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Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5686 (2023) Citare questo articolo

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Tenendo conto che il trasporto dei cereali può essere effettuato su lunghe distanze e che la massa dei cereali durante il trasporto ha spesso un elevato contenuto di umidità, potrebbero esserci rischi di trasferimento di calore e umidità e riscaldamento della massa dei cereali, dimostrando perdite quanti-qualitative . Pertanto, questo studio mirava a convalidare un metodo con un sistema di sonde per il monitoraggio in tempo reale della temperatura, dell'umidità relativa e dell'anidride carbonica nella massa dei chicchi di mais durante il trasporto e lo stoccaggio per rilevare le prime perdite di sostanza secca e prevedere possibili cambiamenti sulla qualità fisica dei chicchi. . L'attrezzatura era composta da un microcontrollore, hardware del sistema, sensori digitali per rilevare la temperatura dell'aria e l'umidità relativa, un sensore a infrarossi non distruttivo per rilevare la concentrazione di CO2. Il sistema di monitoraggio in tempo reale ha determinato precocemente e in modo soddisfacente in modo indiretto i cambiamenti nella qualità fisica dei chicchi confermati dalle analisi fisiche di conduttività elettrica e germinazione. L'attrezzatura per il monitoraggio in tempo reale e l'applicazione dell'apprendimento automatico si sono rivelate efficaci nel prevedere la perdita di sostanza secca, a causa dell'elevato contenuto di umidità di equilibrio e della respirazione della massa di grano nel periodo di 2 ore. Tutti i modelli di machine learning, ad eccezione della Support Vector Machine, hanno ottenuto risultati soddisfacenti, eguagliando l'analisi di regressione lineare multipla.

Despite the high corn grain production, it is verified that there are great losses in the post-harvest stages due to the precarious transport, facilities, and handling of the grain receiving, drying, and storage operations. During grain transportation, it is estimated that there are losses of 0.25% per ton of grain transported. (2019)" href="/articles/s41598-023-32684-4#ref-CR1" id="ref-link-section-d184319839e407"> 1. Le perdite nel trasporto stradale si verificano a causa, tra gli altri, di strade dissestate, velocità dei veicoli, carrozzeria dei camion deteriorata2. Inoltre, una volta raccolti, i chicchi rimangono biologicamente attivi e a seconda delle condizioni in cui si trovano possono innescare diverse reazioni metaboliche causando perdite sia quantitative che qualitative3.

Tra i fattori che influenzano la qualità del grano dopo la raccolta vi sono l'elevato contenuto di umidità del grano, la temperatura e l'umidità relativa intergranulare4,5. L’aumento di questi parametri può aumentare la respirazione e l’attività metabolica dei cereali, causando deterioramenti nella qualità fisico-chimica dei cereali e nel consumo di sostanza secca, proliferazione di insetti e infezioni fungine nella massa dei cereali6,7.

Considerando che spesso il trasporto dei cereali viene effettuato su lunghe distanze e che la massa dei cereali trasportata può avere un contenuto di umidità superiore alle condizioni ottimali per lo stoccaggio, i rischi di umidità e trasferimento di calore durante il trasporto sono elevati, causando un possibile riscaldamento della massa dei cereali8, 9,10.

Pertanto, per evitare questi problemi nel trasporto e possibili fattori di alterazione nei successivi processi post-raccolta, è importante eseguire il monitoraggio in tempo reale della temperatura e dell’umidità relativa dell’aria intergranulare al fine di stimare il contenuto di umidità di equilibrio, nonché per monitorare i livelli di anidride carbonica e l'intensità respiratoria della massa di grano durante il trasporto11,12. Da queste informazioni è possibile individuare precocemente e prevedere i cambiamenti nella qualità del grano13.

Sono stati condotti numerosi studi sulle perdite post-raccolta quantitative e qualitative7,10. Tuttavia, ci sono pochi studi che affrontano le perdite qualitative dovute all’attività metabolica nel processo di trasporto come possibile fattore che influenza l’innesco e l’intensificazione delle perdite nelle successive operazioni post-raccolta.

Pertanto, il monitoraggio in tempo reale della massa dei chicchi di mais durante il trasporto e l’impiego di algoritmi predittivi potrebbero aiutare nel rilevamento precoce e nella previsione di possibili perdite quantitative e qualitative dei chicchi di mais. Pertanto, questo studio mirava a convalidare un sistema tecnologico non distruttivo per il monitoraggio in tempo reale della temperatura, dell'umidità relativa e dell'anidride carbonica nella massa dei chicchi di mais durante il trasporto e lo stoccaggio in funzione del diverso contenuto di umidità iniziale, al fine di rilevare perdite precoci della sostanza secca utilizzando algoritmi di Machine Learning e prevedere possibili cambiamenti nella qualità fisica dei chicchi.