نمودار مولی یر چیست؟ چه کاربردی در پرورش قارچ دارد؟

نمودار مولی یر چیست؟ نمودار مولیر، یک نمودار گرافیکی است که خواص و رفتار مختلف یک سیال (معمولاً بخار آب یا هوای مرطوب) را در شرایط مختلف فشار و دما نشان می‌دهد. با استفاده نمودار مولیر به راحتی امکان مشاهده، تحلیل و پیش‌بینی تغییرات در یک فرآیند فراهم میشود.

نام دیگر آن نمودار آنتالپی-آنتروپی یا h-s diagram است و در ترمودینامیک کاربرد فراوانی دارد.

انواع نمودار مولی یر

• نمودار مولیر برای بخار آب (Water / Steam Mollier Chart) رایج‌ترین نمونه
• نمودار مولیر برای هوای مرطوب (Psychrometric or Air Mollier Chart) یا نمودار سایکرومتریک (Psychrometric Chart)
• نمودار مولیر برای گازهای دیگر
• نمودارهای ویژه (اختصاصی)

 

نمودار مولیر در صنعت قارچ

در پرورش قارچ از نوع دوم نمودار مولی یر، یعنی نمودار سایکرومتریک (برای هوای مرطوب) استفاده میشود. پارامترهای این نمودار شامل دما، رطوبت(نسبی و مطلق) و آنتالپی(انرژی) هوا است.

کاربرد: این نمودار رابطه بین رابطه پیچیده بین دمای خشک و تر، میزان رطوبت و انرژی هوا را به صورت گرافیکی و بصری نشان می‌دهد، که برای تنظیم سیستم تهویه سالن کشت قارچ بسیار مهم است.

با استفاده از این نمودار می‌توان محدوده آسایش قارچ‌ها (ترکیبی از دما و رطوبت مطلوب) را مشخص نمود و فرآیندهای لازم برای رساندن شرایط محیطی مناسب سالن کشت را طراحی کرد.

نسبت به آنتالپی و حجم مخصوص(خطوط مورب شدیدتر) می‌توان انرژی مورد نیاز برای سرمایش یا گرمایش یک فضا را محاسبه کرد.

دمای هوا و میزان رطوبت آن در تمام مراحل کشت قارچ دکمه ای و همچنین در کیفیت و کمیت محصول، نقشی بسیار مهم و حیاتی دارد. بنابراین درک شرایط محیطی سالن کشت، سعی در تنظیم و کنترل آن برای هر تولیدکننده قارچ، یک فاکتور کلیدی محسوب می‌شود.

درصد یا مقدار بخار آب موجود در اتمسفر سالن، بر حسب شرایط محیط و فصول مختلف، تغییر می‌کند. همچنین پارامترهای دما، رطوبت و تبخیر مخصوصاً در زمان هوادهی و تشکیل قارچ بسیار اهمیت دارد. با افزایش دما مولکول های هوا باز و حجم آن افزایش می یابد، در نتیجه می‌تواند رطوبت بیشتری در خود ذخیره کند. با کاهش دما نیز، ذرات هوا متراکم می‌شوند و در نتیجه از ظرفیت آن برای جذب رطوبت کاسته می‌شود.

 

پارامترهای کلیدی در نمودار سایکرومتریک:

• دمای حباب خشک Dry Bulb Temperature (DB): دمایی که توسط دماسنج معمولی اندازه‌گیری می‌شود. این دما نشان‌دهنده دمای واقعی هوا است.
• دمای حباب تر Wet Bulb Temperature (WB): دمای اندازه‌گیری شده توسط دماسنجی که با پارچه‌ای مرطوب پوشیده شده است. نشان‌دهنده دمای هوای اشباع شده با رطوبت است.
• رطوبت نسبی Relative Humidity (RH): نسبت رطوبت مطلق موجود در هوا به رطوبت اشباع در همان دما را نشان می‌دهد. رطوبت نسبی بیان می‌کند که چه مقدار از ظرفیت هوای موجود برای جذب رطوبت اشباع شده است.
• نسبت رطوبت Humidity Ratio (W): نسبت جرم بخار آب به جرم هوای خشک را نشان می‌دهد. این پارامتر نشان‌دهنده میزان رطوبت موجود در واحد جرم هوای خشک است.
• دمای نقطه شبنم Dew Point Temperature (DP): آستانه دمایی که در آن بخار آب موجود در هوا به مایع تبدیل می‌شود.
• آنتالپی Enthalpy (h): کل انرژی موجود در واحد جرم هوای مرطوب را نشان می‌دهد. آنتالپی شامل انرژی گرمایی و انرژی نهان بخار آب موجود در هوا است.
• حجم هوای مرطوب Moist Air Volume (V): حجم اشغال شده توسط واحد جرم هوای مرطوب.

