Applikation von Ureaseinhibitoren in der Milchviehhaltung zur Minderung von Ammoniakemissionen| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung | | Beteiligte: | Leinker, Martin | | Förderer: | Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) | Mitwirkende
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| Institut für Agrartechnik, Universität Hohenheim | | Stichwörter: | Ammoniakemissionen; Ureaseinhibitoren; Ureaseaktivität; Freisetzung; Flüssigmist; Tierhaltung | | Laufzeit: | 1.7.2003 - 31.12.2006 | | Inhalt und Ziele: | Die momentanen und zukünftig zu erwartenden Entwicklungen der internationalen und nationalen Rahmenbedingungen zeigen sehr deutlich auf, dass ein essentieller Bedarf und hohes öffentliches Interesse an effizienten, finanziell tragbaren und praxistauglichen Maßnahmen zur NH3-Emissionsreduzierung aus Nutztierställen besteht. Die Applikation des Ureaseinhibitors NBTPT auf Laufflächen erwies sich bei Untersuchungen in den USA und UK als wirkungsvolles Instrument zur Reduktion von NH3-Emissionen. Nicht ausreichend geklärt werden konnten hierbei jedoch anwendungsspezifische Fragen zum Dosis-Wirkungsverhalten und zur optimalen Applikation. Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit war die Untersuchung des Ammoniakminderungspotentials von neuen Ureaseinhibitoren durch die Applikation auf emittierenden Oberflächen im Labor und im Praxisstall. In der Praxis wurde der wirkungsvollste neue Inhibitor (Typ D) getestet und eine prinzipielle Applikationsstrategie für dessen Einsatz unter Stallbedingungen untersucht.
Das Verbundprojekt Ureaseinhibitoren in der Landwirtschaft wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziell unterstützt.
| | Kontakt: | Hartung, Eberhard
Telefon +49 431 880-2107, Fax +49 431 880-4283, E-Mail: ehartung@ilv.uni-kiel.de
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Fish in vivo Online Monitoring für die Plattfisch-Aquakultur| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung, Dr. Eiko Thiessen | | Förderer: | Innovationsstiftung Schleswig-Holstein | Mitwirkende
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| bbe Moldaenke | | ECOMARES GmbH & Co. KG | | Stichwörter: | Bildanalyse; Aquakultur | | Laufzeit: | 1.5.2006 - 31.12.2007 | | Inhalt und Ziele: | "Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Methodik der Größenerkennung von lebenden Plattfischen (Steinbutt) in geschlossenen Kreislaufsystemen mittels Bildanalyse. Hierbei werden die Konturen der Fische im definierten Abstand erfasst und zur Berechnung der Fischfläche und den sich daraus ableitenden geometrischen Parametern verwendet.
Der Steinbutt (Psetta maxima) wird in der ECOMARES Kreislaufanlage in Büsum produziert, in welcher sich intensiv bemüht wird, technologische Fortschritte zu erzielen und diese Technik auch für andere Fischarten und Standorte einzusetzen. ECOMARES wird das Projekt unterstützen, indem es das Untersuchungsmaterial (lebende Fische) bereitstellt und die Möglichkeiten bietet, während des Produktionszeitraums Testmessungen unter Praxisbedingungen in Büsum durchzuführen.
Das Projektziel ist die Entwicklung einer Prinziplösung, welche mittels Bildanalyse den zeitlichen Verlauf der Größen- und Masseverteilung (Häufigkeitsverteilung) einer Fischgruppe in Becken von Kreislaufanlagen automatisch und kontinuierlich beschreiben kann. Die Basis Hard- und Software für das hierzu anzupassende Kamerasystem sowie das damit verbundene know-how bringt der Projektpartner bbe Moldaenke mit ein, welcher ein Kamerasystem zum Biomonitoring mittels Zebrafischen entwickelt und bereits seit längerer Zeit erfolgreich kommerziell vertreibt.
