2013 Desinfektionsanlage für Tomaten

An der Humboldt Universität zu Berlin wurde zu diesem Zeitpunkt an Tomaten geforscht. Es gibt einen Pilz, der sich an Hydrokulturen ausbreitet und die Pflanzen zum Wachstum der Wurzeln anregt. Dieser Pilz verbreitet sich über das Wasser, welches die Mineralien und Dünger zu den Wurzeln bringt. Deshalb wurde untersucht, welche Konzentration das Chlor in diesem Wasser haben darf und welche Veränderungen des Ertrages dadurch eintreten.

Beschreibung

In den Gewächshäusern der Humboldt Universität zu Berlin wurde in zwei Richtungen geforscht. In der Richtung A wurden gesunde Tomatenpflanzen in 4 Gruppen mit einer rhythmischen Dosierung von Chlor behandelt. Dabei wurde sowohl der Rhythmus als auch die Konzentration der Dosierung variiert. In Richtung B wurden im Sicherheitsbereich die parallele Wirkung des Chlors auf gesunde und kranke Pflanzen untersucht. Das Chlor für beide Bereiche wurde elektrolytisch hergestellt. Für die Pflanzen wurde dieses Chlor auf Basis von Kaliumsalzen hergestellt. Pflanzen vertragen das normalerweise verwendete Natrium nicht.

Messung

Die ersten Versuchsreihen waren gescheitert, da die eingesetzte Messtechnik nicht geeignet war. Naturgemäß wächst in einer nährstoffreichen Umgebung in den Rohrleitungen der Biofilm besonders gut. Die Lichtverhältnisse im Gewächshaus haben diesen Effekt verstärkt. Der Biofilm hat sich innerhalb weniger Stunden auf den Oberflächen des Sensors gebildet. Die normalen Zeitabstände von 24 Stunden reichten nicht aus. Weil sich der eingesetzt Sensor bei häufiger Reinigung abnutzt wurde auf ein robusteres System gewechselt. Dieses System musste so modifiziert werden, dass abwechselnd alle Pflanzengruppen gemessen und dosiert werden.

Steuerung

Die üblicherweise eingesetzten Geräte bieten für diesen Sonderfall nicht die notwendigen Werkzeuge. Deshalb wurde eine übergeordnete Steuerung (SPS Schneider HMISCU) programmiert, welche die Parameter vorgibt, die Wege des Messwassers kontrolliert und die Dosierung den Gruppen zuordnet. Zwischen SPS und dem Regler wurde eine Kommunikation über ModBus RTU eingerichtet. Die notwendigen Ventile wurden von der SPS betätigt. Gleichzeitig wurden über die SPS regelmäßig die gemessenen Werte gespeichert. Diese Werte wurden später durch die wissenschaftlichen Mitarbeiter ausgewertet. Über die erste Nutzungsperiode und deren Ergebnisse hat ein wissenschaftlicher Mitarbeiter erfolgreich seine Doktorarbeit geschrieben.

Berlin Humboldt Uni Regelegerät

Eine weitere Herausforderung lag darin, dass die Dosierung von freiem Chlor in nährstoffreiches Wasser erfolgte. Das freie Chlor hat sich innerhalb von Sekunden bis zu einem Sättigungswert in gebundenes Chlor umgewandelt. Um diesen Sättigungswert nicht deutlich zu überschreiten musste eine Spezialfunktion in die Dosierung eingearbeitet werden. Zusätzlich war es notwendig, die Oberflächen der SPS so zu programmieren, dass die häufig wechselnden Studenten und die wissenschaftlichen Mitarbeiter wenig Zeit zur Einarbeitung benötigten.

Die Mess- und Dosieranlagen werden nach meinem Wissen noch immer in der Forschung eingesetzt.

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