunnen, afhankelijk van de omgevingscondities van het opgeslagen graan, de vochtwaarden van het graan geschat worden of kan de vochtwaarde van het graan geregeld worden door de omgevingscondities te veranderen. Voor dit proces kan het psychometrische diagram, waarop de vochtbalanscurves (EMC-curves) van verschillende korrels te zien zijn, gebruikt worden (Figuur-2).

Daarnaast zijn er voor de meest verbruikte korrels tabellen opgesteld met het EMC-gehalte afhankelijk van de omgevingstemperatuur en de relatieve vochtigheidsverhouding. [3], [7] In Tabel-1a en Tabel-1b staan bijvoorbeeld tabellen voor tarwe en gerst. De vochtbalanswaarde van het graan kan uit deze tabellen worden afgelezen. Voor tarwe is bijvoorbeeld in tabel 1a te lezen dat de EMC 14,5% is in een omgeving met 15 °C en 65% relatieve vochtigheid. De vochtbalanswaarde geeft de verhouding aan tussen de vochtmassa in de tarwe en de totale massa.

Tabel-1a: Tabel met verschillende waarden voor het evenwichtsvochtgehalte (EMC), de omgevingstemperatuur en de relatieve vochtigheid voor tarwe [3].

Tabel-1a: Tabel met verschillende waarden voor het evenwichtsvochtgehalte (EMC), de omgevingstemperatuur en de relatieve vochtigheid voor tarwe [3].

Temperatuur- en vochtigheidsbeweging in de silo

Wanneer er lucht over het graan in de silo stroomt, worden er 3 zones en fronten in de silo gevormd. Figuur 2 toont schematisch de zones die gevormd worden in een silo, waar het beluchtingsproces doorgaat.

Figuur-2: Schematische weergave van de zones en fronten die in de silo gevormd worden als gevolg van de lucht die in de silo geleid wordt [4].

De waarden van de temperatuur en relatieve vochtigheid in het laagste gebied zijn hetzelfde als de waarden van de lucht die in de silo wordt geleid (zone A). In het bovenste gebied zijn de waarden van de temperatuur en relatieve vochtigheid hetzelfde als de beginwaarden (voordat de lucht de silo in wordt gestuurd) (zone C). De tussenliggende regio heeft een waarde tussen de waarden in de laagste en hoogste regio (Zone B). De beweging van deze zones gaat in dezelfde richting als de luchtstroom. Het snelst bewegende deel van het gebied wordt de voorkant genoemd en het langzaamst bewegende deel wordt de achterkant genoemd. Zolang de lucht in de silo geleid wordt, bereiken de temperatuur en relatieve vochtigheidswaarden in de hele silo na een bepaalde tijd de luchtwaarden die in de silo geleid worden.

Er worden temperatuur- en vochtigheidsfronten gevormd in het gebied tussen zone A en zone C in de silo. De reden voor de vorming van fronten in de silo is dat de temperatuur relatief sneller beweegt dan de relatieve vochtigheid. In de praktijk is de temperatuur een duizendste van de luchtsnelheid. (10-3). De relatieve vochtigheid beweegt 100 keer langzamer dan de temperatuur. [4]

De variatie van het evenwichtsvochtgehalte (EMC) voor het opgeslagen graan in de silo, afhankelijk van de weersomstandigheden die naar de silo worden geleid, wordt uitgelegd aan de hand van voorbeeldproblemen die zijn voorbereid met behulp van het boek “The mechanics and physics of modern grain aeration management” [4].

Voorbeeld 1:

Tarwe wordt opgeslagen in de silo bij een temperatuur van 35 °C en met een luchtvochtigheid van 12%. Als men de silo begint te beluchten met lucht van 11 °C (drogeboltemperatuur) en 90% relatieve vochtigheid, bereken dan de waarden van de 3 zones (A, B, C) die zich in de silo zullen vormen?

Figuur 3- Psychometrisch diagram met verschillende vochtwaarden en evenwichtsvochtgehalte (EMC) curven voor tarwe (2)

De temperatuur en relatieve vochtigheidswaarden in zone C zijn gelijk aan de beginomstandigheden waarin de tarwe was opgeslagen. De tarwe in deze zone heeft een temperatuur van 35 °C en een relatieve vochtigheid van 12%. Zone A heeft dezelfde omstandigheden met de lucht in de silo. Wanneer de conditie van 11 °C (drogeboltemperatuur) en 90% relatieve vochtigheid wordt gemarkeerd op het psychometrische diagram in Figuur-3 (A), is te lezen dat de temperatuur van de tarwe in deze regio 11 °C is en de evenwichtsvochtigheid 18%.

