MUT GmbH NIR speedspy onboard manure - mit Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1”

DLG-ANERKANNT "Inhaltsstoffe in Rindergülle, in Schweine- gülle, in Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle und in flüssigem Gärrest"

Abbildung DLG-ANERKANNT für MUT GmbH

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Prüfbericht 7122

Abbildung MUT GmbH NIR speedspy onboard manure - mit Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1”

Das Prüfzeichen

Ein Prüfzeichen „DLG-ANERKANNT in Einzelkriterien“ wird für landtechnische Produkte verliehen, die eine umfangsreduzierte Gebrauchswertprüfung der DLG nach unabhängigen und anerkannten Bewertungskriterien erfolgreich absolviert haben. Die Prüfung dient zur Herausstellung besonderer Innovationen und Schlüsselkriterien des Prüfgegenstands. Der Test kann Kriterien aus dem DLG-Prüfrahmen für Gesamtprüfungen enthalten oder sich auf andere wertbestimmende Merkmale und Eigenschaften des Prüfgegenstandes fokussieren. Die Mindestanforderungen, die Prüfbedingungen und -verfahren sowie die Bewertungsgrundlagen der Prüfungsergebnisse werden in Abstimmung mit einer DLG-Expertengruppe festgelegt. Sie entsprechen den anerkannten Regeln der Technik sowie den wissenschaftlichen und landwirtschaftlichen Erkenntnissen und Erfordernissen. Die erfolgreiche Prüfung schließt mit der Veröffentlichung eines Prüfberichtes sowie der Vergabe des Prüfzeichens ab, das fünf Jahre ab dem Vergabedatum gültig ist.

Die DLG-Prüfung zur „Präzision von NIR Sensoren zur Bestimmung von Inhaltsstoffen in vorbeiströmendem Wirtschaftsdünger tierischer Herkunft und flüssigen Gärresten aus Rinder- oder Schweinegüllen mit nachwachsenden Rohstoffen“ wurde am „NIR speedspy onboard manure“ mit dem Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1” der Firma m-u-t GmbH durchgeführt.

Die Messungen zur Inhaltsstoffbestimmung in flüssigen Wirtschaftsdüngern fanden in Rinder- und Schweinegülle, Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle sowie in flüssigem Gärrest aus Rinder- oder Schweinegüllen mit nachwachsenden Rohstoffen statt. In jeder Gülleart wurden auf landwirtschaftlichen Betrieben fünf verschiedene Praxisgüllen mit dem geprüften Sensor auf ihre Gehalte an Trockenmasse (TM in Gew. %), Gesamtstickstoff (NGesamt in kg/m3), Ammoniumstickstoff (NH4-N in kg/m3), Phosphorpentoxid (P2O5 in kg/m3) und Kaliumoxid (K2O in kg/m3) untersucht und beprobt. Die genommenen Proben wurden von insgesamt fünf verschiedenen, akkreditierten Fachlaboren mit amtlich anerkannten, vorzugsweise nasschemischen Verfahren analysiert. Für jeden Inhaltsstoff und jede Wirtschaftsdüngerart wurden die Mittelwerte aus den Ergebnissen der Laboranalysen berechnet. Zur Bewertung wurden die Differenzen zwischen dem vom NIR-Sensor ermittelten Wert und dem Mittelwert der Labore als relative Messabweichung ermittelt. Die Präzision des Sensors wurde zudem bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten überprüft. Andere Kriterien wurden nicht geprüft.

Beurteilung – kurz gefasst

Aufgrund der erzielten Ergebnisse wird dem „NIR speedspy onboard manure” mit dem Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1” der Firma m-u-t GmbH das DLG-Prüfzeichen „DLG-ANERKANNT in Einzelkriterien“ bei der Messung von Inhaltsstoffen in flüssigen Wirtschaftsdüngern für die in Tabelle 1 aufgeführten Parameter verliehen.

