Komputer w ziemniakach

To, że komputer jest niezbędny we wszelkiego rodzaju badaniach naukowych wiemy już od dawna, jego przydatność dla celów statystycznych, dla bankowości, księgowości, geodezji, projektowania, działalności wydawniczej, zarządzania itp. też jest już oczywista. Czy jednak wprowadzanie komputeryzacji w rolnictwie nie jest działaniem, które można porównać z przysłowiowym kwiatkiem przy kożuchu? Z doc. dr. hab. Krzysztofem Mikuckim, z Instytutu Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, rozmawia Waldemar Ziemski.

To, że komputer jest niezbędny we wszelkiego rodzaju badaniach naukowych wiemy już od dawna, jego przydatność dla celów statystycznych, dla bankowości, księgowości, geodezji, projektowania, działalności wydawniczej, zarządzania itp. też jest już oczywista. Czy jednak wprowadzanie komputeryzacji w rolnictwie nie jest działaniem, które można porównać z przysłowiowym kwiatkiem przy kożuchu? Z doc. dr. hab. Krzysztofem Mikuckim, z Instytutu Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, rozmawia Waldemar Ziemski.

Jaki związek może mieć komputer z ziemniakami?

Duża skala produkcji ziemniaków w Polsce wymaga ich skutecznego przechowywania przez okres ok. 10 miesięcy. Zasadniczym problemem, z którym się tu spotykamy jest fakt, że ziemniak po zbiorze, jest nadal organizmem żywym. W dalszym ciągu zachodzą w nim procesy życiowe i przemiany biochemiczne, na występowanie których praktycznie nie mamy wpływu. Możemy je tylko przyspieszać lub spowalniać. Proces oddychania ziemniaków, polegający na wyparowywaniu wody, przebiega najwolniej w temperaturze 4 oC, przy wilgotności rzędu 90-95%. Jednakże pierwszy okres przechowywania nie może przebiegać w temperaturach niższych niż 12 -15 oC, gdyż jest to temperatura najbardziej odpowiednia do wytworzenia przez ziemniaki ochronnej warstwy naskórkowej, zwanej korkową i do wygojenia ran pozbiorowych. Konieczność utrzymania prawidłowego bilansu składników takich jak cukier, skrobia, woda i inne, na każdym z etapów przechowywania wymaga takiej dynamiki zmian parametrów mikroklimatu, która pozwoli na przeprowadzenie do końca wszystkich przemian życiowych. Parametry te muszą być jednorodnie utrzymane w całej przechowalni. Czego potrzebuje ziemniak na każdym z etapów swojego życia wiemy już od dawna, jak mu to zapewnić - to zadanie na dziś. Technika komputerowa pozwala nam na sterowanie parametrami mikroklimatu przechowalni w taki sposób, że po okresie rzechowywania otrzymujemy ziemniaki najbardziej odpowiednie np. na frytki czy sadzeniaki - w zależności od zastosowanego algorytmu sterowania.

Czy biorąc pod uwagę ceny sprzętu, oprogramowania i samych ziemniaków, przedsięwzięcie ma sens ekonomiczny?

Wszystko zależy od pojemności przechowalni i stopnia jej wykorzystania. Dla przechowalni o pojemności rzędu 800 ton opłacalność komputeryzacji jest już zadowalająca. Systemy automatyzacji gwarantują również niskie nakłady energii na proces przechowywania; poniżej 20 kWh/t/rok. Właściwie zaprojektowana automatyka komputerowa zapewnia niski poziom strat ziemniaków (ok. 6%), natomiast jej brak czy nieprawidłowe algorytmy pracy systemu, powiększają je znacznie (nawet do 20-25%). A przecież z utylizacją odpadów wiążą się dodatkowe nakłady finansowe i energetyczne.

Co tak naprawdę robią komputery w przechowalni ziemniaków?

