Hintergrundinformation

zu

„Kompetenznetz Sensortechnik“

am Bornimer Institut für Agrartechnik (ATB) gegründet

(Presseinformation 23/2001)

Unter dem Titel „Verbesserung der Umweltverträglichkeit landwirtschaftlicher Produktionsverfahren durch Entwicklung innovativer Sensorik und Gestaltung der Produktionsprozesse im Sinne eines integrierten Umweltschutzes“ wird durch das BMBF ein „Pool-Projekt“ gefördert, in dem 12 Projekte zusammengefasst sind. Deren Bearbeitung erfolgt in enger Kooperation mit über 20 Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die den High-Tech-Bereichen der Steuer- und Regelungstechnik wie der Mikrosystem- und Sensortechnik, der Informationstechnik und Programmierung zuzuordnen sind, oder die sich im Bereich des Maschinenbaus und der Agrartechnik behaupten bzw. erfahrene Praxispartner sind.

Dem ATB wurden für die Durchführung 7,3 Mio. DM bewilligt. 1,4 Mio. DM wurden Kooperationspartnern bewilligt. 16 Industriepartner bringen 2,0 Mio. DM eigene Mittel ein.

Die Zahlen dokumentieren die hohe Wertschätzung, die das ATB bei seinen Partnern hat – und zeigen auch die große Verantwortung, die mit den Vorhaben übernommen wurde.

Für zehn Teilprojekte ist der Erwerb von Schutzrechten vorgesehen.

Kurzvorstellung der Einzelvorhaben

Mit drei der 12 Teilprojekte (TP) wird insbesondere ein Beitrag zur Entwicklung innovativer Sensorik zur Unterstützung der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung, aber auch zur Automatisierung von Arbeitsgängen mit dem Ziel einer effizienten und umweltgerechten Bewirtschaftung geleistet. Dies sind im einzelnen:

TP	Titel
1	Entwicklung und Evaluierung eines Sensors für die Pflanzenmasseerfassung zur Ertragskartierung sowie zur teilflächenspezifischen Bestandesführung
2	Messsystem zur Bewertung des Unkrautvorkommens
3	Optimierung der Steuerung von modernen Beregnungsanlagen und die ökologische und ökonomische Bewertung großflächiger Bewässerung

Durch den Einsatz des Sensors für die Pflanzenmasseerfassung werden Ertragssteigerungen von 1 - 2 dt/ha bei Stickstoff-Einsparungen von 5 bis 15 % je Jahr erwartet. Dies verringert Schadgasemissionen und Nitratversickerung.

Mit der Integration des Messsystems zur Bewertung des Unkrautvorkommens in marktverfügbare Pflanzenschutzmaschinen könnten etwa 3 200 t des jährlichen Herbizidverbrauchs eingespart werden.

Eine Verbesserung der Einsatzsteuerung von Beregnungsanlagen führt zur Verminderung des Wasserverbrauchs und des Energieeinsatzes in der Wasserförderung und -ver-teilung. Ebenso werden Nährstoffverluste durch Auswaschung verringert.

Mit sieben weiteren Vorhaben wird ein Beitrag zur Prozessgestaltung und -steuerung mittels agrartechnischer Innovationen im Sinne eines integrierten Umweltschutzes in den Bereichen Transport, Lagerung und Aufbereitung landwirtschaftlicher Produkte geleistet:

TP	Titel
4	Miniaturisiertes Datenerfassungs-System zum Implantieren in Früchte und zur Messung ihrer mechanischen Belastung durch Ernte- und Nachernteverfahren
5	Optimierte Steuerung von Getreide-Schachttrocknern
6	Anwendung der Thermografie zur Optimierung der Belüftungssteuerung bei der Lagerhaltung landwirtschaftlicher Produkte
7	Membranbioreaktor zur Aufbereitung von Schlachthofabwässern
8	Entwicklung von Waschdüsen für eine effiziente Wäsche von Gemüse und Speisekartoffeln
9	Ozontes Waschwasser zur Qualitätssicherung leichtverderblicher Produkte – Entwicklung einer Fuzzy Logic-Steuerung des Waschprozesses
11	Prozesskontrolle der Qualität von frischem Obst und Gemüse mit Hilfe eines Multigas-Sensors

Durch den Einsatz eines miniaturisierten Datenerfassungs-Systems können die Produktverluste von bis zu 30 % bei frischem Obst und Gemüse wesentlich reduziert werden. Dies bedeutet eine erhebliche Ressourcenschonung.

Mit der optimierten Steuerung von Getreide-Schachttrocknern wird ein Beitrag zur Erhöhung der Gutqualität und der Wirtschaftlichkeit der Getreidetrocknung bei drastischer Energieeinsparung und minimierter Staubemission geleistet.