Voor 11 °C (drogeboltemperatuur) en 90% relatieve vochtigheid is de natteboltemperatuur 10 °C op de curve. Dit is ook de verzadigingstemperatuur van de lucht. Om de waarden van het graan in de B-zone te berekenen, wordt de natteboltemperatuurcurve in het diagram gekoppeld aan de graanvochtigheidsevenwichtscurve. De afgelezen temperatuur op het snijpunt is 15,5 °C. (B1) Voor een meer gedetailleerde schatting wordt de regel toegepast dat de interne vochtbalans van de korrel met 1% verandert voor elke 28 °C temperatuurverschil. Door deze regel toe te passen, wordt de vochtigheid van zone B ongeveer 0,70% ((35-15,5)/28=0,70) lager dan die van zone C berekend. In dit geval is het evenwichtsvochtgehalte van het graan voor zone B 11,3% (12-0,7=11,3). In het diagram is de drogeboltemperatuur 16,7 °C voor 11,3% op de nattebolkromme. Er is dus te zien dat de temperatuur van de tarwe voor zone B 16,7 °C is en dat de evenwichtsvochtigheid 11,3% is.

Bij lagere luchtstroomsnelheden wordt de koelzone tussen de voor- en achterkant dunner. Bij hogere luchtstroomsnelheden wordt de koelzone breder of dikker door de kortere contacttijd van elk luchtdeeltje met een individuele korrelkern.
Aangezien het vochtfront een constante enthalpie van de lucht (parallel aan de natteboltemperatuur) nauwkeurig volgt, wordt de natteboltemperatuur beschouwd als een bevredigender criterium dan de drogeboltemperatuur voor het regelen van graanbeluchtingssystemen. [4]

De koeltijd van het graan, opgeslagen in de silo, tot de gewenste temperatuur hangt af van veel variabelen. Navaro en Calderon [4] introduceerden echter een eenvoudige berekeningsmethode waarmee de tijd bij benadering kan worden voorspeld:

F= (M x ΔT x C) / (Q x ρw x CF x ΔH)

F: Koeltijd (h)

M: Massa van het opgeslagen graan (kg)

ΔT: Het temperatuurverschil tussen de begintoestand van het opgeslagen graan en het gekoelde graan (°C)

C: Soortelijke warmte van opgeslagen graan (kcal/ (kg °C)

Q: Luchtdebiet over het opgeslagen graan (m3/h)

ρw: Gemiddelde dichtheid van gekoelde lucht (kg/m3)

CF: Correctiefactor voor enthalpie (0,4 ~ 0,5)

ΔH: Maximaal enthalpieverschil tussen de lucht die de silo binnenkomt en de lucht die de silo verlaat (kcal/kg)

Met deze methode kan bij benadering de koeltijd worden berekend voor het graan dat in de silo is opgeslagen. Als dit het geval is, doorloop dan het voorbeeld;

Voorbeeld 2:

5.000 ton sojabonen (12% vocht) werden opgeslagen in de silo. Terwijl de buitentemperatuur van de silo 45 °C (30% rH) is, wordt er 25.000m3/h lucht met 20 °C en 65% relatieve vochtigheid naar de silo toegevoerd. Hoeveel dagen zal de sojaboon de gewenste condities bereiken?

Enthalpieverschillen worden berekend op het psychometrische diagram. De gemiddelde specifieke warmtewaarde voor sojabonen is af te lezen als 0,34 uit de grafiek in figuur 4. Als alle waarden in de formule worden gesubstitueerd;

Figuur 4 – Soortelijke warmtegrafiek voor verschillende granen volgens hun vochtgehalte [4]

F = [5.106 x (45 – 25) x 0,34] / [25.000 x 1.225 x 0,5 x (20,5 – 10,5)].

F = 222 uur

F = 9,25 dagen

Het resultaat van de berekeningen is dat het ongeveer 10 dagen duurt voordat de sojabonen de doeltemperatuur hebben bereikt.

Beluchtingsventilator Selecteren

De lucht die in de silo wordt geleid, ondervindt een hoge tegendruk door het opgeslagen graan. De tegendrukwaarde verandert kortstondig afhankelijk van het type graan, de hoogte van de silo en de luchtsnelheid. Het graan in de silo creëert door zijn structuur een poreuze omgeving en de lucht beweegt in deze omgeving omhoog. Daarom creëren kleine graanproducten, zoals oliehoudende zaden, een hogere tegendruk dan grote graanproducten, zoals pinda’s. Wanneer de luchtsnelheid toeneemt, nemen de wrijvingsverliezen in het kanaal ook toe, waardoor de tegendruk toeneemt. Als de hoogte van de silo toeneemt, neemt de tegendruk toe omdat de lucht dan moeilijk in de verticale as kan bewegen.