 

Tabelle 1: Anerkannte Parameter – Ergebnisse im Überblick

DLG-Qualitätsprofil 
InhaltsstoffBewertung*
Rindergülle 
Trockenmasse (TM)
Gesamtstickstoff (NGesamt)
Ammoniumstickstoff (NH4-N)
Phosphorpentoxid (P2O2)
Kaliumoxid (K2O)
Schweinegülle 
Trockenmasse (TM)
Gesamtstickstoff (NGesamt)
Ammoniumstickstoff (NH4-N)
Phosphorpentoxid (P2O2)
Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle 
Trockenmasse (TM)
Gesamtstickstoff (NGesamt)
Phosphorpentoxid (P2O2)
Kaliumoxid (K2O)
Flüssiger Gärrest aus Rinder- oder Schweinegüllen mit nachwachsenden Rohstoffen 
Trockenmasse (TM)
Gesamtstickstoff (NGesamt)
Ammoniumstickstoff (NH4-N)
Phosphorpentoxid (P2O2)

*    Bewertungsbereich: Anforderung erfüllt (✔ ) Anforderung nicht erfüllt (X)

Das Produkt

Über eine Auswerteeinheit werden die Messdaten aufbereitet und im Microcomputer mithilfe entsprechender, für die zu bestimmenden Kenngrößen hinterlegten Kalibriermodellen in Messwerte mit Einheitenangaben umgerechnet. Der Messvorgang erfolgt kontinuierlich an dem vorbeiströmenden Wirtschaftsdünger. Im Messmodus werden sekündlich Messwerte ausgegeben. Je nach Bedarf können Mittelwerte für anwenderbestimmte Zeitintervalle oder Live-Werte in Echtzeit angezeigt werden.

Der Hersteller gibt für das im System verwendete Kalibrationsmodell die in Tabelle 2 dargestellten Messbereiche an.

Bild 2: Funktionsprinzip und Systemaufbau „NIR speedspy onboard manure“
Bild 2: Funktionsprinzip und Systemaufbau „NIR speedspy onboard manure“

Tabelle 2: Messbereich „NIR speedspy onboard manure“ mit dem Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1”

 Wertebereich
TM [%]0,5 – 11,00
NGesamt [kg/m³]0,5 – 9,00
NH4-N [kg/m³]0,0 – 4,00
P2O5 [kg/m³]0,0 – 6,00
K2O [kg/m³]0,5 – 7,00

Die Methode

Bild 3: Schematischer Aufbau des DLG-Messsystems
Bild 3: Schematischer Aufbau des DLG-Messsystems

Für die Prüfung und die repräsentative Probennahme wird in einer Vorlaufphase der aufgenommene Wirt­schaftsdünger durch stetiges Umpumpen im geschlossenen Kreislauf intensiv homogenisiert. Nach dieser Vorlaufphase werden die Messwerte des Sensors dokumentiert. Bei Aufrechterhaltung des Umpumpens im geschlossenen Kreislauf werden dann Teilproben für die Referenzanalysen über den Bypass entnommen. Um einen möglichen Einfluss auf die Sensorwerte zu ermitteln, wird anschließend die Fließgeschwindigkeit variiert und die Messwerte erneut dokumentiert.

Die genommenen Gülleproben werden eindeutig gekennzeichnet, eingefroren und gefroren zwischengelagert. Mit der Referenzanalyse werden fünf geeignete Labore beauftragt. Jedes Labor erhält dafür von jeder Gülle Teilproben. Die Analysen im Labor müssen mit amtlich anerkannten, vorzugsweise nasschemischen Methoden durchgeführt werden.

Aus den Laborergebnissen wird für jede Wirtschaftsdüngerart und jeden Inhaltsstoff das arithmetische Mittel als Referenzwert berechnet. Die Bewertung zur Genauigkeit basiert auf den relativen Abweichungen vom Sensorwert im Vergleich zum Referenzwert.

Die Testergebnisse im Detail

Die Versuche wurden gemeinsam mit der Landwirtschaftlichen Lehranstalt Triesdorf durchgeführt. Bei den Messungen wurden Durchflussmengen von 6 m3/min bis 9 m3/min eingestellt. Die unterschiedlichen Durchflussmengen zeigten keinen Einfluss auf die Messwerte des Sensors.

Tabelle 3 zeigt die Einzelergebnisse.

Aufgrund der erzielten Ergebnisse wird dem mobilen “NIR speedspy onboard manure” mit dem Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1” der Firma m-u-t GmbH das Prüfzeichen „DLG-ANERKANNT in Einzelkriterien“ verliehen für die Messungen von:

  • Inhaltsstoffe in Rindergülle: TM, NGesamt, NH4-N, P2O5, K2O
  • Inhaltsstoffe in Schweinegülle: TM, NGesamt, NH4-N, P2O5
  • Inhaltsstoffe in Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle: TM, NGesamt, P2O5, K2O
  • Inhaltsstoffe in flüssigem Gärrest aus Rinder- oder Schweinegüllen mit nachwachsenden Rohstoffen: TM, NGesamt, NH4-N, P2O5