کاربرد نمودار سایکرومتریک در پرورش قارچ

هفت فرایند در کاربردهای مختلف دستگاه تهویه سالن قارچ، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این هفت فرایند شامل:

• گرمایش
• سرمایش
• رطوبت گیری
• رطوبت زنی
• تهویه
• پاک‌سازی(فیلتریزاسیون)
• گردش هوا

قارچ‌ها به محیطی با رطوبت بسیار بالا(بین 80 تا 95%) و دمای کنترل‌شده(محدوده 13 تا 17 درجه) نیاز دارند. نمودار مولیر سایکرومتریک برای تحلیل شرایط محیطی و تنظیم سیستم‌های تهویه(HVAC) سالن‌های قارچ به کار می‌رود و در سه حوزه اصلی به پرورش‌دهنده کمک می‌کند:

1- تعیین دقیق شرایط آسایش قارچ

قارچ‌ها در مراحل مختلف رشد (پنجه‌دوانی، شوک‌دهی/پین‌دهی و باردهی) به ترکیب‌های خاصی از دما و رطوبت نیاز دارند.

• کنترل رطوبت نسبی (RH): در دوره‌هایی مثل پینینگ (شوک‌دهی) برای تشکیل کلاهک قارچ، رطوبت نسبی باید در محدوده بسیار بالایی (معمولاً 85% تا 95%) حفظ شود. با استفاده از این نمودار، پرورش‌دهنده می‌تواند با اندازه‌گیری دمای حباب خشک و دمای حباب تر (با دماسنج معمولی و دماسنج مرطوب)، رطوبت دقیق محیط را بدون نیاز به دستگاه‌های پیچیده محاسبه کند.
• دمای نقطه شبنم (DP): قارچ‌ها دارای 90% آب هستند و حفظ رطوبت ضروری است، اما نباید به حدی برسد که قطرات آب روی کلاهک قارچ تشکیل شود (که می‌تواند باعث لکه و بیماری شود). نمودار به شما کمک می‌کند تا دمای دیوارها یا بسترهای کشت را کنترل کنید تا از رسیدن دما به نقطه شبنم و چگالش قطرات آب جلوگیری شود.

 

2- تحلیل فرآیندهای تهویه (HVAC)

بیشتر فرآیندهای هوادهی در سالن‌های قارچ شامل گرمایش/سرمایش به همراه رطوبت‌زنی است. نمودار سایکرومتریک به صورت گرافیکی نشان می‌دهد که برای تغییر وضعیت هوا از شرایط فعلی به شرایط مطلوب (نقطه هدف)، سیستم تهویه باید چه فرآیندهایی را انجام دهد:

• رطوبت‌زنی: برای افزایش رطوبت از طریق دستگاه‌های مه پاش، فرآیند روی نمودار مشخص می‌شود (معمولاً با حرکت تقریباً افقی به سمت بالا در امتداد یک خط تقریباً ثابت حباب تر).
• اختلاط هوا: هنگامی که هوای تازه بیرون با هوای برگشتی داخل سالن ترکیب می‌شود، نمودار نقطه دقیق شرایط هوای ترکیبی را برای ورود به سالن مشخص می‌کند.
• محاسبه انرژی (آنتالپی): برای انتخاب صحیح و محاسبه ظرفیت دستگاه‌های سرمایشی و گرمایشی (مانند چیلر یا کویل‌های گرمایشی)، میزان انرژی (آنتالپی) مورد نیاز برای رسیدن به دمای مطلوب، مستقیماً از روی نمودار خوانده می‌شود.

