DE102019104804A1 - Aerosol wetting system for liquid manure treatment - Google Patents
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Abstract
Benetzungs-Anlage, die im Stall über den Tieren verbaut wird und einen dichten Aerosol-Nebel aus wässrige Lösung mit konditionierten Mikroorganismen verteilt, der sich großflächig auf die von den Tieren erzeugte anaerobe Gülle verteilt.Durch das unmittelbare, großflächige Aufbringen der wässrigen Lösung mit konditionierten Mikroorganismen, in Form eines Aerosol-Nebels wandelt sich die anaerobe, schädliche und stinkende Gülle bereits nach kurzer Zeit in nützliche, geruchsfreie aerobe Gülle.Die Anlage ist denkbar einfach aufgebaut und wird durch einen geschlossenen Regelkreis, über die ständige Messung der Ammoniak Konzentration NH3 und die darauf abgestimmte Abgabe von Aerosol-Nebel aus einer wässrigen Lösung mit konditionierten Mikroorganismen gesteuert.Die Anlage ist so konzipiert, dass sie von dem Betreiber der Anlage einfach, schnell und unkompliziert (Plug and Play) montiert werden kann.Wetting system that is installed over the animals in the barn and that distributes a dense aerosol mist of aqueous solution with conditioned microorganisms, which is distributed over a large area on the anaerobic manure produced by the animals Microorganisms, in the form of an aerosol mist, the anaerobic, noxious and smelly manure transforms into useful, odor-free aerobic manure after a short time The coordinated release of aerosol mist from an aqueous solution with conditioned microorganisms is controlled. The system is designed so that it can be installed simply, quickly and easily (plug and play) by the operator of the system.
Description
Gülle Behandlung mittels Aerosol emittierender Verneblungs-Anlagen innerhalb des Stalles, in dem die Tiere ihre Ausscheidungen absondern.Liquid manure treatment by means of aerosol-emitting nebulization systems inside the stable, in which the animals secrete their excretions.
Vernebelt wird ein Wasser ähnliches Substrat mit besonders konditionierten Mikroorganismen, die bei dem Kontakt mit den Exkrementen (Gülle) diese sofort von einem anaeroben (faulenden) Milieu in ein aerobes (rotte) Milieu verwandeln.A water-like substrate is nebulized with specially conditioned microorganisms which, on contact with the excrement (slurry), immediately transform it from an anaerobic (putrefying) environment into an aerobic (rotten) environment.
Dadurch wird vermieden, das Faulgase, wie Ammoniak NH3, Methan CH4 usw. entstehen.This prevents fermentation gases such as ammonia NH 3 , methane CH 4 etc. from being produced.
Das nicht entstehen von Faulgasen hat zum Vorteil, dass die Stallluft nicht damit gesättigt wird.
Die Stallluft ist frei von schädlichen Faulgasen, was der Gesundheit nachweislich erheblich verbessert.The advantage that fermentation gases do not develop has the advantage that the stable air is not saturated with it.
The stable air is free of harmful fermentation gases, which has been shown to improve health considerably.
Weiter können die schädlichen Faulgase im Verlauf der Gülle Verwertung auf dem Feld und den Wiesen keinen Schaden mehr anrichten.Furthermore, the harmful fermentation gases in the course of the liquid manure utilization can no longer cause any damage in the fields and meadows.
Die Schäden der Faulgase sind:
- o Geruchsbelästigung durch den Ammoniak NH3
- o Bildung von schädlichen Feinstäuben durch die Ammoniak Freisetzung in die Atmosphäre. 45% aller Feinstäube in Deutschland stammen aus der Landwirtschaft, 25% von den Fahrzeugen, 20% aus der Energieerzeugung und der Industrie.
- o Riesige Mengen an Methan werden emittiert durch die Gülle Aufbringung auf den Äckern und Wiesen. Auf 100 Jahre gerechnet ist Methangas ca. 86mal schädlicher als CO2.
- o odor nuisance from the ammonia NH 3
- o Formation of harmful fine dust due to the release of ammonia into the atmosphere. 45% of all fine dust in Germany comes from agriculture, 25% from vehicles, 20% from energy generation and industry.
