EVO NIR 4.0 - mit SW 4.6.3 und Kalibrationsmodell 908

DLG-ANERKANNT "Inhaltsstoffe in Schweinegülle"

Abbildung EVO NIR 4.0 - mit SW 4.6.3 und Kalibrationsmodell 908

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Prüfbericht 7140

Abbildung EVO NIR 4.0 - mit SW 4.6.3 und Kalibrationsmodell

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 „EVO NIR 4.0“ mit der Softwareversion 4.6.3 und dem Kalibrationsmodell 908 von Dinamica Generale S.p.A durchgeführt.

Die Messungen zur Inhaltsstoffbestimmung in flüssigen Wirtschaftsdüngern fanden in Schweinegülle statt. Auf landwirtschaftlichen Betrieben wurden 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 „EVO NIR 4.0” mit der Softwareversion 4.6.3 und dem Kalibrationsmodell 908 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*
Schweinegülle 
Gesamtstickstoff (NGesamt)
Kaliumoxid (K2O)

Das Produkt

Beschreibung und Technische Daten

Der „EVO NIR On Line NIR Ana­lyzer“ ist ein für die Inhaltsstoff­analyse von organischen Substanzen entwickeltes Nah-Infrarot-Mess­system. Der Hersteller bietet Anwendungsapplikationen für Ballenpressen, Mähdrescher, Feldhäcksler, Lade- und Futter­mischwagen sowie Gülletank­wagen an. In der vorgestellten DLG Prüfung wurde der Einsatz am Gülletankwagen geprüft. Bei Letzterem wird der Sensor dafür in das vorhandene Rohr­system integriert. Um eine fehlerfreie Funktionalität des Sensors zu gewährleisten, sind bei der Installation die vom Hersteller vorgegebenen Einbaulagen zu beachten.

Verfahren der Nah-Infrarot Messung

Die Funktion eines NIR-Sensorsystems ist in Bild 2 dargestellt. Das vorbeiströmende Gut ist vom eigentlichen Sensor durch ein NIR-durchlässiges Saphirglas getrennt. Das Gut wird mit einer NIR-Lichtquelle mit Nahinfrarotlicht mit bekanntem Spektrum bestrahlt und das reflektierte bzw. re-emittierte Lichtspektrum des Guts detektiert. Zur Kompen­sation von temperaturabhängigen Verschiebungen des Spektrums führt das System regelmäßig Weiß- und Dunkelreferenzierungen durch.

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 EVO NIR 4.0 On Line NIR Sensor
Bild 2: Funktionsprinzip und Systemaufbau EVO NIR 4.0 On Line NIR Sensor

Die Methode

Die DLG-Prüfung „Präzision von NIR Sensoren zur Bestimmung von Inhaltsstoffen in vorbeiströmendem Wirtschaftsdünger tierischer Herkunft und flüssigen Gärresten“ hat das Ziel, die Genauigkeiten von mobilen Sensoren in Verbindung mit entsprechenden Kalibrationsmodellen bei der Bestimmung von Inhaltsstoffen in vorbeiströmenden, flüssigen Wirtschaftsdüngern im Vergleich zur Laboranalyse mit amtlich anerkannten Methoden festzustellen.

Ein wesentlicher Vorteil der NIR-Messtechnik gegenüber den herkömmlichen Verfahren zur Bestimmung der Inhaltsstoffe in flüssigen Wirtschaftsdüngern über Probenahme und Laboranalyse besteht in den sofort verfügbaren Messwerten und in der permanenten Messung der Inhaltsstoffe über das komplette geförderte Düngervolumen.

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

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 “EVO NIR 4.0” mit der Softwareversion 4.6.3 und dem Kalibrationsmodell 908 das Prüfzeichen „DLG-ANERKANNT in Einzelkriterien“ verliehen für die Messungen von:

  • Inhaltsstoffe in Schweinegülle: NGesamt, K2O

Tabelle 3: Einzelergebnisse

TypenbezeichnungEVO NIR 4.0
mit der SW 4.6.3 und Kalibrationsmodell 908
Bewertung *
Einbaulage (Neigung)90° 
Einbaupositionwaagrechte 6“ Rohrleitung (siehe Herstellerangaben) 
SchweinegülleNGesamt in kg/m3
 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 “EVO NIR 4.0” mit der Software­version 4.6.3 und dem Kalibrationsmodell 908 der Firma Dinamica Generale S.p.A. konnte im DLG-Test zeigen, dass es bei der Messung von Ge­samt­stick­stoff (NGesamt) und Kaliumoxid (K2O) in der geprüften Gülleart Schweinegülle den Anfor­de­rungen an die Messgenauigkeiten für eine DLG Anerkennung genügt.

Ein wesentlicher Vorteil der NIR-Messtechnik gegenüber den herkömmlichen Verfahren zur Be­stimmung der Inhaltsstoffe in flüssigen Wirtschaftsdüngern über Probenahme und Labor­analyse besteht in den sofort verfügbaren Messwerten und in der permanenten Messung der Inhaltsstoffe über das komplette geförderte Düngervolumen.

Anmelder und Prüfungsdurchführung

Hersteller und Anmelder

Dinamica Generale S.p.A.
via Mondadori 15
46025 Poggio Rusco (MN)
Italien
www.dinamicagenerale.com

Prüfungsdurchführung

DLG TestService GmbH, Standort Groß-Umstadt

Landwirtschaftliche Lehranstalten Triesdorf – Pflanzenbau und Versuchswesen, 91746 Weidenbach

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