 

3- مدیریت فرآیند خشک‌کردن (Dry-Off)

در برخی مراحل پس از شستشو یا ضدعفونی سالن یا در پایان دوره رشد، ممکن است نیاز باشد رطوبت هوا به سرعت کاهش یابد. نمودار سایکرومتریک به طراح سیستم کمک می‌کند تا کارآمدترین روش رطوبت‌گیری (Dehumidification) را از نظر مصرف انرژی، برنامه‌ریزی و بهینه‌سازی کند.

بطور خلاصه، نمودار سایکرومتریک یک نقشه راه جامع برای کنترل میکرو اقلیم سالن پرورش قارچ است، تا از نوسانات دمایی و رطوبتی جلوگیری شود و حداکثر بهره‌وری و کیفیت محصول بدست آید.

---

دلیل استفاده از نمودار و دستگاه مولیر در کشت قارچ

تغییرات شرایط محیطی سالن، در هوا قابل رویت نیست. برای سنجش و آگاهی به شرایط اطاق کشت از کامپیوتر استفاده می‌شود. اما استفاده از سیستم های کامپیوتری مدرن به دلایل اقتصادی، در کشور ما هنوز نهادینه نشده و امکان استفاده از آن برای اکثر واحدهای پرورش قارچ وجود ندارد.
ضمناً باید این نکته را در نظر داشت که کامپیوتر به خودی خود تصمیم گیرنده نیست. بلکه بر حسب برنامه‌ای که برای آن طراحی می شود بر اساس داده‌هایی که به آن می دهند واکنش نشان می‌دهد. پس نیازمند یک متخصص نیز خواهد بود.

برای اندازه‌گیری تمام فاکتورهای مورد نیاز وسیله ساده‌ای موجود است که حتی با وجود کامپیوتر نیز می‌توان آن را به کار گرفت. با استفاده از دستگاه و نمودار مولی یر (Mollier) می‌توان، تغییرات هوای سالن را اندازه گرفت. نمودار مولی یر یک جدول گرافیکی است که رابطه دمای هوا، رطوبت و نیز انتالپی (Enthalpy) یا انرژی که به صورت حرارت آزاد می شود یا به عبارت بهتر تبخیر را نشان میدهد.

اجزاء دستگاه مولی یر

دستگاه مولی یر متشکل از دو دماسنج که یکی برای اندازه گیری دمای خشک و دیگری برای اندازه گیری دمای تر، روی یک صفحه تعبیه شده است. برای اندازه گیری دمای تر، انتهای دماسنج را به یک فیتیله نخی خیس شده با آبی که در محیط بوده و همدما شده است، قرار می‌دهیم.

*** این دستگاه در ایران به دماسنج ماکزیمم-مینیمم یا دماسنج خشک و تر معروف است.

با قرار دادن این دستگاه در اطاق کشت دمای خشک و تر را می توان اندازه گیری نمود. تفاضل یا اختلاف دمای خشک و تر در جدول، درصد رطوبت نسبی را مشخص می کنند. برای مثال اگر دمای خشک و تر برابر باشد و برای نمونه 18 درجه باشد رطوبت نسبی اطاق 100 درصد است.

اگر اختلاف 2 درجه باشد جدول عدد 82% را نشان می دهد. با ترسیم دمای خشک و طرح در نمودار مولی یر می‌توان به رطوبت مطلق یعنی مقدار رطوبت موجود در هوا (گرم/ کیلوگرم) و مقدار گرمای آزاد در محیط یا تبخیر در محیط بر حسب کیلو ژول اندازه گیری نمود. بر روی نمودار مولیر یا جدول مولی یر خطوط آبی دمای خشک، قرمز دمای تر، نارنجی رطوبت مطلق و سبز گرما یا انرژی آزاد شده یا تبخیر را نشان می‌دهند.

فصل زمستان در نمودار مولیر

در فصل زمستان با وجود بارش باران و برف، به علت سرما رطوبت موجود در هوا کم است. در حالیکه در فصول بهار و پاییز در همین شرایط و با وجود بارش باران، علت گرم شدن هوا مقدار رطوبت هوا به مراتب بیشتر است. برای درک بهتر یک اسفنج را در نظر بگیرید و فرض کنید هوا به صورت یک اسفنج است و اسفنج حاوی رطوبت می باشد.

حال اگر اسفنج متراکم یا تحت فشار باشد (مانند شرایط در زمستان) رطوبت از آن خارج می شود. مجددا اگر اسفنج به حالت اول برگردد می تواند آب را جذب نماید. همچنین هوادارای انرژی یا گرما است. این انرژی یا حرارت را با کیلو ژول در هر کیلوگرم محاسبه می کنند.