- o Huge amounts of methane are emitted by the manure application on the fields and meadows. Calculated over 100 years, methane gas is around 86 times more harmful than CO2.
Weitere Vorteile von der behandelten aeroben Gülle sind die Homogenität der Gülle, die die Gülle deutlich fließfähiger macht, so dass die Gülle-Schächte nicht mehr verstopfen.Further advantages of the treated aerobic manure are the homogeneity of the manure, which makes the manure significantly more flowable, so that the manure shafts no longer clog.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es keine faulende Organik mehr gibt, in denen sich Stallfliegen vermehren können.
Eine Bekämpfung von Stallfliegen ist in einem Stall mit aerober Gülle nicht mehr notwendig.Another advantage is that there are no longer any decaying organic matter in which stable flies can reproduce.
It is no longer necessary to control stable flies in a stable with aerobic manure.
Ein extrem großer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Bakterien in der aeroben Gülle alle krank machenden (pathogenen) Keime abtöten.
Dadurch ist aerobe Gülle frei von multiresistenten Keimen MRE, eine biologische Sterilisation.
Da ein Großteil der MRE (Multi-Resistenten-Erreger) heute aus der Landwirtschaft resultiert, wird das große Gefahrenpotential durch aerobe Gülle sehr stark minimiert.An extremely big advantage results from the fact that the bacteria in the aerobic manure kill all pathogenic germs.
This means that aerobic manure is free from multi-resistant germs MRE, a biological sterilization.
Since a large part of the MRE (multi-resistant pathogens) today results from agriculture, the great risk potential from aerobic manure is greatly minimized.
Wohl mit der größte Vorteil von aerober Gülle liegt darin, dass die Tiere erheblich gesünder sind und eine antibiotikafrei Tierhaltung möglich wird.Probably the greatest advantage of aerobic manure is that the animals are considerably healthier and that it is possible to keep animals free of antibiotics.
Ein weiter Nutzen der aeroben Gülle liegt darin, dass das Nitrat von den konditionierten Mikrolebewesen eingebunden wird und dadurch erheblich besser von den Wurzeln der Pflanzen aufgenommen werden kann.
Ein auswaschen der Nitrate, wie bei der anaeroben Gülle findet so gut wie nicht statt.
Die Vorteile liegen auf der Hand, das Nitrat wird von den Pflanzen aufgenommen und nicht in das Grundwasser gespült, wo es zu erheblichen Belastungen unseres Trinkwassers führt.Another benefit of aerobic manure is that the nitrate is bound by the conditioned microorganisms and can thus be absorbed by the roots of the plants much better.
A washing out of the nitrates, as with the anaerobic manure, hardly takes place.
The advantages are obvious, the nitrate is absorbed by the plants and not washed into the groundwater, where it leads to considerable pollution of our drinking water.
Stand der TechnikState of the art
Der Stand der Technik ist heute, dass die Gülle überhaupt nicht behandelt wird und so von der Entstehung im Stall, bis zur Ausbringung auf den Feldern und Wiesen das anaerobe, faulende Milieu beibehält und dadurch die zahlreichen Probleme verursacht.The state of the art today is that the liquid manure is not treated at all and so, from its formation in the barn to its application in the fields and meadows, it maintains the anaerobic, putrid environment and thus causes numerous problems.
Vereinzelt wird versucht durch Beigabe von Mikroben-Stämmen in die Gülle-Auffangbecken den anaeroben Zustand der Gülle in einen aeroben Zustand zu überführen, aber mit nur mäßigem Erfolg.There are individual attempts to convert the anaerobic state of the liquid manure into an aerobic state by adding microbe strains to the liquid manure collecting basins, but with only moderate success.
Fakt ist das der heutige Umgang mit der Gülle zu großen Schäden geführt hat und immer noch führt.The fact is that today's handling of liquid manure has led to major damage and continues to do so.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin die anaerobe Gülle möglichst schnell und nachhaltig in ein aerobes Milieu zu überführen.
Die Überführung der Gülle von dem anaeroben Milieu in das aerobe Mileu sollte so schnell wie möglich nach dem Entstehen der Gülle erfolgen.The object of the invention is to transfer the anaerobic slurry as quickly and sustainably as possible into an aerobic environment.
