Gemeinsam mit der Humboldt Universität zu Berlin wurde das Projekt „Entwicklung einer Anlage zur ionenspezifischen Steuerung der Ernährung von Kulturpflanzen beim Anbau in Gewächshäusern“ fortgeführt. Das Kooperationsprojekt befasste sich mit der Entwicklung einer Anlage zur ionenspezifischen Steuerung der Ernährung von Kulturpflanzen beim Anbau in Gewächshäusern. Diese Aufgabenstellung teilte sich in 3 Bereiche:
- Ionenselektive Messung der vorhandenen chemischen Parameter in der Nährlösung von Gewächshauskulturen.
- Ermittlung der Sollwerte für die chemischen Parameter als Differenz aus Mess-Wert und wachstums-abhängigem Sollwert.
- Dosierung der Einzelkomponenten in den Kreislauf.
Beschreibung
Große Gewächshausanlagen werden intensiv bewirtschaftet. Die Pflanzen werden dabei vorwiegend als Hydrokulturen gezüchtet. Den Wurzeln wird Wasser mit den erforderlichen Nährstoffen zugeführt. Das Wasser wird an einer zentralen Station mit den notwendigen chemischen Substanzen aufgefüllt. Ein Teil des Wassers verdunstet und wird wieder in den Kreislauf zurück geführt. Die chemischen Substanzen werden teilweise verbraucht. Die unverbrauchten Nebenprodukte reichern sich im Wasser des Kreislaufes an. Nach einem zu kurzen Zeitraum wird das Wasser durch diese Anreicherung unbrauchbar. Es wird vollständig gewechselt. Die Nebenprodukte gelangen dabei in die Umwelt. Sie verursachen Schäden oder sie verursachen Entsorgungskosten. Ziel des Projektes war es, die Dosierung so zu optimieren, dass 1) die Pflanzen optimal versorgt werden und 2) die Nutzungszeit des Wassers gegen unendlich verlängert wird.
Messung
Die Messung der Wasserparameter erfolgte mit Ionenselektiven Elektroden (ISE). Diese Sensoren benötigen eine regelmäßige Kalibrierung. Von der Universität wurde deshalb ein Kalibrier-Automat entwickelt.
Steuerung
Die Nährlösung für die Pflanzen sollte aus 8 Komponenten zusammengesetzt werden. Diese Komponenten sind aber auch keine chemisch reinen Substanzen sondern haben Querverbindungen oder Trägersubstanzen. Deshalb muss ein spezieller Algorithmus genutzt werden.
Eine weitere Herausforderung lag darin, dass auch Unverträglichkeiten zwischen den Substanzen zu beachten sind.
Die Mess- und Dosieranlagen werden nach meinem Wissen noch immer in der Forschung eingesetzt.
Das Objekt befindet sich hier:
Anzeige der Lokalisierung im externen Link.
Meine Leistungen:
- Konzeption des Dosier-System
- Beratung vorhandener industrieller Dosiersysteme
- Installation und Anpassung vor Ort
Mein Auftraggeber:
- DOSATRONIC GmbH, Ravensburg
- Humboldt Universität zu Berlin, Fachgebiet Biosystemtechnik
Quellen:
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- https://pixabay.com
- Oguenther
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