Eine innovative Klimasteuerungstechnik kann in Verbindung mit freier konvektiver Lüftung den Energieaufwand zur Klimasteuerung, z.B. eines 16 kt Kartoffellagers um 15000 - 30000 kWh, einsparen helfen. Dem entspricht eine Emissionsminderung klimarelevanter Gase von 10 - 20 t CO₂-Äquivalent je Jahr und Lagerhaus.

Der Membranbioreaktor stellt eine zukunftsträchtige Alternative zu konventionellen Verfahren der Abwasserreinigung dar. Er wird feststofffreies und weitgehend keimfreies aufbereitetes Abwasser abgeben. Es werden Grundlagenuntersuchungen zum Nachweis der Funktion des Membranbioreaktors durchgeführt, die auch auf andere Anlagen übertragbar sind.

Durch optimale Anpassung der Düsen an den Waschauftrag ist zu erwarten, dass der Trinkwasserverbrauch beim Waschen von Gemüse um 50% verringert werden kann.

Ozoniertes Waschwasser soll zur Desinfektion von Gartenbauprodukten verwendet werden. Die dazu gehörige Fuzzy-Steuerung wird im Vorhaben entwickelt. Auch werden Grundlagen, u.a. zur Wirkung von Ozon auf Mikroorganismen und andere Pathogene untersucht.

Mit Hilfe des neu zu entwickelnden Multigassensors wird über die Messung der Stoffwechselaktivitäten von Früchten eine objektive Beurteilung ihrer Qualität möglich sein. Die Nachernteverluste sowie die Gefahr des Zurückweisens von Waren werden (einschließlich der Transporte) nachhaltig gemindert.

Der Thematik „Innovative Echtzeitsensorik zur Bestimmung, Steuerung und Regelung der Produktqualität im Produktionsprozess“ sind zwei Vorhaben zugeordnet:

TP	Titel
10	Entwicklung eines Echtzeitsensors für die Stärkebestimmung bei Kartoffeln als funktionaler Bestandteil eines optoelektronischen Verleseautomaten
12	Prozesssteuerung von Biogasanlagen mit Kofermentation

Mit modernster Informations- und Messtechnik können die Verluste an verwertbarer Kartoffelmasse um etwa 12 % gesenkt werden. Umweltbelastende Solbäder könnten entfallen und die Kartoffeln einer eigenschaftsgerechten Verwertung zugeführt werden. Da das Ergebnis sowohl für die gesamte Frischkartoffelaufbereitung als auch für die gesamte Kartoffelveredlung nutzbar ist, könnte sich der Einspareffekt auf insgesamt mindestens 5,8 Millionen Tonnen Speisekartoffeln allein in Deutschland auswirken. Auch dies stellt einen bedeutenden Beitrag zur Ressourcenschonung dar.

Unabhängig von der Gülleherkunft wird im Vorhaben Prozesssteuerung von Biogasanlagen mit Kofermentation eine Regelung zum Vermeiden der Versäuerung im Fermentationsprozess entwickelt. Durch die Kombinationen von Gassensorenarrays mit Mustererkennungsverfahren soll mit einem neu zu entwickelnden Prozessmesssystem eine beginnende Versäuerung bei der gemeinsamen Fermentation von Gülle mit anderen Abfallstoffen so früh wie möglich erkannt und verhindert werden. Hierdurch lässt sich der Reaktionsabbruch in großen Biogasanlagen zukünftig vermeiden.

Abschließend sei der „Antrag auf Förderung der Koordinierung, Ergebnisdarstellung und –verwertung des „Pool-Projektes“ genannt.

Informationen zum ATB

Seit 1.1.2000 wurden dem ATB 21 Drittmittelvorhaben mit insgesamt 11,6 Mio. DM bewilligt, das letzte und bisher größte mit dem Zuwendungsbescheid des BMBF-Projektträgers Jülich vom 06.07.01 für Mittel des BMBF in Höhe von 7,3 Mio. DM.

Die Zuwendung zum Verbundvorhaben versetzt das ATB in besonderem Maße in die Lage, die nun geförderten Themen abzuschließen und den entstehenden „Spielraum“ in der institutionellen Förderung für die Vorbereitung neuer, mehr grundlagenorientierter Vorhaben zu nutzen.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Eckart Kramer, Zentralabteilung

Tel: (0331) 5699-710, e-mail: ekramer@atb-potsdam.de

Bei Nutzung oder Veröffentlichung bitten wir um das Zusenden eines Belegexemplars an folgende Adresse:

Institut für Agrartechnik Bornim e.V. (ATB)

Öffentlichkeitsarbeit

Max-Eyth-Allee 100, 14469 Potsdam

Tel: (0331) 5699-714; Fax: (0331) 5699-849