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| | Kontakt: | Thiessen, Eiko
Telefon +49 431 880-3790, Fax +49 431 880-4283, E-Mail: ethiessen@ilv.uni-kiel.de
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Förderung der Mulchsaat durch Entwicklung und Erprobung einer Sensor- und Verfahrenskombination zur Präzisionsbodenbearbeitung| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung | | Beteiligte: | M.Sc.agr. Harm Drücker | | Förderer: | Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) | Mitwirkende
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| Universität Kassel/Witzenhausen | | Fachhochschule Kiel | | Amazonen Werke | | Stichwörter: | Präzisionsbodenbearbeitung; präziser Landbau; Mulchsaat; Bodenunterschiede; Strohmulchauflagen; Bodenbedeckung; Bodenleitfähigkeitsmessungen; Bodenkarten; Ertragskarten | | Laufzeit: | 1.4.2007 - 28.2.2010 | | Inhalt und Ziele: | Die Mulchsaat zeichnet sich im Gegensatz zur konventionellen Bodenbearbeitung mit Pflug durch einen geringeren Abtrag von Boden und Nährstoffen durch Wind- und Wassererosion sowie durch einen geringeren Kraftstoffverbrauch und eine höhere Schlagkraft aus. Um jedoch das Ertragspotential des Bodens voll auszunutzen ist eine präzise Bodenbearbeitung hinsichtlich unterschiedlicher Mulchauflagen und Bodenarten innerhalb eines Schlags unverzichtbar. Im Rahmen des Projekts wird ein Verfahren untersucht die Intensität der Bodenbearbeitung zur Mulchsaat anhand der Strohmulchauflage die mit optischen Sensoren während der Überfahrt ermittelt wird (Online-Ansatz), sowie anhand von Bodenkarten die mit Bodenleitfähigkeitsmessungen (EM38) oder möglicherweise auch mit Ertragskarten und Höhenkarten vorab erstellt wurden (Offline-Ansatz), zu regeln.
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Modellgestützte Überwachung und Steuerung von Biogasanlagen auf Basis von Nahinfrarotspektroskopie| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung, Andree, Helga | | Beteiligte: | Dipl.-Biol. Hans Fabian Jacobi | | Förderer: | Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V. | | Stichwörter: | Nahinfrarotspektroskopie, NIRS, Biogas | | Laufzeit: | 1.8.2006 - 31.7.2009 | | Inhalt und Ziele: | "Biogasanlagen werden derzeit mit unzureichender Messtechnik zur Prozessüberwachung betrieben. Der Prozess wird als ""Black-Box"" betrachtet und unterhalb der möglichen Auslastung gefahren, um das Risiko der Versäuerung zu minimieren. Die prozessbegleitende Überwachung der Gärsubstrate beschränkt sich überwiegend auf laboranalytische Stichprobenuntersuchungen, die kostenintensiv sind und keine Echtzeitdaten generieren. Aufgrund dieser fehlenden kontinuierlichen Messmöglichkeiten ist es derzeit nicht möglich, zeitnah die entsprechenden optimalen Raumbelastungen zu ermitteln, den Prozess kontinuierlich zu überwachen sowie prognoseorientiert regelnd in diesen einzugreifen.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Implementierung eines Online-Nahinfrarotspektroskopie-Sensors in Biogasanlagen zur kontinuierlichen Erfassung der Stoffströme im Zu- und Ablauf der einzelnen Prozessstufen (simultane Echtzeiterfassung komplexer heterogener Stoffströme bezüglich TS, oTS, FOS, Essigsäure, Propionsäure, Ammonium, pH und TAC). Unter Einbeziehung ergänzender Prozessdaten sollen dann auf Basis dynamischer Modelle Simulationen für die Zeitverläufe relevanter Zustandsgrößen aktueller oder angenommener zukünftiger Situationen und Anlagenkonfigurationen durchgeführt werden.
