Agrartechnische Forschung, Band 8 (2002)

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Dynamik der Geruchsfreisetzung aus einem Schweinestall - Teil 2 : Ergebnisse der parallelen Messungen mit der Olfaktometrie und der 'elektronischen Nase'
(2002) Brose, Gregor; Hartung, Eberhard; Jungbluth, Thomas
Die stark wechselnden Betriebsbedingungen in der Schweinehaltung durch klimatische und biologische Veränderungen (Temperatur- und Volumenstromänderungen zwischen Tag und Nacht sowie Sommer und Winter, zunehmende Tiermasse während der Mast, etc.) haben einen erheblichen Einfluss auf die Höhe der tatsächlichen Geruchsemission. Das Untersuchungsprogramm des vorgestellten Projektes umfasste die Messung jahreszeitlicher (Mastverlauf), tageszeitlicher und kurzfristiger (Fütterung) dynamischer Effekte der Geruchsfreisetzung sowie die Identifikation potentieller Einflussfaktoren auf die Höhe der Geruchsemission. Parallel zur ?EURzklassischen?EURoe Olfaktometrie wird eine ?EURzelektronische Nase?EURoe mit einem Chemosensor-Array von zehn Metalloxid-Sensoren eingesetzt. Die höchsten Geruchsemissionen werden an heißen Sommertagen, die niedrigsten an kalten Wintertagen ermittelt. Die Sensorsignale der ?EURzelektronischen Nase?EURoe zeigen zum einen deutliche Unterschiede an Tagen mit großen Volumenstromveränderungen. Zum anderen ermöglicht die kontinuierliche Messung mit der ?EURzelektronischen Nase?EURoe Veränderungen in der Gas- und Geruchsstoffzusammensetzung in der Abluft während der Fütterungszeiten aufzuzeigen. Aus den Messergebnissen werden Empfehlungen für die Geruchsprobenahme, für die Berücksichtigung jahreszeitlicher Schwankungen der Geruchsemission in Geruchsausbreitungsrechnungen und für den Einsatz von ?EURzelektronischen Nasen?EURoe zur Beurteilung von Geruchsemissionen abgeleitet.
Messung und Modellierung von Konzentrationsfluktuationen im Naturmaßstab - Freifeldversuche mit den Tracern Krypton-85 und Tetrahydrothiophen
(2002) Lung, Thomas; Müller, Hans-Joachim; Gläser, Manfred; Möller, Bernd
Für die Simulation von Geruchshäufigkeiten im Umfeld von Tierhaltungsbetrieben oder Industrieanlagen benötigt man ein Modell zur Häufigkeitsverteilung der Konzentration. Hier werden meist zweiparametrige Verteilungsfunktionen verwendet, die abhängig vom Mittelwert und der Varianz der Geruchsstoffkonzentration Aussagen zur Auftrittshäufigkeit liefern. Um zu überprüfen, wie gut die Simulationen mit der Wirklichkeit übereinstimmen, werden die Berechnungsergebnisse mit Meßdaten verglichen. Man nennt diesen Prüfungsschritt im Modellbau auch Validierung. Freifeldversuche mit Tracern dienen dazu, das Ausbreitungs- und Fluktuationsverhalten von Spurenstoffen im atmosphärischen Windfeld zu untersuchen. Will man insbesondere die Konzentrationsfluktuationen von Geruchsstoffen analysieren, so müssen zeitlich hoch auflösende Meßtechniken eingesetzt werden, da Gerüche von der menschlichen Nase innerhalb einer Sekunde wahrgenommen werden können. In dieser Untersuchung dient als Tracer das künstlich hergestellte Gas Krypton-85, dessen Konzentration in verschiedenen Quellenentfernungen jeweils durch eine Gruppe von Detektoren in 1sekündigen Abständen gemessen wurde. Aus den Meßdaten werden Mittelwerte, Varianz und höhere statistische Momente der Tracerkonzentration gebildet und mit den entsprechenden Ergebnisgrößen von Modellsimulationen verglichen. Beobachtete und simulierte ?oeberschreitungshäufigkeiten werden einander gegenübergestellt und die statistischen Eigenschaften der verwendeten Modelle diskutiert. Lassen sich nun die Ergebnisse der Tracermessung unmittelbar auf Geruchshäufigkeiten übertragen? Um diese Frage zu klären, wurde bei einigen Feldversuchen gleichzeitig zum Tracer Krypton-85 das Odoriermittel Tetrahydrothiophen freigesetzt, dessen Geruchswirkungen von Probanden an ausgewählten Detektorpositionen zu registrieren waren. Anders als bei der genauen und eindeutigen Tracermessung werden Gerüche aber gefühlsabhängig wahrgenommen und bewertet, so daß die ?oebertragung der meßtechnisch ermittelten ?oeberschreitungshäufigkeit auf die sensorisch festgestellte Wahrnehmungshäufigkeit einer statistischen Absicherung bedarf.