Tabelle 3: Einzelergebnisse

TypenbezeichnungNIR speedspy onboard manure mit Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1”Bewertung *
Einbaulage (Neigung)90° 
Einbaupositionwaagrechte 6“ Rohrleitung (siehe Herstellerangaben) 
Rindergülle  
 TM in % Gew.+
 NGesamt in kg/m3o
 NH4-N in kg/m3o
 P2O5 in kg/m3o
 K2O in kg/m3+ +
Schweinegülle  
 TM in % Gew.+ +
 NGesamt in kg/m3o
 NH4-N in kg/m3o
 P2O5 in kg/m3o
 K2O in kg/m3
Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle  
 TM in % Gew.o
 NGesamt in kg/m3+ +
 NH4-N in kg/m3
 P2O5 in kg/m3o
 K2O in kg/m3+
Flüssiger Gärrest aus Rinder-
oder Schweinegülle mit
nachwachsenden Rohstoffen
  
 TM in % Gew.o
 NGesamt in kg/m3+
 NH4-N in kg/m3+
 P2O5 in kg/m3o
 K2O in kg/m3
BEWERTUNGSSCHEMATA: 
+ +bestanden, sehr gut (4/5 Wertepaare innerhalb einer Gülleart ≤ 10 % und keine > 20 % rel. Abweichung)
+bestanden, gut (4/5 Wertepaare innerhalb einer Gülleart ≤ 15 % und keine > 25 % rel. Abweichung)
bestanden (3/5 Wertepaare innerhalb einer Gülleart ≤ 25 % und keine > 35 % rel. Abweichung)
nicht bestanden

Fazit

Das System aus “NIR speedspy onboard manure” mit dem Kalibrationsmodell “Wirtschaftsdünger V14.3.1” der Firma m-u-t GmbH konnte im DLG-Test zeigen, dass es bei der Messung von Trockenmasse (TM), Gesamtstickstoff (NGesamt), und Phosphat (P2O5) in den geprüften Güllearten Rindergülle, Schweinegülle und Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle sowie flüssigem Gärrest aus Rinder- oder Schweinegülle mit nachwachsenden Rohstoffen den Anforderungen an die Messgenauigkeiten für eine DLG Anerkennung genügt. Darüber hinaus erfüllt das System die DLG Anforderungen für Ammoniumstickstoff (NH4-N) in Rinder- und Schweinegülle sowie flüssigem Gärrest und für Kaliumoxid (K2O) in Rindergülle sowie Mischgülle aus Rinder- und Schweinegülle.

Anmelder und Prüfungsdurchführung

Hersteller und Anmelder

m-u-t GmbH,
Am Marienhof 2 
22880 Wedel

Prüfungsdurchführung

DLG TestService GmbH, Standort Groß-Umstadt

Die Prüfungen werden im Auftrag des DLG e.V. durchgeführt.

DLG-Prüfrahmen
DLG-Anerkannt in Einzelkriterien
„Mobile Sensoren zur Bestimmung von Inhaltsstoffen in vorbei­strömen­der Gülle“ (Stand 09/2020)

Fachgebiet
Landwirtschaft

Mitglieder der zuständigen  DLG-Prüfungskommission „Düngetechnik“
Dr. Horst Cielejewski, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, Bad Sassendorf
Dr. Harm Drücker, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Oldenburg
Prof. Dr. Nils Fölster, Fakultät Ingenieurwissen­schaften und Informatik, Osnabrück
Prof. Dr. Hans-W. Griepentrog, Institut für Agrar­technik, Stuttgart-Hohenheim
Dr. Fabian Lichti, Landesanstalt für Landwirtschaft Bayern, Freising
Frank Reith, Mittelforsthof, Groß-Umstadt
Prof. Dr. Bernd Scheufler, Fakultät Agrarwissen­schaften und Landschaftsarchitektur, Osnabrück
Sven Schneider, Lohnunternehmung, Brensbach
Peter Seeger, Hof Seeger, Otzberg

Projektleiter*
Dr. Ulrich Rubenschuh*

Prüfingenieur(e)
Dipl.-Ing agr. Georg Horst Schuchmann

*    Berichterstatter

Kontakt

DLG-Testzentrum Technik und Betriebsmittel
DLG TestService GmbH Standort Groß-Umstadt 
Max-Eyth-Weg 1 
64823 Groß-Umstadt 
E-Mail: Tech@DLG.org
Tel: +49 69 24 788-600 
Fax: +49 69 24 788-690