امیررضا رضوانیان، کارشناس تحقیق و توسعه (دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مخابرات سیستم)
گندم از سازگارترین گیاهان زراعی محسوب شده و در محدوده وسیعی از شرایط آب‌و‌هوایی در نقاط مختلف دنیا کشت می‌شود. کشت گندم در درجه اول به‌منظور تغذیه انسان و در درجه بعدی برای تغذیه دام و مصارف صنعتی است. گندم منبع اصلی غذای انسان بوده و با پائین رفتن سطح زندگی، میزان اتکا به آن افزایش می‌یابد. در ایران متوسط سهم گندم در تأمین کل انرژی موردنیاز، حدود ۴۰ درصد است. به‌طور خلاصه میتوان گفت که گندم، مستقیماً با تغذیه و اقتصاد جهانی رابطه دارد و بیش از ۳۵ درصد از جمعیت جهان، از لحاظ تغذیه‌ای به گندم وابسته‌اند. در ایران نیز بیش از شش میلیون هکتار از زمین‌های زراعی تحت کشت گندم هستند.
علیرغم فشارهای فزاینده بر عرضه بیشتر مواد غذایی، حدود یک‌سوم کل مواد غذایی تولیدشده برای مصرف انسان هدر می‌رود. حدود 50-30 درصد از این تلفات در سراسر زنجیره تأمین کالا پس از برداشت رخ می‌دهد که از این میان تلفات هنگام ذخیرهسازی حدود 40 درصد تلفات پس از برداشت را تشکیل می‌دهند.
تلفات در طول ذخیرهسازی، به دلیل تعدادی از عوامل بیوفیزیکی در محیط ذخیرهسازی مانند دما، رطوبت و فعالیت آفات رخ می‌دهد.
رطوبت
رطوبت بالای غلات ذخیره‌شده، دلیل اصلی رشد کپک‌ها هنگام ذخیرهسازی است. با کاهش رطوبت محصولات غذایی، فعالیت متابولیک باکتری‌ها، قارچ‌‌ها و حشرات عامل فساد کند می‌شود زیرا برای عملکرد به آب نیاز دارند. هنگامی که آب کافی از غله خارج شود، این عوامل قادر به فعالیت متابولیکی نیستند و یا ساختارهای مقاوم در برابر خشک شدن ایجاد می‌کنند (مانند هاگ قارچ) یا از بین می‌روند.
بنابراین گندم پیش از ذخیرهسازی باید تا حد مناسبی خشک شود. پژوهش‌ها نشان می‌دهند که گندمی که تا 12 درصد خشک شده باشد و در محیطی با رطوبت نسبی 65 درصد نگهداری شود؛ در مقابل فعالیت آفات بیشترین مقاومت را دارد.
دما
مواد غذايی گياهی، پس از برداشت همچنان به‌صورت موجودی زنده به تنفس خود ادامه می‌دهند و در نتيجه اين تنفس گرما توليد می‌شود. اگر غلات در شرايط نامناسب نگهداری شوند و تنفس آن‌ها افزايش يابد، توده غله گرم می‌شود و در اثر گرم شدن، دانه‌ها آسيب می‌بینند، چراکه گرم شدن غلات ممکن است با رشد کپک‌ها و ساير میکروارگانیسم‌ها که در سطح دانه و داخل پوشش‌های آن وجود دارند همراه است.
بهترین شرایط برای نگهداری طولانی‌مدت گندم در دمای حدود 15 درجه و رطوبت نسبی 65 درصد حاصل می‌شود.
نقش دی‌اکسید کربن
میانگین جهانی غلظت دی‌اکسید کربن اتمسفر تقریباً 410ppm است. هنگامی‌که غلات در یک سیلو یا انبار ذخیره می‌شود، عوامل اصلی که باعث انحراف غلظت از سطوح جوی می‌شود، تنفس دانه، تخمیر کپک و تولیدمثل حشرات است.
نظارت بر گازها در سیلو مزایای قابل‌توجهی برای تشخیص زودهنگام فساد دارد زیرا حسگرها می‌توانند تغییرات غلظت گاز را به‌طور قابل‌توجهی سریع‌تر از تغییرات دما و رطوبت نسبی تشخیص دهند.
راه‌حل
تا همین اواخر، برای نظارت بر گندم‌های ذخیره‌شده از ترموکوپل‌های متصل به کابل‌های فولادی با استحکام بالا استفاده می‌شد. این کابل‌ها در حین عملیات پر کردن، ذخیرهسازی و تخلیه در معرض اصطکاکی عمودی هستند. از آن‌جایی که این کابل‌ها توسط سقف نگهداری می‌شوند، بارهای تحمیل‌شده بر آن‌ها باعث خرابی‌هایی هم شده‌اند. علاوه بر تهدید پایداری مکانیکی سیلو، سیستم‌های مانیتورینگ کابلی برای نصب نیاز به نیروی متخصص دارند و هزینه‌های نصب بالایی نیز دارند.
پیشرفت‌های اخیر در فناوری، توسعه حسگرهای بی‌سیم را امکان‌پذیر کرده که تمام پارامترهایی را که بر کیفیت غلات تأثیر می‌گذارند با دقت اندازه‌گیری می‌کنند. از این داده‌ها میتوان برای تولید و به‌روزرسانی یک همزاد دیجیتال برای سیلو استفاده نمود.
در بیشتر موارد، مدیران سیلوها و انبارها برای مدیریت موجودی گندم به تجربه و شهود خود تکیه می‌کنند، که گهگاه منجر به خطاهای انسانی پرهزینه یا برنامه‌ریزی بیش‌ازحد محافظه‌کارانه با هزینه‌های غیرضروری می‌شود.
سطح‌سنج لیزری سه‌بعدی بنتک، علاوه بر توزین بلادرنگ موجودی گندم، با بهره‌گیری از سنسورهای رطوبت و دما و تهیه همزاد دیجیتال سیلو، تصویر کاملی از شرایط داخل سیلو را در اختیار مدیر مجموعه قرار می‌دهد.
میتوان با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، از داده‌های موجود در همزاد دیجیتال برای پیش‌بینی وضعیت گندم و تنظیم شرایط بهینه برای نگهداری آن در سیلو استفاده کرد. بدین ترتیب فرایندهایی مانند هوادهی، خنک کردن و انبارگردانی، در مناسب‌ترین زمان‌ها و با هدف جلوگیری از ضایعات و افزایش طول عمر گندم انجام‌پذیر خواهند بود.