Mit Hilfe detaillierter Prozessdaten und eines Prognosemodells erhält der Anlagenbetreiber einen Einblick in den Ablauf wesentlicher biologischer Prozesse und kann diese Informationen zur direkten Unterstützung in der Betriebs- und Prozessführung nutzen. Unter Einbindung der laufend aufgezeichneten Prozessdaten und der regelmäßig aktualisierten Online-Prognosen kann eine schrittweise Annäherung der Anlagenbeschickung bis zur Auslastungsgrenze erfolgen und die Raum-Zeit-Ausbeute optimiert werden. Potentielle Extremzustände und Störfaktoren können so frühzeitig erkannt und verhindert und somit Prozessrisiken minimiert werden. "
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Modellgestütztes Stoffstrommanagement im System Boden-Pflanze-Fermenter, Teilprojekt 1: Charakterisierung von Substratqualität und Methanausbeute in einem modularen Biogas-Prozesslabor| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung, Andree, Helga | | Beteiligte: | Dr. agr. Susanne Ohl, Dipl.-Biol. | | Förderer: | EFRE-unterstütztes Regionalprogramm 2000 | Mitwirkende
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| FuE-Zentrum FH Kiel GmbH | | Stichwörter: | maximaler Biogasertrag; Batch-Ansatz; Hohenheimer Biogasertragstest; Durchflussfermenter | | Laufzeit: | 1.11.2006 - 31.12.2008 | | Inhalt und Ziele: | Das Gärverhalten von Energiepflanzen wird durch a) Ermittlung des maximalen Biogasertrags im Batch-Ansatz und b) Ermittlung des technisch realisierbaren Biogasertrags im kontinuierlichen Ansatz bestimmt.Die grundsätzliche Charakterisierung der Substarte erfolgt mit dem Hohenheimer Biogasertragstest und im Batch-Fermenter, die Substarte variieren nach Pflanzenart, Produktionsintensität und Erntezeitpunkt. Ausgewählte Varianten werden im kontinuierlichen Ansatz im Durchflussfermenter untersucht, unterschiedliche Praxisbedingungen werden simuliert.
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Nahinfrarotspektroskopie zur Prozesskontrolle und Mixturoptimierung in Praxis-Biogasanlagen| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung, Andree, Helga | | Beteiligte: | Dipl.-Ing. agr. Rainer Junge | | Förderer: | Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH | | Ministerium für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr des Landes Schleswig-Holstein | | EFRE-unterstütztes Regionalprogramm 2000 | | Stichwörter: | NIRS, Nahinfrarot, Spektroskopie, Biogas, Prozess, Kontrolle, Mixtur, Optimierung, Praxis | | Laufzeit: | 31.10.2006 - 31.12.2008 | | Inhalt und Ziele: | "Biogasanlagen stellen einen wichtigen Beitrag zur Energieerzeugung mit regenerativen Energieträgern dar. Sie werden aus wirtschaftlichen Gründen mit Mischungen unterschiedlicher Substrate betrieben. Die Mischungsverhältnisse bestimmen maßgeblich die Gasausbeute und damit den wirtschaftlichen Erfolg der Anlagen. Fehler z.B. in Menge, Zusammensetzung oder Frequenz der Substratzuführung aber auch Mängel in der Prozessführung können zu erheblichen Mindererträgen in der Gasausbeute, im Extremfall sogar zum Zusammenbruch der Gasproduktion führen. Den in der landwirtschaftlichen Praxis heute vorkommenden Biogasanlagen fehlen Mess- und Regelsysteme, mit denen die Stoffströme im Prozess möglichst kontinuierlich und on-line sowie nicht invasiv charakterisiert werden können und auf deren Ergebnissen das für die Methangärung jeweilige optimale Mischungsverhältnis der Substrate sowie die optimalen hydraulischen Verweilzeiten ermittelt werden kann. Der am Institut für landwirtschaftliche Verfahrenstechnik der CAU entwickelte NIR-Durchflusssensor (TENIRS) ermöglicht grundsätzlich die kontinuierliche Analyse der Inhaltsstoffe von Suspensionen bzw. Substraten im Biogasprozess.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es mittels eines NIR-Durchflusssensors die Dynamik in der Veränderung der Inhaltstoffe während des Biogasprozesses an einer Auswahl praxistypischer Biogasanlagen repräsentativ zu beschreiben. Parallel hierzu werden auf den Praxisanlagen die jeweiligen Prozessparameter und Anlagenleistung ermittelt. Auf Basis der so ermittelten Gesamtdaten werden Zusammenhänge abgeleitet, die eine Einschätzung des jeweils optimalen Substratmischungsverhältnisses sowie der optimalen hydraulischen Verweilzeit ermöglichen und somit langfristig zur Prozessführung und regelung genutzt werden können.