Bij het kiezen van een ventilator moeten deze factoren in acht worden genomen. Centrifugaalventilatoren zijn de meest geschikte keuze, omdat deze worden blootgesteld aan hoge tegendrukwaarden. Op basis van de waarnemingen wordt aanbevolen dat de optimale conditie 3 ~ 6m3/h per ton is bij de keuze van het luchtdebiet. Als de silo hoger is dan 30 meter, kan deze waarde 2 ~ 3m3/h per ton zijn. Een hoge luchtsnelheid verbetert de koeltijden, maar verhoogt de statische druk en het elektriciteitsverbruik. Als algemene regel geldt dat een tweevoudige verhoging van de luchtstroom een drievoudige verhoging van de tegendruk en een viervoudige verhoging van het elektriciteitsverbruik veroorzaakt.

Graankoeler

Graankoelers, die werken met de dampcompressiecyclus (VCC)-methode, zijn ontwikkeld om de buitenlucht tot de gewenste condities af te koelen en in de silo te leiden. Deze airconditioners zijn systemen die met 100% buitenlucht werken. In de dampcompressiecyclus circuleert het koelmiddel in een gesloten cyclus, waardoor warmteoverdracht plaatsvindt. Eenvoudige VCC bestaat uit de compressor, verdamper, condensor en expansieklep. In dit koelapparaat zijn er extra onderdelen zoals een verwarmingsspiraal en een elektrisch verwarmingselement. Het koudemiddel in de oververhitte dampfase, samengeperst in de compressor, wordt naar de condensor geleid, waar het condenseert tot de vloeibare fase door warmte af te geven aan de externe omgeving. Vervolgens komt het koudemiddel bij het expansieventiel, wordt de druk verlaagd en naar de verdamper geleid. Terwijl het koudemiddel door de koperen leidingen in de verdamper stroomt, stroomt de lucht die met behulp van de ventilator van buitenaf wordt aangevoerd tussen de aluminium vinnen door, waardoor warmteoverdracht van de lucht naar het koudemiddel plaatsvindt. Het koelmiddel, dat verdampt door warmte op te nemen in de verdamper, beweegt naar de compressor. Als de temperatuur van de lucht die over de verdamper stroomt daalt, neemt de watervasthoudcapaciteit van de gekoelde lucht af, zodat een deel van het vocht in de lucht condenseert en uit het apparaat wordt afgevoerd. Hoewel de absolute vochtigheid in de gekoelde lucht afneemt, neemt de relatieve vochtigheidswaarde toe. Aangezien de temperatuur van de lucht die in de silo geleid wordt en de relatieve vochtigheid ook belangrijk zijn, moet de relatieve vochtigheid geregeld worden voordat de lucht het apparaat verlaat. Daarom wordt de lucht na de verdamper naar respectievelijk de verwarmingsspiraal en de elektrische verwarmer geleid. Allereerst wordt de lucht in de verwarmingsspiraal, waar het koelmiddel in de oververhitte dampfase naartoe wordt geleid, verwarmd en wordt de relatieve vochtigheid verlaagd. Als dit verwarmingsproces niet voldoende is, wordt de lucht in de elektrische verwarmer nog iets meer verwarmd om de gewenste uitgaande luchttemperatuur en relatieve vochtigheid te bereiken. Om de gewenste luchttemperatuur en relatieve vochtigheidswaarde in de uitlaatlucht van het apparaat te bereiken, wordt de lucht in de verdamper afgekoeld tot onder de gewenste temperatuur en wordt het overtollige water in de lucht gecondenseerd. Daarna wordt de lucht verwarmd om de doeltemperatuur en relatieve vochtigheid te bereiken.

De luchtstroom wordt geregeld om de beoogde waarden voor de luchtuitvoer in de graankoeler te bereiken. Het debiet van de ventilator wordt verhoogd of verlaagd op basis van de uitlaattemperatuur van de lucht. Tijdens de middaguren, wanneer de temperatuur hoog is, kan het luchtdebiet op bepaalde tijden afnemen, terwijl het ’s nachts het hoogste debiet bereikt.