The transfer of the liquid manure from the anaerobic environment to the aerobic environment should take place as soon as possible after the liquid manure has formed.
Wir benötigen für diese Aufgabe eine Benetzungs-Anlage direkt über den Tieren, dort wo die Gülle entsteht.For this task we need a wetting system directly above the animals, where the liquid manure is created.
Eine wichtige Aufgabe ist, die wässrige Lösung mit den konditionierten Mikroorganismen so zu verteilen, dass möglichst alle Flächen, die mit der Gülle in Berührung kommen erreicht werden.An important task is to distribute the aqueous solution with the conditioned microorganisms in such a way that as many surfaces as possible that come into contact with the liquid manure can be reached.
Darüber hinaus sollte die Benetzung bedarfsgerecht erfolgen. Bei größerem Gülle Anfall mehr Benetzung, bei geringerem Anfall weniger Benetzung.In addition, wetting should take place as required. If there is a large amount of liquid manure, more wetting, if there is less manure less wetting.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale des Anspruchs 1. Abb.:1 (1) zeigt beispielhaft eine kleine Stall Anlage mit Michkühen. Das Aerosol-Benetzungs-System funktioniert bei allen Tierarten.The features of
Abb.:1 (2) zeigt eine unter der Decke montierte Benetzungs-Anlage. Fig.:1 (2) shows a wetting system mounted under the ceiling.
Abb.: 2 zeigt einen sogenannten Aerosol-Generator, der die konditionierten Mikroorganismen in Form eines Aerosols im gesamten Stall verteilt.
(3) zeigt den Behälter in denen die wässrige Lösung mit den konditionierten Mikroorganismen sich befindet.Fig .: 2 shows a so-called aerosol generator, which distributes the conditioned microorganisms in the form of an aerosol throughout the house.
(3) shows the container in which the aqueous solution with the conditioned microorganisms is located.
(4) stellt eine Vorrichtung mit Hochleistungs Ultra-Schall-Schwingern da, die aus der wässrigen Lösung mit den konditionierten Mikroorganismen, ein dichtes Aerosol erzeugen. Aerosol hat den Vorteil, dass es aus extrem kleinen Tropfen besteht, die einen schwebenden Nebel bilden.
Aerosol ist dafür bekannt, dass es in die kleinsten Öffnungen eindringt und eine sehr große Oberfläche erzeugt.
Die extrem große benetzte Oberfläche bewirkt eine sehr hohe Wirksamkeit, da die Wirksamkeit der konditionierten Mikroorganismen mit der Größe der Oberfläche proportional steigt.(4) shows a device with high-performance ultra-sound transducers, which generate a dense aerosol from the aqueous solution with the conditioned microorganisms. Aerosol has the advantage that it consists of extremely small droplets that form a floating mist.
Aerosol is known to penetrate the smallest openings and create a very large surface area.
The extremely large wetted surface is very effective, as the effectiveness of the conditioned microorganisms increases proportionally with the size of the surface.
(5) zeigt zwei Ventilatoren, die entweder starr oder automatisch drehbar montiert werden.(5) shows two fans that are either rigid or automatically rotatable.
Der Aerosol-Nebel wird durch die Ultraschallschwinger (
Damit der Aerosol-Nebel nicht zu hoch steigt ist über den Ventilatoren (
So ist gewährleistet, dass der gesamte Aerosol-Nebel gerichtet und homogen verteilt wird.This ensures that the entire aerosol mist is directed and distributed homogeneously.
Um stets genügend wässrige Lösung mit den konditionierten Mikroorganismen zu haben, die verdampft werden können, ist ein automatisches Niveau Ventil (
Eine schwimmende Kugel innerhalb des Ventiles (
Natürlich kann auch jede andere Form von selbst regulierenden Ventilen verbaut werden.Of course, any other form of self-regulating valve can also be installed.
Das hier vorgeschlagene Schwimm-Kugel Ventil (
Die Versorgung mit wässrige Lösung mit den konditionierten Mikroorganismen erfolgt über eine Schlauchleitung.