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Nährstoffgesteuerte Gülleausbringung| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung, Andree, Helga | | Beteiligte: | M.Sc.agr. Axel Zimmermann | | Förderer: | Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) | | Stichwörter: | NIRS; Gülle; Gülleausbringung; nährstoffgesteuerte Gülleausbringung | | Laufzeit: | 1.1.2006 - 31.12.2008 | | Inhalt und Ziele: | Projektziel ist die Entwicklung und praktische Erprobung eines Verfahrens zur nährstoffangepassten Gülleausbringung auf der Basis eines kontinuierlich arbeitenden NIR-Sensors zur Ermittlung der Nährstoffkonzentrationen in der Gülle. Das System wird eine präzise, pflanzen- sowie umweltgerechte Ausbringung von Gülle ermöglichen.
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NIR-Sensor zur on-line Bestimmung der Getreidequalität während des Druschvorganges| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung, Prof. Dr. Edmund Isensee | | Beteiligte: | Ewers, Martin | | Förderer: | John Deere | | Stichwörter: | NIRS; Getreide; on-line Messung; Qualitätskartierung; Mähdrescher | | Laufzeit: | 1.7.2005 - 31.12.2007 | | Inhalt und Ziele: | Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) kann dazu verwendet werden, kontinuierlich genaue Informationen über wertbestimmende Anteile (z.B. Protein, Stärke, Ölgehalt) im Getreide zu liefern.
Im Rahmen des Projekts wurde ein Mess-System entwickelt, das diese Technologie in einen Mähdrescher integriert und im Verlauf des Projektes unter Feldbedingungen getestet wurde.
| | Kontakt: | Hartung, Eberhard
Telefon +49 431 880-2107, Fax +49 431 880-4283, E-Mail: ehartung@ilv.uni-kiel.de
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Vergleich neuartiger Ureaseinhibitoren zur Reduktion von Ammoniak-Emissionen unter Laborbedingungen| Projektleitung: | Prof. Dr. Eberhard Hartung | | Beteiligte: | Reinhardt-Hanisch, Annett | | Förderer: | Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) | Mitwirkende
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| Institut für Agrartechnik, Universität Hohenheim | | Laufzeit: | 1.8.2003 - 31.1.2007 | | Inhalt und Ziele: | Cattle husbandry is the main source of agricultural ammonia emissions. The major part of these ammonia emissions is released from cattle houses. Thus especially strategies to cut the ammonia release on housing level promise to be very effective to lower the emissions. Therefore the aim of this research project is to test the effectiveness of different novel urease inhibitors in order to reduce the urea breakdown, ammonia emissions from animal facilities respectively and to compare their reduction potential to the commercially available urease inhibitor N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBTPT). A standardised laboratory measuring system is used to detect the inhibitor with the best reduction potential and to study the dose-effect relationships of the inhibitor under laboratory conditions.
| | Kontakt: | Hartung, Eberhard
Telefon +49 431 880-2107, Fax +49 431 880-4283, E-Mail: ehartung@ilv.uni-kiel.de
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