Braunkohle mindert Gülleemissionen - Grundlagenuntersuchungen zur Minderung von Emissionen aus Gülle durch Behandlung mit feinkörniger Braunkohle
(2002) Hörnig, Günter; Brunsch, Reiner; Biegel, Anita; Noack, Michael
Als Alternative zu Schwimmschichten aus Gülle und Stroh ist feinkörnige Lausitzer Braunkohle mit Dosierungen von 3 und 5 Masse-% im Labor getestet worden. Es wurden drei Versuchsreihen mit Gülle im praxisüblichen Trockensubstanzbereich durchgeführt: Rindergülle mit TS von 5 %; 7 % und 8,9 % sowie Schweinegülle mit TS von 5,2 % und 7,6 %. Feinkörnige Braunkohle bildet mit aufschwimmenden Gülleteilchen dichte Schwimmdecken, die eine drastische Senkung der Geruchsstoffemissionen bewirken. Die Minderung betrug bei ungestört lagernder Rindergülle etwa 70 %, nach der Homogenisierung 90 % bis 98 %. Bei Schweinegülle wurde eine Reduzierung von 92 % bis 98 % erreicht, sowohl vor als auch nach der Homogenisierung. Die Braunkohlezugabe senkt den pH-Wert der Gülle um etwa 0,2 bis 0,3 Einheiten und die NH3-Freisetzung um bis zu 30 %. Die Behandlung von Schweinegülle mit feinkörniger Braunkohle verbessert die Voraussetzungen für eine effektive Fest-Flüssig-Trennung in ein gut förderbares Fugat und einen transportwürdigen Feststoff mit hohem Nährstoff- und Humingehalt. Untersuchungen zur Nutzung des hohen Humingehaltes der Lausitzer Braunkohle für die Langzeithumusbildung sind noch durchzuführen. Ebenso sind noch Fragen der verfahrenstechnischen Ausgestaltung und der ökonomischen Effizienz der Behandlung von Gülle mit Braunkohle zu klären.
Verfahren der Landnutzung zur Offenhaltung ehemaliger Truppenübungsplätze
(2002) Prochnow, Annette; Schlauderer, Ralf
Auf den Truppenübungsplätzen befinden sich großflächig naturschutzfachlich wertvolle Offenbiotope, deren Erhaltung gezielte Offenhaltungsmaßnahmen erfordert. Mögliche Verfahren sind die Beweidung mit Haustieren oder Wildtieren, das Mähen und Räumen oder Mulchen, das Freilegen des Bodens durch Bodenbearbeitungsgeräte oder Abplaggen, das kontrollierte Brennen und das Entbuschen. Kenntnisdefizite bestehen hinsichtlich der Auswirkungen der Verfahren auf Vegetation und Fauna, der Verfahrensgestaltung und der Aufwendungen unter den spezifischen Bedingungen der Truppenübungsplätze. Auf der Grundlage von Befragungen der Maßnahmeträger, begleitender verfahrenstechnischer Messungen und Literaturangaben werden Ergebnisse zur Verfahrensgestaltung und ökonomischen Bewertung vorgestellt.