Afhankelijk van de koelcapaciteit kan het gebruik van één of twee compressoren in de graankoeler de voorkeur hebben. Bij koelers met twee compressoren wordt energie bespaard door één compressor uit te schakelen wanneer dat nodig is, afhankelijk van de buitencondities.

Om de beoogde nauwkeurige waarden te bereiken, worden proportioneel geregelde kleppen, stuurprogramma’s en meetinstrumenten gebruikt die via PLC bestuurd kunnen worden. De graankoeler kan eenvoudig worden ingesteld door de gewenste temperatuur in te voeren en extra verwarming voor de gewenste relatieve vochtigheid. Hoewel dit enigszins varieert afhankelijk van de relatieve vochtigheidswaarde van de buitenomgeving, kan als praktische regel worden gesteld dat elke temperatuurstijging van 1 °C zorgt voor een daling van de relatieve vochtigheid met 5%. Voor een nauwkeurigere berekening kan in de praktijk het psychometrische diagram worden gebruikt.

Het is mogelijk om alleen de ventilator van de graankoeler te laten werken, zonder de compressor te activeren op basis van de buitencondities. Met andere woorden, de binnenkant van de silo kan worden belucht met behulp van een ventilator. Ook in gevallen waarin het graan met een hoge vochtigheidsgraad in de silo wordt opgeslagen, kan de graankoeler tot een bepaalde temperatuurwaarde drogen. Tijdens dit proces wordt de uitblaastemperatuur van het apparaat verhoogd door het koelmiddel met hoge temperatuur naar de verdamper te leiden.

Evaluatie

In de huidige omstandigheden, waarin de behoefte aan voedsel toeneemt, is het ook belangrijker geworden om de geproduceerde producten zonder verlies te bewaren. In deze context is het noodzakelijk geworden om de meest effectieve methoden te gebruiken om de voedingswaarde van het graan, dat lange tijd in de silo’s wordt opgeslagen, te behouden en om de voortplanting van schadelijke organismen in de silo te vertragen of zelfs te stoppen. De meest gebruikte methode om de silo’s te beluchten met behulp van ventilatoren heeft de nadelen die in de vorige hoofdstukken zijn genoemd. De meest optimale oplossing om deze nadelen te verbeteren is de graankoeler. Dankzij deze apparaten kan er ononderbroken gekoeld worden, ongeacht de externe omgevingsomstandigheden. Nadat de graankoeler op een silo is aangesloten, kan deze 24 uur lang volgens de berekende periode worden gebruikt, zodat het graan in de silo de gewenste temperatuur en relatieve vochtigheidswaarde bereikt. Aangezien graan een goede isolator is, kan het graan onder deze omstandigheden lange tijd opgeslagen worden. Daarna kan de graankoeler op een andere silo aangesloten worden en kan hetzelfde proces herhaald worden. Indien nodig kunnen deze apparaten alleen in de ventilatormodus worden gebruikt, die dezelfde functie heeft als de beluchtingsventilatoren. Extra chemische conserveringsmiddelen zijn niet nodig omdat de insecten- en schimmelvorming in de silo vertraagd of zelfs gestopt wordt door het koelen.

Als conclusie kunnen we stellen dat graankoelers de meest geschikte oplossing zijn om de opslagomstandigheden te verbeteren, als de juiste keuze wordt gemaakt op basis van de grootte van de silo, het type opgeslagen graan en de gewenste koeltijden.

Referenties

[1]         https://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/en/
[2]         P.Burrill, DPI & F “Aeration for grain cooling and drying: How to use the Psychrometric chart to select suitable air”, https://storedgrain.com.au/how-to-use-the-psychrometric-chart-to-select-suitable-air-burrill-dpiq/
[3]         “Equilibrium Moisture Content Charts for Grain Storage Management” Prairle Agricultural Machinery Institute (PAMI), https://pami.ca/wp-content/uploads/2021/10/Equilibrium-Moisture-Content-Charts-for-Grain-Storage-Management_rev2.pdf
[4]         S.Navarro, R.Noyes, “The Mechanics and Physics of Modern Grain Aeration Management”, CRC Press, 2002
[5]         D.W. Hagstrum, T.W.Phillips, G.Cuperus “Stored Product Protection” Kansas State University, 2012
[6]         www.storedgrain.com.au, “Aerating Stored Grain – Cooling or Drying for Quality Control”, 2013
[7]         S.Sadaka, R.Bautista, “Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Tables and Psychrometric Charts”, Agriculture and Naturel Recources, University of Arkansas