Diese wird in dem offenen oder geschlossenen Kanal (
This is in the open or closed channel (
In diesem Kanal (
Weiter wird durch den Kanal (
Dieser Gas-Sensor (
Durch das ständige Erfassen des NO3 Gasaufkommen durch den Sensor (
Dieser sich selbst regulierender Regelkreis führt zu hervorragenden Umwandlungs-Ergebnissen.This self-regulating control loop leads to excellent conversion results.
Die Aerosol-Generatoren werden gleichmäßig an der Stall Decke angebracht, so dass der Aerosol Nebel von den in Abb.: 2 (5) gezeigten Ventilatoren homogen im Stall verteilt werden kann.The aerosol generators are evenly attached to the stable ceiling so that the aerosol mist from the fans shown in Fig .: 2 (5) can be distributed homogeneously in the stable.
Abb.: 4 (12) zeigt das Steuermodul, dass die Aerosol-Generatoren steuert, den Ammoniak NH3 misst und auswertet, über einen Durchfluss-Messer den Flüssigkeitsverbrauch misst und die Druckpumpe steuert.Fig .: 4 (12) shows the control module that controls the aerosol generators, measures and evaluates the ammonia NH 3 , uses a flow meter to measure the liquid consumption and controls the pressure pump.
Das mit (12) dargestellte Steuermodul erfasst die Ammoniak Gaskonzentration mittels Gas-Sensor Abb.: 2 (9) und steuert über einen intelligenten Algorithmus die Aerosol-Nebel Abgabe. Dieser Regekreis gewährleistet eine maximale Wirksamkeit und Effizienz der Umwandlungsleistung.The control module shown with (12) records the ammonia gas concentration by means of a gas sensor Fig .: 2 (9) and controls the aerosol mist delivery via an intelligent algorithm. This control loop ensures maximum effectiveness and efficiency of the conversion performance.
Abb.: 4 (13) zeigt eine Druckpumpe, die in dem Zuführungssystem die Flüssigkeit unter Druck setzt.
Ein Drucksensor innerhalb der Pumpe sorgt dafür, dass innerhalb des Flüssigkeits-Zuführungssystem ein konstanter Druck aufgebaut wird.Fig .: 4 (13) shows a pressure pump that pressurizes the liquid in the supply system.
A pressure sensor inside the pump ensures that a constant pressure is built up within the liquid supply system.
Das permanent unter Druck stehende Flüssigkeits-Zuführungssystem füllt den Pegelstand innerhalb des Behälters aus Abb.: 2 (3) ständig nach.
Die Steuerung erfolgt über das Kugel-Schwimmer Ventil Abb.: 2 (6).The liquid supply system, which is permanently under pressure, constantly refills the level inside the container from Fig .: 2 (3).
It is controlled via the ball float valve Fig .: 2 (6).
Abb.: 4 (14) zeigt den Flüssigkeitsvorratstank der mit der Wirkflüssigkeit gefüllt ist.
Über ein Durchlaufzähler wird die Verbrauchsmenge ständig erfasst.Fig .: 4 (14) shows the liquid storage tank that is filled with the active liquid.
The amount consumed is continuously recorded by a flow counter.
Beim Austausch des Flüssigkeitsvorratstanks, wird die Menge im Tank als Bezugsgröße im Rechner registriert. Über den Flüssigkeits-Verbrauchssensor erkennt der Rechner die verbrauchte Menge der Wirkflüssigkeit und zieht diese von der Bezugsgröße ab. So errechnet die CPU die noch vorhandene Restmenge in dem Tank.When replacing the liquid storage tank, the amount in the tank is registered in the computer as a reference value. The computer detects the amount of active liquid used via the liquid consumption sensor and subtracts this from the reference value. In this way the CPU calculates the remaining amount in the tank.
Bei Unterschreitung einer vorher festgelegten Sollmenge, gibt die CPU eine Warnmeldung aus, so dass der Verbraucher rechtzeitig neue Wirkflüssigkeit bestellen kann.If the amount falls below a previously defined target amount, the CPU issues a warning so that the consumer can order new active liquid in good time.
