Dr. Stathis Kaloudis
Kıdemli Mühendis
Centaur Analytics s.kaloudis@centaur.ag
centaur.ag

Depolanan tahıllar; kaliteyi düşüren ve ürünün pazarlanabilirliğini ve güvenliğini etkileyen haşere istilası ve küf oluşumu gibi sorunlara açıktır. Depodaki tahılın güvenliğini sağlamak için; tahıl sıcaklığı, nem, karbondioksit konsantrasyonu ve hava şartları ile bunların depo içerisindeki tahıl ile etkileşimi ve etkisi gibi faktörlerin etraflı şekilde değerlendirilmesi zorunludur. Depo yöneticilerinin, zorluk çıkartması muhtemel gelişmeleri tespit etmesi ve etkili şekilde çözmesine yardımcı olmak için yeni izleme ve öngörü araçları bulunmaktadır.

Depolama sırasında oluşan tahıl hasarları daha çok küf ve böceklerden kaynaklanır. Bu zararlıların çoğalmasını etkileyen faktörleri tespit etmek, bunların depolanmış tahıllardaki gelişimini doğru şekilde izlemek ve öngörmek için kullanılacak doğru ekipman ve bilgisayar araçlarını geliştirmek adına kritik öneme sahiptir. Aşağıdaki bölümde, haşere istilasına ve küf gelişimine uygun ortam hazırlayan şartları kısaca anlatacağız:

a) Tahılda haşere istilası Tahıl depolarındaki sıcaklık ve nem şartları; gelişim oranı, doğurganlık ve hayatta kalabilme özelliklerini ve dolayısıyla haşere popülasyonunun artış hızını etkilemektedir. Popülasyon artış oranında olduğu gibi, gelişim oranı da en düşük eşik değerden optimum sıcaklığa kadar artmakta ve ardından da ani şekilde düşmektedir (Şekil 1). Düşük sıcaklıklarda popülasyon artış oranı genellikle doğurganlık ve hayatta kalma oranından çok gelişim oranındaki değişikliklere karşı daha hassastır. Aynı zamanda nispeten tahıldaki nem içeriğinden bağımsız hareket eder. Diğer yandan, optimum sıcaklıklarda (33 oC civarında) nem oranı, popülasyon artış oranı üzerinde daha büyük etkiye sahiptir. Bu durum, nemin gelişim oranından çok doğurganlık üzerindeki etkisinden kaynaklanmaktadır.

b) Küf oluşumu ve mikotoksin üretimi Depolanmış tahılın mantarlar tarafından istila edileceğini tahmin etmek için şu faktörler önemlidir: • tahıldaki nem oranı • tahıl sıcaklığı • depolama süresi • kırık tane ve yabancı maddelerin oranı • söz konusu depoya gelmeden önce tahılın mantar istilasına hangi ölçüde maruz kaldığı • böcek ve akaların bulunup bulunmaması Tahılı kirletme potansiyeline sahip mantar türlerinden bazıları mikotoksin oluşturur.

Yukarıdaki sorunlarla başa çıkmak için tahılın durumunu izlemeye yönelik sistemin şu özelliklere sahip olması gerekir: • Sıcaklık, bağıl nem, karbondioksit, oksijen, fuminant gazlarının ölçümü ve tahminini doğru şekilde yapmalı • Çürüme emarelerini erken dönemde tespit etmeli ve tahıl kalitesini tahmin etmeli • En iyi havalandırma ve fumigasyon stratejilerini önermeli

GELENEKSEL İZLEME YÖNTEMLERİNDEKİ VERİMSİZLİK

Geleneksel tahıl izleme sistemlerinde, depoya kablolu sensörler yerleştirilmekte ya da elektronik sensör cihazı tahıl içine konulmaktadır. Bu yöntemler yeterince verimli değildir çünkü elde edilmesi gereken parametreler çoğu zaman kaydedilmez. Ayrıca sensör ve kurulum maliyetleri çok yüksektir. Ayrıca, tahılın durumun öngörmek için kullanılan modeller epey kısıtlıdır ve bu yöntemler basitleştirilmiştir ve isabet oranları düşüktür. Dahası, çürüme emarelerin erken dönemde tespit edilmesi genellikle mümkün olmaz. Bu yüzden de havalandırma planlaması yetersiz bilgiler üzerinden yapılmak zorunda kalınır. Fumigasyon uygulamalarında, emme yöntemiyle çalışan zehirli gaz sensörleri hantal ve kullanışsızdır. Bu tür sensörler düşük örneklem sıklığına sahiptir ve insanların müdahalesini gerektirdiği için de hatalı ölçümler yapabilir.