Strategia automatyzowania przechowalni ziemniaków uwzględnia stosowanie rozwiązań zarówno prostych, jak i bardziej skomplikowanych, np. z komputerem nadrzędnym, którego oprogramowanie umożliwia także gromadzenie danych nt. parametrów przechowywania, będących później świadectwem jakości dla odbiorcy. Prostsze rozwiązania systemów mechatronicznych (mechaniczno-elektronicznych) zawierają sterownik mikroprocesorowy, generujący sygnały sterujące dla urządzeń wykonawczych (wentylatory, elektrozawory, silniki elektryczne itp.), zgodnie z utworzonym na komputerze klasy PC algorytmem, po pobraniu informacji z zespołu czujników kontrolujących parametry mikroklimatu. Tworzone są również automatyczne systemy doradcze, zwane systemami ekspertowymi, oparte na programie PC-Shell katowickiej firmy AItech (Artificial Intelligence Laboratory). Wspomagają one proces podejmowania decyzji z zakresu inwestowania w przechowalnie, doboru racjonalnego systemu automatyzacji, doboru elementów składowych systemu mechatronicznego.

Czy istnieją już przykłady zastosowania techniki komputerowej w polskich przechowalniach ziemniaków?

Powstało ostatnio kilka naprawdę nowoczesnych i dużych obiektów (głównie na potrzeby PepsiCo), w których zastosowano zachodnie, kompletne systemy sterowania mikroklimatem w przechowalniach ziemniaków. Decyzja o wyborze systemu należy zawsze do inwestora, ale to dotyczy obiektów nowo budowanych. Oprócz nich mamy w Polsce dużą liczbę przechowalni, różniących się między sobą wielkością i wyposażeniem, które również będą musiały zapewnić wysoką jakość ziemniaków dla różnorodnych zastosowań, przy relatywnie niskich nakładach i stratach, z jednoczesną przyjaznością dla środowiska.

Kierowany przeze mnie zespół, złożony głównie z pracowników IBMER w Warszawie, zainstalował kompletną konfigurację komputerowego systemu automatyzacji sterowania mikroklimatem w Doświadczalnej Przechowalni Ziemniaków Instytutu Ziemniaka w Jadwisinie k/Serocka. System jest eksploatowany, rejestrowane są informacje, które pozwolą na jego ocenę ekonomiczno-energetyczną i jakościową. Do tej pory system pracuje bez zakłóceń. Pozytywne doświadczenia w mikroskali będą przenoszone na rzeczywiste, istniejące obiekty lub aktualnie realizowane.

To jest oferta dla dużych obiektów. Czy w takim razie mniejsze przechowalnie, których nie będzie stać na taki skomputeryzowany system sterowania mikroklimatem, są skazane na niedotrzymywanie kroku w zakresie spełniania coraz ostrzejszych norm jakościowych?

Dotychczasowe wyniki naszych prac wskazują na pilną potrzebę opracowania dojrzałej koncepcji teoretycznej i techniczno-ekonomicznej ekorozwoju przechowalnictwa płodów rolnych. Zmiana archaicznej struktury naszego rolnictwa może dokonać się na drodze tworzenia know-how, w tym wypadku z zakresu optymalnej komputeryzacji obiektów przechowalnictwa płodów rolnych, co wytworzy popyt inwestycyjny na pozyskiwanie innowacji technologicznych.

Obecnie w Polsce wiele przechowalni ziemniaków dysponuje pojemnością rzędu 80-200 ton, czyli są to obiekty nieduże. Zwrot kosztów poniesionych na automatyzację procesu przechowywania, w postaci zainstalowania pełnego systemu komputerowego, nie byłby możliwy w czasie krótszym niż okres całkowitej eksploatacji obiektu. Jedynymi celowymi inwestycjami dla poprawy konkurencyjności takich przechowalni są systemy mikroprocesorowe - o nieco ograniczonych możliwościach, głównie w zakresie dokumentowania procesu przechowywania czy też potencjalnej rozbudowy, jednak decydowanie tańsze. Przykładem w tej dziedzinie jest sterownik SMPW v.02, produkcji warszawskiego RimCo, stosowany dotychczas do sterowania mikroklimatem w pieczarkarniach. W Jadwisinie zostanie on wykorzystany do obsługi jednej z komór przechowalniczych przez kilka miesięcy, również z zamiarem późniejszego przenoszenia doświadczeń na istniejące i nowo wznoszone obiekty.

Dziękuję bardzo za rozmowę.

Nowoczesne przechowalnie wymagają sterowania pracą oddzielnych grup urządzeń klimatycznych, obsługujących poszczególne boksy lub komory, co powoduje, że obiekty średnie i duże muszą być obsługiwane przez komputer z odpowiednim oprogramowaniem.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200