برای مثال بدن انسان در دمای بالا عرق می کند. پس گرمای هوا باعث شده‌است تا بدن ما عرق کند. در ضمن مقدار عرق کردن بدن بستگی به رطوبت هوا دارد. برای مثال چرا در دمای 25 درجه و رطوبت 90% احساس گرما بیش از دمای 30 درجه با رطوبت 30% است؟ جواب سوال این است که در رطوبت 90%، رطوبت هوا نزدیک به اشباع است و تبخیر بسیار کم صورت می گیرد و در نتیجه گرمای بیشتری احساس می‌شود.

دمای بالا در نمودار مولیر

در دمای بالا و رطوبت کم با عرق کردن و تبخیر، بدن خنک میشود. مقدار گرما با انرژی در دمای 25 درجه و رطوبت 90% و 71 کیلو ژول بر کیلوگرم است. درصورتیکه گرمای در دمای 30 درجه با رطوبت 30% برابر 51 کیلو ژول بر کیلوگرم می‌باشد و این اختلاف 20 کیلو ژول بر کیلوگرم همان انرژی یا گرما که در هوای مرطوب وجود دارد و باعث گرما می شود.

تشکیل فلس و یا لکه های باکتریایی رابطه مستقیم با رطوبت مطلق هوا و گرمای آزاد شده یا به عبارت دیگر تبخیر سطحی دارد. تشکیل فلس بر روی کلاهک قارچ بیشتر در فصل زمستان اتفاق می افتد که دمای خارج بسیار کم و در نتیجه مقدار رطوبت هوا نیز کم است است. با این حال حتی اگر رطوبت نسبی  درداخل اطاق 100 در صد باشد باز هم فلس تشکیل می شود.

فلسی شدن قارچ

کاهش رطوبت مطلق و افزایش تبخیر زیاد از سطح قارچ باعث فلسی شدن قارچ و برعکس زیاد بودن رطوبت مطلق در هوا و تبخیر کم از سطح قارچ باعث افزایش رطوبت بر سطح قارچ و ایجاد بیماری لکه باکتریایی می‌شود. برای مثال در فصل زمستان که هوا سرد و یخبندان است به فرض دمای هوا صفر و رطوبت داخل یا رطوبت نسبی 100 درصد باشد، رطوبت مطلق طبق جدول و نمودار مولیر 3/8  گرم در کیلوگرم هوا است.

وقتی این هوا به سرعت گرم شود باعث می شود تا  رطوبت نسبی به شدت کاهش پیدا کند. وقتی این هوا به داخل اطاق  کشت وارد شود باعث تبخیر زیاد از سطح بستر و قارچ می گردد. سطح خارجی قارچ  خشک و فلسی می شود. بیماری باکتریایی در فصول گرم و مرطوب اتفاق می افتد. وقتی که رطوبت هوا با مطلق زیاد و به فرض 16 گرم بر کیلوگرم و دمای هوا 23 درجه رطوبت نسبی 90% ورود هوا با رطوبت زیاد به داخل اطاق مانع تبخیر از بستر و سطح قارچ می شود.

تجمع رطوبت بر روی سطح قارچ تکثیر باکتری ها و بیماری لکه باکتریایی را به دنبال دارد. برای آشنایی بیشتر با نمودار مولی یر  با استفاده از اعداد در اختبار شما قرار دادیم. در جدول 1 خطوط را بر روی نمودار ترسیم نمایید تا بیشتر به شرایط مختلف پی ببرید.

جدول 1 – از اعداد جدول برای ترسیم خطوط در نمودار مولی یر  استفاده کنید

دمای خشک	دمای تر	رطوبت نسبی	گرما	رطوبت مطلق
18	5/16	85	46	11
20	9/18	91	54	3/13
13	6/5	30	20	8/2
25	5/19	60	56	9/11
3/7	56	80	20	5
30	8/23	61	72	2/16

 

مولف:

گردآوری و تالیف توسط تیم تحریریه هاگ
کپی فقط با ذکر منبع مجاز است.
منبع: کتاب کشت و پرورش قارچ خوراکی- فصل 12