Ferkelaufzucht mit Rohrbreiautomat oder Intervallfütterung
(2002) Snell, Hinrich; Hofsommer, Jürgen; Van den Weghe, Herman
Während zweier Durchgänge wurde ein neu entwickelter Intervallfütterungsbreiautomat mit einem konventionellen Rohrbreiautomaten hinsichtlich der Eignung für die Ferkelaufzucht verglichen. Der Einsatz des Intervallfütterungsbreiautomaten führte nicht zu einer Verbesserung der Aufzuchtleistung aber zu einem erhöhten Futterverbrauch. Als mögliche Ursache ist die Gestaltung des Futtertroges sowie die Art der Futterdosierung zu diskutieren. Auch das Tierverhalten wurde signifikant durch das Fütterungssystem beeinflusst. Am Rohrbreiautomaten wurden mehr Fressvorgänge beobachtet, weniger Tiere bekundeten Interesse am Fressen, ohne es tatsächlich zu tun. Die Ergebnisse des ersten Durchgangs deuten darauf hin, dass bei einer vergleichsweise restriktiven Einstellung von Intervallfütterungsbreiautomaten mit vermehrten Aggressionen zu rechnen ist.
Umweltgerechte Mastschweinehaltung II - Emissionsratenvergleich
(2002) Gallmann, Eva; Hartung, Eberhard; Jungbluth, Thomas
Im Rahmen von kontinuierlichen Emissionsmessungen von Ammoniak (NH3), Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) zur Beurteilung der Umweltwirkung von Mastschweinehaltungssystemen wurden ein Vollspaltenstall mit Zwangslüftung (VSP) und ein frei belüftetes Haltungssystem mit getrennten Klimabereichen (GK) untersucht. Durch die Langzeitmessung über vier aufeinanderfolgende Mastdurchgänge von Oktober 1999 bis April 2001 wurden einerseits ausreichend Daten für verschiedene Jahreszeiten und Mastabschnitte gewonnen und andererseits konnte eine umfassende Datenprüfung und Selektion gemäß eindeutiger Prüfkriterien vorgenommen werden. Für den Vergleich der Emissionsraten auf Basis der Tagesmittelwerte wurden durchschnittlich 60 % der Messtage bzw. Daten berücksichtigt. Die Randbedingungen Stallbelegung in Großvieheinheiten und Flüssigmistparameter unterschieden sich in den Haltungssystemen VSP und GK nicht wesentlich. Ein Anstieg des Ammonium-Stickstoff-Gehalts im Flüssigmist mit zunehmender Mastdauer und Flüssigmistmenge von etwa 2 auf 5 g/kg in der Frischsubstanz war zu verzeichnen. Die Lufttemperatur und rel. Luftfeuchte im Innenraum des Systems GK folgte weitgehend den Außenbedingungen. Die Innenraumtemperaturen lagen grundsätzlich und auch an warmen Tagen unterhalb der Werte für das System VSP. Für die rel. Luftfeuchte hingegen galt das Gegenteil mit eindeutig höheren Werten für das System GK. Klare Unterschiede waren ebenso zwischen den Haltungssystemen durch die unterschiedliche Funktionsweise der Lüftungssysteme zu erkennen mit v.a. im Winter 2 bis 4-fach höheren Volumenströmen im System GK im Vergleich zur z.B. Winterluftrate der Zwangslüftung im System VSP. Die Gaskonzentrationen in der Abluft des Systems VSP wiesen meist deutlich höhere Werte auf. Die Tagesmittelwerte der NH3, CO2 und CH4-Emissionsraten [(g/d)*GV-1] schließlich waren bei allen berücksichtigten Messtagen für das System GK etwa um den Faktor 1,5 geringer als im System VSP. Der Vergleich der mittleren Emissionsraten pro Mastdurchgang zwischen den Haltungssystemen ergab einen höchst signifikanten Unterschied zugunsten des Haltungssystems GK. Der Mittelwert der Emissionsrate für einen Mastdurchgang lag bei den vier beobachteten Mastdurchgängen für NH3 im System GK zwischen 67 bis 96 (g/d)*GV-1und im System VSP zwischen 100 bis 149 (g/d)*GV-1. Die CO2-Emissionsraten rangierten zwischen 10 bis 13 (kg/d)*GV-1 (GK) bzw. 17 bis 23 (kg/d)*GV-1 (VSP). Ebenfalls waren die Mittelwerte pro Mastdurchgang der CH4-Emissionsraten im System GK mit 17 bis 36 (g/d)*GV-1 geringer als im System VSP mit 62 bis 134 (g/d)*GV-1.
Ferkelaufzucht im Außenklimastall - Tiergerechtheit und biologische Leistungen
(2002) Snell, Hinrich; Dellwisch, Stephan; Van den Weghe, Herman
In einem Außenklimastall für Aufzuchtferkel in Großgruppenhaltung wurden während der kalten Jahreszeit das Stallklima sowie das Verhalten und die biologischen Leistungen der Tiere während zweier Durchgänge untersucht. Die Ergebnisse belegen, daß das untersuchte Haltungssystem trotz einer einfachen Bauausführung gute tierische Leistungen ermöglicht. Zahlreiche, insbesondere technische, Indikatoren legen nahe, daß das untersuchte Haltungssystem als tiergerecht bezeichnet werden kann.
Prozesssicherheit Landmaschinenelektronik - Gerät steuert Traktor
(2002) Martinus, Marcus; Freimann, Rüdiger
In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützten Projekt ?EURzProzesssicherheit Landmaschinenelektronik?EURoe sollen elektronisch geregelte Arbeitsprozesse und Automatiken bei Traktor/Geräte-Kombinationen und selbstfahrenden Landmaschinen hinsichtlich ihrer funktionalen Sicherheit untersucht werden. Ziel ist es, ein Konzept aus Entwicklungsschritten, Methoden und Werkzeugen zu erarbeiten, welches die sicherheitsgerechte Entwicklung der mechatronischen Systeme ermöglicht. Die Methoden der System- und Risikoanalyse sowie ein durchgängiges Entwicklungsmodell für elektronische Steuerungen stehen dabei im Mittelpunkt und werden allgemein und anhand eines Beispiels beschrieben
Umweltgerechte Mastschweinehaltung III - Tageszeitliche Effekte
(2002) Gallmann, Eva; Hartung, Eberhard; Jungbluth, Thomas
Im Rahmen von kontinuierlichen Emissionsmessungen im Hohenheimer Versuchsstall für Mastschweine wurde ein konventioneller Vollspaltenstall mit Zwangslüftung (VSP) mit einem frei belüfteten Haltungssystem mit getrennten Klimabereichen (GK) über vier Mastdurchgänge von Oktober 1999 bis April 2001 verglichen. Die Beschreibung und Analyse von tageszeitlichen Effekten und des Emissionsverlaufs ist Schwerpunkt des dritten Beitrages der Artikelreihe zur Umweltgerechten Mastschweinehaltung. Anhand der Verläufe von drei beispielhaft ausgewählten Messzeiträumendes zweiten Mastdurchganges sowie multiplen Regressionsanalysen wurde untersucht, durch welche Variablen die verschiedenen Tagesverläufe der NH3- und CO2-Emission hauptsächlich bestimmt wurden und inwieweit Ansatzpunkte zur Beeinflussung des Tagesverlaufs im Rahmen von Emissionsminderungsstrategien bestehen. Im Haltungssystem VSP zeigten sich in ?oebereinstimmung mit der Literatur vorwiegend positive Zusammenhänge zwischen Temperatur, Volumenstrom und Emission. Im Haltungssystem GK hingegen wurde eine Abnahme der Emission bei steigenden Volumenströmen, die in der Regel besonders bei geringeren Temperaturen auftraten, beobachtet. Die durch die Fütterungszeiten stark beeinflusste Tieraktivität spiegelte sich in deutlichen Spitzen derCO2-Konzentration und -emission sowie auch der NH3-Emission wieder. Der Anteil der erklärbaren Varianz des Tagesverlaufs der Emissionsraten für die ausgewählten Messzeiträume durch Variablen, die praktikabel in einer Stallklimaaufzeichnung und -steuerung genutzt und gegebenenfalls im Rahmen von Emissionsminderungsmaßnahmen beeinflussbar wären, lag im Haltungssystem VSP für NH3 zwischen 12 % und 75 % und CO2 bei 39 % bis 47 %. Im Haltungssystem GK ist der Anteil der erklärbaren Varianz geringer mit 52 % bis 64 % (NH3) bzw. 18 % bis 28 % (CO2).
