Automation of grain cleaning, packaging, and storage processes
Abstract
The modern development of the agro-industrial complex is impossible without the automation of grain cleaning, packaging, and storage processes. The implementation of innovative technologies, including sensor systems, the Internet of Things (IoT), and artificial intelligence, enhances the efficiency of grain storage management, reduces product losses, and ensures stable quality. Despite numerous studies, the issue of comprehensive integration of automated solutions into all stages of grain processing and storage remains relevant. The aim of this study is to analyze modern automation technologies for grain storage processes, assess their economic and environmental benefits, and identify development prospects in this field. The research is based on a review of scientific publications and an analysis of technological solutions implemented by leading agricultural enterprises. To achieve the set objectives, methods of system analysis, comparative literature review, and generalization of obtained results were applied. The study results indicate that automation can reduce grain losses by 15–20% and decrease energy consumption by 10–12%. Optimizing climate parameters in grain storage facilities minimizes the risk of grain spoilage and improves its quality indicators. The introduction of automated monitoring systems ensures continuous control of humidity, temperature, and gas composition of the grain mass, reducing the need for chemical preservatives and increasing environmental safety. The practical significance of the study lies in the potential application of the obtained results to develop recommendations for implementing automated technologies in grain storage. Future research should focus on developing adaptive microclimate management systems, integrating alternative energy sources, and optimizing logistics processes in grain storage complexes.
References
2. Use of iot to real-time monitoring of storage silo and ozone gas fungal decontamination strategy / C. Soares et al. International journal of computer applications. 2020. Vol. 175. P. 1–7. URL: https://doi.org/10.5120/ijca2020920663.
3. Подпрятов Г., Рожко В., Скалецька Л. Технологія зберігання та переробки продукції рослинництва. Аграрна освіта, 2014. URL: http://kizman-tehn.com.ua/wp-content/uploads/2018/04/НП-Технология-зберигання-та-перероб.-продукц.-рослинництва.pdf.
4. Танчик С., Манько Ю., Бабенко А. Зміст сучасних систем землеробства та їх класифікація. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України серія: агрономія. 2012. Т. 176. С. 137–146. URL: http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/nvnau_agr_2012_176_24.pdf.
5. Просяник А., Просяник М., Ткаченко С. Актуальні задачі автоматизації підприємств зберігання і переробки зерна. Зберігання та переробка зерна. 2012. Т. 8, № 158. С. 1–15. URL: http://dnvpeldorado.com/articles/АКТУАЛЬНІ-ЗАДАЧІ-АВТОМАТИЗАЦІЇ-ПІДПРИЄМСТВ-ЗБЕРІГАННЯ-І-ПЕРЕРОБКИ-ЗЕРНА.pdf.
6. Manandhar A., Milindi P., Shah A. An overview of the post-harvest grain storage practices of smallholder farmers in developing countries. Agriculture. 2018. Vol. 8, no. 4. P. 57. URL: https://doi.org/10.3390/agriculture8040057.
7. Liang Z., Wada M. E. Development of cleaning systems for combine harvesters: a review. Biosystems engineering. 2023. Vol. 236. P. 79–102. URL: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2023.10.018.
8. Campo E., Labrot–Rhodes L., Poujaud P. Review of monitoring systems for stored grains in modified atmosphere. Heliyon. 2023. P. 1–33. URL: https://doi.org/10.2139/ssrn.4658498.
9. Automation system for the cleaning of yellow corn in the company “Inversiones Santana” / H. H. Mallco-Segura et al. 2022 international conference on mechanical, automation and electrical engineering (CMAEE). 2022. URL: https://doi.org/10.1109/cmaee58250.2022.00017.
10. ШоТам. Завод Кобзаренка розробив три моделі техніки для пакування зерна. URL: https://shotam.info/zavod-kobzarenka-rozrobyv-try-modeli-tekhniky-dliapakuvannia-zerna/.
11. Wakchaure Y. B., Patle B. K., Pawar S. Prospects of robotics in food processing: an overview. Journal of mechanical engineering, automation and control systems. 2023. URL: https://doi.org/10.21595/jmeacs.2023.23209.
12. Automated food grain monitoring system for warehouse using IOT / J. Lydia et al. Measurement: sensors. 2022. Vol. 100472. URL: https://doi.org/10.1016/j.measen.2022.100472.
13. Research and technologies to reduce grain postharvest losses: a review / B. Nath et al. Foods. 2024. Vol. 13, no. 12. P. 1875. URL: https://doi.org/10.3390/foods13121875.
14. Дослідження конструктивних елементів обладнання для зберігання зерна / Ю. В. Левченко та ін. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. 2023. № 39. С. 70–75. URL: https://doi.org/10.37406/2706-9052-2023-2.10.
15. Петушенко С. М., Тітлов О. С. Розробка систем охолодження для первинної низькотемпературної обробки та зберігання зерна дрібнонасіннєвих культур. Refrigeration Engineering and Technology. 2023. Т. 59, № 3. С. 167–181. URL: https://doi.org/10.15673/ret.v59i3.2661.
16. Бараболя О. В., Кириченко Д. В. Перспективні технології зберігання зерна під час надзвичайних ситуацій. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2022. № 4. С. 25–31. URL: https://doi.org/10.31210/visnyk2022.04.03.
17. Кирпа М. Особливості зберігання зерна у сховищах металевого типу. Пропозиція – Головний журнал з питань агробізнесу. 2025. URL: https://propozitsiya.com/ua/osoblyvosti-zberigannya-zerna-ushovyshchah-metalevogo-typu.
18. Кравець І. Як оцифрувати фермерське господарство. Пропозиція – Головний журнал з питань агробізнесу. 2019. № 11. URL: https://propozitsiya.com/ua/kak-ocifrovat-fermerskoe-hozyaystvo.
19. Ziegler V., Paraginski R. T., Ferreira C. D. Grain storage systems and effects of moisture, temperature and time on grain quality – A review. Journal of stored products research. 2021. Vol. 91. P. 101770. URL: https://doi.org/10.1016/j.jspr.2021.101770.
20. Quality classification of stored wheat based on evidence reasoning rule and stacking ensemble learning / H. Jiang et al. Computers and electronics in agriculture. 2023. Vol. 214. P. 108339. URL: https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.108339.
21. Kodali R. K., John J., Boppana L. IoT monitoring system for grain storage. 2020 IEEE international conference on electronics, computing and communication technologies (CONECCT). 2020. URL: https://doi.org/10.1109/conecct50063.2020.9198549.
22. Піскарьов О., Тимко В. Розробка та дослідження автоматизованої системи керування елеваторним комплексом. Матеріали конференції КІТ-2024. 2024. С. 220–222. URL: https://api.dspace.khadi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/e9cf722a-f7e2-4c2e-a239-c0f85c1d0f65/content.
23. Коваленко М. Економічне обґрунтування інноваційних технологій зберігання зерна. Економіка і суспільство. 2018. № 16. С. 348–356. URL: https://economyandsociety.in.ua/journals/16_ukr/53.pdf.
24. Агробізнес сьогодні. Автоматизація елеваторів та обліку зерна. Сучасні підходи та програмне забезпечення. URL: https://agro-business.com.ua/agrobusiness/item/29385-avtomatyzatsiia-elevatorivta-obliku-zerna-suchasni-pidkhody-ta-prohramnezabezpechennia.html.
25. Шмандій В. М., Климець В. В., Бахарєв В. С. Зменшення рівня екологічної небезпеки від пилових викидів зернових елеваторів. Екологічна безпека. 2014. № 1. С. 103–109. URL: https://www.kdu.edu.ua/EKB_jurnal/2014_1(17)/Pdf/103.pdf.