SON TEKNOLOJİ SENSÖRLER

Tahıl depolama teknolojilerindeki son gelişmeler, tahıl kalitesini etkileyen tüm parametrelerin (örneğin sıcaklık, bağıl nem, oksijen ve karbondioksit gazları) kablosuz sensörleri mümkün hale getirdi (Şekil 3). ABD Tarım Bakanlığı araştırmacıları yapılan bir bilimsel çalışma, bu sensörlerin fumigasyon (örneğin fosfin) uygulamaları için de kullanılabileceğini gösterdi. Zira bu sensörler, fumigant konsantrasyonlarını ölçerek fumigasyon yöneticilerinin süreci daha iyi değerlendirmelerine ve başarılı bir haşere mücadelesi elde etmelerine yardımcı oluyor. Ayrıca, elde ettikleri verileri gerçek zamanlı olarak buluta kaydediyor ve bu sayede dünya genelinde erişebilirliğe imkan sağlıyor. Nakliyat durumunda tahılla birlikte gidebilen bu sensörler, daha iyi bir izlenebilirliği mümkün hale getiriyor.

TAHIL GÜVENLİĞİNE YÖNELİK YENİ YAZILIMLAR

Donanım ile birlikte silo mikrokliması ve fumigasyon uygulamaları konusunda matematiksel modellemelerde önemli gelişmeler kaydedildi. Bilişsel veri analizi ve matematiksel modeller, depolanan tahılın farklı kısımlarındaki durumu ya da fumigant konsantrasyonunu öngörebiliyor.

a) Haşereyle Mücadele Fumigasyon uygulamalarında gelişmiş nümerik modellemeden yararlanılması ve kablosuz sensörlerden sürekli olarak genel geri bildirimler sayesinde; tahıl yığının her tarafındaki fosfin konsantrasyonlarını sürekli olarak belirlemek ve fumigantın toksikliğini ve dolayısıyla işlemlerin başarılı olmasını engelleyen faktörleri tespit etmek mümkün hale geliyor. Centaur Analytics, Inc., ilgili tüm parametreleri göz önünde bulunduran benzersiz bir sistem geliştirdi: • Metal fosfürlerde gazın giderilme hızı; sıcaklık ve bağıl nem değerlerine bağlıdır. • Depo ile çevresi arasında sıcaklık aktarımı, gaz kaybı ve hareketi gibi etkileşimi doğru şekilde değerlendirmek için hava şartları • Fosfin gazının farklı tahıl türleri tarafından farklı hızlarda absorbe edilmesi, fumigasyon dozlarının konsantrasyonunu tahıl henüz dezenfekte edilmeden subletal düzeylere düşürür. • Böcek türleri ve dirençleri • Fumigasyon sonrası havalandırma ve personelin güvenliği gerçek zamanlı olarak ölçülebilir. Bilişsel yazılımın fosfine maruz kalma oranını böcek ölümleriyle ilişkilendirmesi sayesinde hassas fumigasyon planlaması için bir metodoloji geliştirilebilir. Kullanıcılar, fumigasyonun başarılı olması için ne kadar süreyle uygulanması gerektiğine dair bildirimler alır.

b) Küflenme Öngörüsü Yukarıda anlatılanlar ışığında, silo mikroklimasını derinlemesine bilmenin ve anlamın çok önemli olduğunu söyleyebiliriz. Bunun için, alanda yapılan ölçümlerin ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) modellerine dayanan bilgisayar simülasyonlarının bir arada sunulduğu yöntemlerden yararlanılmalıdır. CFD modelleri; akışkan hareketleri, ısı aktarımı, nemin yer değiştirmesi ve tahıl respirasyonunu içeren sorunları çözülmesi ve analiz edilmesi amacıyla geliştirilmektedir. Tahıl kalitesindeki düşüşü değerlendiren modeller de yazılıma entegre edilmektedir. Bu modeller; tahıldaki kuru madde oranı, küf oluşması ihtimali ve çimlenme kapasitesine bağlı kayıplar temelinde ideal depolama süresiyle ilgili hesaplamalar yapmaktadır.

AVANTAJLARI

Kablosuz sensörlerin izleme yetenekleri ile gelişmiş öngörme modellerinden bir arada yararlanıldığında tahıl sıcaklığı, nem içeriği, küflenme ve böceklenme riskiyle ilgili derinlemesine bilgi elde edilir ve kullanıcılar daha önce söz konusu olmayan şu avantajlara kavuşur:

• küflenmenin ve mikotoksin kirlenmesinin önlenmesi • küflenmeye karşı düşük maliyetli önleme stratejileri • genel olarak haşereyle mücadelede tasarruf; aşırı kimyasal kullanımının önlenmesi (örneğin aşırı doz ya da başarısız fumigasyonlardan dolayı yeniden uygulama yapmak zorunda kalınması) ve insan emeğinin israf edilmesinin engellenmesi • emtia için daha yüksek pazar değeri • tedarik zincirinde şeffaflık