Möglichkeiten einer gemeindeumfassenden Gewannebewirtschaftung am Beispiel Zeilitzheim
(2002) Rothmund, Matthias; Auernhammer, Hermann; Demmel, Markus
Eine Virtuelle Flurbereinigung in Form einer Gewannebewirtschaftung ganzer Gemarkungen bietet Landwirten in klein strukturierten Gebieten die Möglichkeit, die Vorteile steigender Schlaggrößen ohne die Durchführung eines oft schwierig durchzusetzenden Flurneuordnungsverfahrens kurz- und langfristig zu nutzen. Die Verringerung von Zeitaufwand, benötigten Betriebsmitteln, Vorbeetflächen und ?oeberlappungen entlasten die Umwelt, den Boden und den Geldbeutel des Landwirts gleichermaßen. Durch die Nutzung der automatisierten Betriebsdatenerfassung können hierbei alle Erträge und Aufwände der gemeinsam genutzten Gewanne besitzgerecht den beteiligten Landwirten zugeordnet werden.
Membranen zur Aufarbeitung von Milchsäure aus Getreide
(2002) Reimann, Winfried
Das aus der Fermentation bei der Herstellung von Milchsäure aus Getreidehydrolysaten kommende Reaktionsgemisch enthält neben der Milchsäure, die als Natriumlactat vorliegt, Verunreinigungen, die je nach Art und Reinheitsanforderungen an das Produkt beseitigt werden müssen. Membranverfahren werden zunehmend als Alternative zu den konventionellen Verfahren eingesetzt. Dazu zählen die Nanofiltration in der Fahrweise als Diafiltration sowie die Elektrodialyse. Mit diesen Verfahren können nicht nur ungeladene Komponenten wie Zucker und Proteine, sondern auch Fremdionen wie Chloridionen, aus dem Zielproduktentfernt werden.
Energieeffizienz brasilianischer Hammermühlen beim Zerkleinern von Mais
(2002) Scholz, Volkhard; Pereira Dias, Gutemberg; Rodrigues, Denilson Eduardo; Coelho, Ronaldo Flora Flora
Ein nach der jüngsten Energiekrise in Brasilien verabschiedetes Gesetzverbietet die Herstellung und Vermarktung von Maschinen mit ungünstigem energetischen Wirkungsgrad. Im Rahmen eines deutsch-brasilia-nischen Projektes wurde daher ein Messstand errichtet und der Energie-konsum und die Mahlqualität von fünf brasilianischen Hammermühlen DPM beim Mahlen von Mais ermittelt und bewertet. Darüber hinauswurde die Gültigkeit von verschiedenen aus der Literatur bekannten energetischen Kalkulationsmodellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss von Durchsatz, Drehzahl und Sieblochdurchmesser auf den spezifischen Energieverbrauch sowie dessen Abhängigkeit vom Zerkleinerungsgrad des Materials.
Abgasemissionen biogasbetriebener Blockheizkraftwerke
(2002) Schlattmann, Markus; Effenberger, Mathias; Gronauer, Andreas
Zur Ermittlung des tatsächlichen Emissionsaufkommens von landwirtschaftlichen Biogas-BHKW wurden die Abgasemissionen ausgewählter Praxisanlagen mit Zündstrahlmotoren über einen längeren Zeitraum untersucht. Die Emissionsgrenzwerte der TA Luft konnten dabei von keinem gemessenen Aggregat vollständig eingehalten werden. Diese Grenzwerte für Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von insgesamt 1 MW oder mehr können nach dem Ermessen der Genehmigungsbehörde auch bei baurechtlichen Genehmigungsverfahren kleinerer Anlagen, wie sie in der landwirtschaftlichen Biogaspraxis verbreitet sind, angewandt wer-den. Für diese sind gegebenenfalls praxisorientiertere Emissionsbegrenzungen, wie beispielsweise vom Bayerischen Landesamt für Umwelt-schutz empfohlen, einhaltbar. Optimierte Motoreinstellungen und regel-mäßige Wartungsarbeiten könnten das Emissionspotenzial erheblich senken.

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