Die in Abb.: 4 (12) dargestellte Steuerung verfügt über keinerlei Display, sondern über verschiedene Schnittstellen, wie Bluetooth, Wi-Fi oder physische Schnittstellen, wie USB Steckdosen.The control shown in Fig .: 4 (12) does not have any display, but has various interfaces such as Bluetooth, Wi-Fi or physical interfaces such as USB sockets.
Was die Abbildungen nicht zeigen, ist dass das Aerosol-Generator System als „Plug and Play“ Selbstmontage System aufgebaut ist.What the pictures do not show is that the aerosol generator system is designed as a “plug and play” self-assembly system.
Die Aerosol-Generatoren und Verbindungsprofile, werden wie in Abb.: 3 dargestellt unter der Stall Decke montiert.The aerosol generators and connection profiles are mounted under the stable ceiling as shown in Fig .: 3.
Anschließend wird der Druckschlauch, die Elektroleitungen und die Messleitung für den NH3 Sensor Abb.: 2 (9) in das Profil verlegt.Then the pressure hose, the electrical lines and the measuring line for the NH3 sensor Fig .: 2 (9) are laid in the profile.
Alle physischen Schnittstellen sind mit „unverwechselbaren“ Steckern und Steckdosen versehen und müssen nur noch miteinander verbunden werden.All physical interfaces are provided with “distinctive” plugs and sockets and only need to be connected to one another.
Durch diese Anordnung ist eine Montage schnell und unproblematisch möglich.This arrangement enables quick and unproblematic assembly.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren; diese zeigen in
- Abb.: 1 (1) zeigt einen kleinen Kuhstall
- Abb.: 1 (2) zeigt das Prinzip der Aerosol-Generator Aufhängung.
- Abb.: 2 zeigt einen Aerosol-Generator mit den wesentlichen Bauteilen
- Abb.: 2 (3) zeigt den Behälter in dem der Aerosol-Nebel erzeugt wird.
- Abb.: 2 (4) zeigt die Hochleistungs-Ultra-Schall-Schwinger
- Abb.: 2 (5) zeigt die Ventilatoren, die den Aerosol-Nebel homogen verteilen.
- Abb.: 2 (6) zeigt das Schwimm-Kugelventil, das für einen stets gleichbleibenden Flüssigkeitspegel sorgt.
- Abb.: 2 (7) zeigt ein Strömungs-Leitblech, das dafür Sorge trägt, dass Aerosol-Nebel nach oben entweicht.
- Abb.: 2 (8) zeigt den Kanal, in denen Schlauch und Kabel zu den Aerosol-Generatoren zugeführt werden.
- Abb.: 2 (9) zeigt den Gas-Sensor für die Ammoniak-Konzentration NH3.
- Abb.: 3 (10 - 11) zeigen die Positionen der einzelnen Aerosol-Generatoren zu einander.
- Abb.: 4 (12) zeigt die Anlagen-Steuerung.
- Abb.: 4 (13) zeigt die Druckpumpe für das Flüssigkeits-Zuführungssystem.
- Abb.: 4 (12) zeigt den Flüssigkeitsvorratsbehälter aus der die Aerosol-Benetzungs-Anlage mit Wirkmittel versorgt wird.
- Fig .: 1 (1) shows a small cowshed
- Fig .: 1 (2) shows the principle of the aerosol generator suspension.
- Fig .: 2 shows an aerosol generator with the essential components
- Fig .: 2 (3) shows the container in which the aerosol mist is generated.
- Fig .: 2 (4) shows the high-performance ultra-sound transducer
- Fig .: 2 (5) shows the fans that distribute the aerosol mist homogeneously.
- Fig .: 2 (6) shows the floating ball valve, which ensures a constant liquid level.
- Fig .: 2 (7) shows a flow baffle that ensures that aerosol mist escapes upwards.
- Fig .: 2 (8) shows the channel in which the hose and cables are fed to the aerosol generators.
- Fig .: 2 (9) shows the gas sensor for the ammonia concentration NH3.
- Fig .: 3 (10 - 11) show the positions of the individual aerosol generators in relation to one another.
- Fig .: 4 (12) shows the system control.
- Fig .: 4 (13) shows the pressure pump for the liquid supply system.
- Fig .: 4 (12) shows the liquid storage container from which the aerosol wetting system is supplied with active agent.
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2019
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |