DK202100495A1 - Fremgangsmåde og system til reduktion af ammoniakemission fra gylle ved udbringning på mark - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåde til reduktion af ammoniak-emission eller fordampning ved udbringning af gylle i landbruget. Der løses et problem som angår emission af ammoniak ved udbringning af gylle ved at kunne lægge et fordampningsbeskyttende lag oven på en gyllestreng som er lagt ud på marken i forbindelse med gylleudbringning. Formålet med opfindelsen er desuden at mindske brugen af svovlsyre i afgasset gylle og derved begrænse svovltildelingen. Som endnu en fordel nævnes at metoden vil kunne anvendes i økologisk landbrug.

Description

. DK 2021 00495 A1 Fremgangsmade og system til reduktion af ammoniakemission fra gylle ved udbringning pa mark Opfindelsens omrade Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til reduktion af ammoniak- —emission/fordampning ved udbringning af gylle på marker, i forbindelse med anvendelse af et udbringningsaggregat. Ved udtrykket udbringningsaggregat forstås slæbeslanger, nedfælder eller slæbesko. Opfindelsens baggrund Stigende krav til ammoniakreduktion i landbruget stiller krav om, at gylleudbringning skal ske ved brug af slæbeslanger eller slæbesko i voksende afgrøder og ved nedfældning på sort jord og på græsmarker. Slæbesko er mellemting mellem slæbeslange og gyllenedfælder, men slæbesko alene erstatter ikke nedfældning med hensyn til ammoniakfordampning.

Som alternativ til nedfældning i græsmarker og nedfældning på sort jord, kan og må der anvendes syre til at blande i gyllen på de traditionelle landbrug. Når der blandes syre i gyllen, sænkes pH og herved reduceres ammoniakfordampningen. Der anvendes typisk koncentreret svovlsyre eller 50% syre.

Ved pH under 6,0 reduceres ammoniakfordampning med samme effekt som ved nedfældning rent lovgivningsmæssigt. Ved stigende pH over 6 stiger emissionen fra den udbragte gylle medmindre den nedfældes eller der iblandes syre.

Ved tilsætning af syre til pH 6 eller derunder, betragtes syretilsætning som et alternativ til anvendelse af gyllenedfælder. Gyllenedfældning kræver mere trækkraft og reducerer arbejdsbredden i forhold til anvendelse af slæbeslanger eller slæbesko i kombination med forsuret gylle, hvor arbejdsbredden kan være op til 36 meter.

— Gyllen kan forsures i stalden, i gylletanken eller under selve udbringningen.

, DK 2021 00495 A1 Ved tilførsel af 30 ton gylle/ha vil tilsætning af 1 | svovlsyre per ton gylle svare til ca. 15 kg svovl som tilføres afgrøden. Da mange afgrøder har et svovlbehov på 15-20 kg S/ha/år vil man ved tilsætning af f.eks. 3-5 | svovlsyre/ton gylle og tilførsel af 30 ton gylle/ha, overdosere 2-3 gange med svovl, i — forhold til afgrødens behov, hvilket ikke er ønskeligt. En stigende mængde af gyllen bliver anvendt i biogasanlæg. I Danmark bliver ca. 20 % af gyllen kørt til et biogasanlæg. Når gyllen forlader biogasanlægget som afgasset gylle, er PH steget Den syremængde, der skal tilsættes afgasset gylle for at sænke pH-værdien til 6, kan være 6 — 10 liter syre i en m? gylle, hvilket vil forøge overgødskning med svovl betragteligt og det vil være både praktisk og økonomisk urealistisk.

Derfor er der brug for en ny metode, til erstatning, eller som supplement til eksisterende metoder med syretilsætning som alternativ til nedfældning af gyllen i græsmarker. Denne opfindelse kan — være særlig aktueli forbindelse med anvendelse af slæbesko, hvor der kan være iblandet en mindre syremængde i selve gyllen, kombineret med, at der udlægges et beskyttende lag ovenpå gyllen, som samlet reducerer ammoniakfordampningen til samme niveau som ved gyllenedfældning.

I forbindelse med krav om svømmelag i gylletanke, blev der tidligere foretaget undersøgelser hvor bade snittet halm og rapsolie blev anvendt. Det viste sig at rapsolien havde en effekt på 24 % reduktion i den første uge, hvorefter oliefilmen blev brudt. Men det afgørende i denne forbindelse er, at der tidligere er påvist en ammoniakreducerende effekt ved at lægge en oliefilm på gylleoverfladen, hvilket kan direkte overføres til brug over en gyllestreng, hvor det beskyttende lag kun skal virke i en kortere periode indtil gyllen er trængt ned i jorden.

Det beskyttende lag kan være et produkt med samme egenskaber som rapsolien, hvor der dannes en tæt hinde på overfladen af en væske. Der kan anvendes flere forskellige produkter, herunder melasselignende produkter som fremkommer som et cirkulært produkt fra fødevare- eller nydelsesmiddelindustrien. Ved produktion af biobrændstoffer vil der blive reststoffer tilovers som vil kunne anvendes som beskyttende lag både i koncentreret form og i en blanding med vand eller i

2 DK 2021 00495 A1 nye sammenblandinger. Produkterne skal også kunne anvendes i økologiske landbrug, hvor anvendelse af syre ikke er tilladt.

Til flydelag på gylletanke anvendes typisk snittet halm, da det bliver liggende og dermed bevares den ammoniakreducerende effekt i længere tid. Et pulver som i princippet ligner snittet halm, som placeres i et tyndt lag ovenpå gyllestrengen vil have den samme reducerende effekt på ammoniakfordampningen. Ved denne opfindelse er der brug for en kortvarig reduktion af emissioner fra gyllen, da gyllen hurtigt løber ned i jorden, især når der anvendes slæbesko eller en gyllenedfælder. Forsøg ved Aarhus Universitet viser at den største fordampning fra en gyllestreng sker i de første timer efter udbringning. Fra patent EP2272315 (SyreN) og patentansøgning PA 2014 00102 (Kyndestoft) er der anvist teknik til at tilføre svovlsyre til opblanding i gyllen under selve udbringningen. Disse anlæg kan være — således indrettet at de doserer svovlsyre koncentreret eller i fortyndet udgave (Kyndestoft) direkte ind i gyllen, hvor mængden af syre er direkte styret af en eller flere pH målinger i gyllen. Der kan således, når pH-værdien er høj i gyllen automatisk blive tilført en stor syremængde, men som tidligere nævnt, ved anvendelse af svovlsyre, kan føre til en stor overgødskning med svovl. Ved en større mængde syre i gyllen begynder gyllen desuden at skumme på marken og udlægningen efter slæbeslanger ligner bredspredning, hvorved overfladen forøges og hermed fordampningsarealet. Når gyllen skummer, udledes der CO». Opfindelsens formål > Formålet med denne opfindelse, er at kunne komme med et alternativ til forsuring af gylle. Det er yderligere et formål at tilvejebringe en løsning der kan bruges i økologiske landbrug. Det er også en hensigt at tilvejebringe en løsning der kan reducere svovlmængden til afgrøder i modsætning til kendt teknik.

2 DK 2021 00495 A1 Beskrivelse af opfindelsen Dette formål opnås med en fremgangsmåde, hvorved fremgangsmåden er en fremgangsmåde til reduktion af ammoniakemission ved udbringning af gylle på en mark, som omfatter følgende trin: - —2gylle påføres på mindst et område af marken og - —2gylle påføres et emissionsbeskyttende lag som mindst delvis dækker gyllen Herved opnås en løsning hvor i stedet for som i kendt teknik kun at forøge syremængden, så dannes et emissionsbeskyttende lag der har den fordel, at overgødskning med svovl undgås og CO; udledningen ved gylleudbringningen reduceres eller elimineres.

Det er en fordel at det emissionsbeskyttende lag som mindst delvis dækker gyllen enten Påføres samtidige med gyllen påføres marken eller påføres umiddelbart efter, således det det emissionsbeskyttende lag påføres mindre end 5 sekunder efter gyllen er påført på mindst et område af marken.

Herved sikres en effektiv reduktion eller eliminering af CO, udledning. Det er en fordel at det emissionsbeskyttende lag dækker 50 % eller mere af gyllens overfladeareal. Herved sikres en effektiv sænkning af emission fra gyllen.

Det er en fordel at gyllen og det emissionsbeskyttende lag påføres ved hjælp af et gyllekøretøj, der er udstyret med slæbesko. Det er en fordel at fremgangsmåden indeholder et trin hvori der anvendes en emissionssensor til — detektion af emission fra gyllen, samt et doseringssystem, der doserer det emissionsbeskyttende lag ud fra måling fra emissionssensoren, vindmåleren og temperaturmåleren. Herved opnås en god dosering og derved en mere miljømæssige løsning. Det emissionsbeskyttende lag kan være tilvejebragt i form af pulver, gel eller væske.

: DK 2021 00495 A1 Det emissionsbeskyttende lag er i en udførelsesform biologiske nedbrydeligt. Det emissionsbeskyttende lag er i en udførelsesform et reststof fra biobrændstofproduktion. Det emissionsbeskyttende lag er i en udførelsesform godkendt til økologiske brug.

| en udførelsesform hvor det emissionsbeskyttende lag er tilvejebragt i form af pulver, bliver dette mikset med og reagerer sammen med gyllen under påføring på en mark for at danne et emissionsbeskyttende lag.

| en udfgrelsesform så har det emissionsbeskyttende lag har en tykkelse på mindst 0.1 mm når det er påført gyllen.

Det er en fordel at gyllen der påføres ifølge fremgangsmetoden, har en et tørstof indhold på mindst 3%. Herved kan gyllen nemmere dækkes af det emissionsbeskyttende lag.

Det er en fordel at det emissionsbeskyttende lag påføres gyllen så det klæber til gyllen.

Med udtrykket klæber menes der at lagene er fysisk sammenkoblet således der skal signifikant fysisk eller kemiske påvirkning til at skille gyllen og det emissionsbeskyttende lag ad.

— Opfindelses formal kan ydermere opnås ved et system til reduktion af ammoniakfordampning ved udbringning af gylle på en mark, hvor systemet er indrettet til gylleudbringning på en mark, hvor systemet består af et gyllekøretøj med påføringselementer og en trækkende enhed og omfatter - en tank til indhold af væske, gel eller pulver - en transportpumpe til dosering af væske, gel eller pulver Hvori system yderligere omfatter en eller flere påføringselementer til fordeling af et emissionsbeskyttende lag der påføres gylle således det mindst delvis dækker gyllen, hvorfra system yderligere omfatter et rørsystem til transport af væsken, gel eller pulver fra tank til påføringselementer, hvorfra at et spredebillede styres af en eller flere kamera.

—1en udførelsesform er påføringselementer udformet som dyser

| en udførelsesform er påføringselementer udformet som spredeplader Det er en fordel at system yderligere omfatter: a) enemissionsmåler det er indrettet til at måle inde i gylletanken, og yderligere b) et doseringssystem som indeholder en computer, som beregner dosering på baggrund af data fra emissionsmåler; og styrer påføringselementer ved påføring af det emissionsbeskyttende lag.

Det er en fordel at system er indrettet til at pålægge det emissionsbeskyttende lag samtidigt med eller umiddelbart efter, gyllen påføres marken.

Det er en fordel at system er indrettet til at pålægge det emissionsbeskyttende lag en tykkelse af mindst 0.1 mm.

Der anbringes et beskyttende lag oven på en gyllestreng som er frembragt af en slæbeslangebom, slæbesko eller en nedfælder. - På slæbeslangebom, slæbesko eller nedfælder er der placeret dyser som overfladebehandler gyllen, så snart den når jorden og er placeret i en streng. - Dyserne har en særlig udformning som er tilpasset til at kunne placere det beskyttende lag jævnt på gyllestrengen uanset om det er tyndt eller tyktflydende. - En variabel pumpe sørger for at mængden tilpasses efter input fra sensorer med fortrinsvis klimadata, gylletype og dosering af gylle m?/ha. -at en sugeblæser suger en prøve direkte fra tanken, hurtigst muligt efter tankning, men inden udbringning, så den potentielle emission kan fastlægges og doseringen af det beskyttende lag kan beregnes af en computer.

Tank Fyldning og Køretiden ud til marken er ofte 5 til 30 minutter, hvorimod selve udbringningen /tømning af køretøjet ofte bare er 1 til 3 minutter.

Derfor giver denne målemetode, som en særlig opfindelse, en mere nøjagtig måling i forhold til at der skal foretages en måling når gyllen ligger på marken. - En computer styrer doseringen efter manuelle indtastninger og fra data genereret fra sensorer.

, DK 2021 00495 A1 - Midlet til at danne det beskyttende lag pumpes fra en tank som kan veere placeret pa traktoren, uden pa gyllevognen, inde i gyllevognen eller pa udbringningsaggregatet. | en særlig udførelsesform, ifølge opfindelsen, er midlet til at danne det beskyttende lag i pulverform og blæses eller lægges ud over gyllestrengen. | den udførelsesform føres pulveret med kendt teknik fra en centralt placeret tank. Tanken kan placeres hvor som helst på traktoren eller gyllekøretøjet og via en slange føres pulveret til en fordeler, hvorfra fordelingen sker til de enkelte gyllestrenge. | en anden udførelsesform kan der blandes et pulver med gyllen i selve gyllefordeleren.

Detaljeret beskrivelse af opfindelsen | beskrivelsen af figurerne vil identiske eller tilsvarende elementer blive betegnet med samme — henvisningsbetegnelse i de forskellige figurer. Der anvendes følgende henvisningsbetegnelser:

1. Beholder til flydende eller fast beskyttelseslag.

2. Doseringspumpe

3. Traktor eller trækkende enhed

4. Computer til styring af dosering

5. Vindmåler

6. Temperaturmåler

7. Emissionsmåler i tank — 8. Gyllekøretøjets tank

9. Udløb

10. Udbringningsaggregat

11. Slæbesko som ridser i jorden

12. Slæbeskær

13. Gylleudløb

2 DK 2021 00495 A1

14. Spredningsplade og kamera

15. Spredningsbillede fra det emissionsbeskyttende lag

16. Gylle

17. Mark, jord

18. Emissionsbeskyttende lag

19. Gyllekøretøj Tegningsbeskrivelse Opfindelsen bliver i det følgende forklaret nærmere ved beskrivelse af ikke begrænsende udførelsesformer med henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser en oversigt over hvilke komponenter der indgår når udbringningskøretøjet er en traktor (3) med efterspændt gyllevogn (8) og en fronttank (1). Fronttanken (1) anvendes typisk til at — medbringe gylle, men kan alternativt anvendes til at medbringe et middel der kan anvendes som beskyttelseslag. Tanken kan alternativt være anbragt andet steds på gyllekøretøjet og tanken kan have en speciel udformning til anvendelse af pulver som beskyttelseslag. Foran traktoren (3) og bagved ved tanken kan pumpe- og doseringsudstyr (2) være anbragt, og være — trukket mekanisk, hydraulisk eller elektrisk. Doseringen styres af computeren (4) med input fra vindmåler (5), Temperaturmåler (6) og emissionsmåler (7) således, at der kun anvendes beskyttelsesmiddel i det omfang, det er nødvendigt. Jo højere temperatur og jo højere vindhastighed giver en større ammoniakemission Udbringningsaggregaterne (10) som kan være slæbeslanger, nedfælder eller slæbesko og som > udlægger eller nedfælder gyllen helt eller delvist på jorden eller græsmarken. Det er umiddelbart ved udløbet (13) og (9) at beskyttelseslaget lægges over gyllen. Figur 2 viser et eksempel på et udbringningsaggregat som fortrinsvis er en slæbeskonedfælder som er en mellemting mellem slæbeslanger og en nedfælder, består af en tildelingsslange (10) som

2 DK 2021 00495 A1 støttes af fladstål (11). Fladstålet lægger et tryk på skæret i nedadgående retning, Skæret (12) frembringer herved en ridse i jorden hvor gyllen placeres fra udløbet (13).

Figur 3 viser slæbeskonedfælder set bagfra med tildelingsslange (10). Dyse eller spredeplade (14) til — fordeling af det beskyttende lag (15) over gyllestrengen. Oven over dysen kan der være monteret kamera til at registrere bredden på gyllestrengen så spredningsbilledet indstilles efter den aktuelle bredde på gyllestrengen. Gyllestrengens bredde afhænger af tørstofindholdet, doseringen tons/ha og jordens beskaffenhed Slæbeskonedfælder placerer en del af gyllen (16) som en gyllestreng under jorden (17) og en del af gyllestrengen over jorden. Det beskyttende lag, i form af væske, gel eller — pulver bliver placeret på overfladen af selve gyllestrengen Figur 4 viser en graf der viser emissionsudvikling over tid.

Det kan ses at den største fordampning fra gyllen sker i de første timer efter udbringning.

Det er derfor en fordel at opfindelsen tilvejebringer en løsning der reducerer emissionen i dette — tidsrum ved at tildække gyllen i tidsperioden, hvor det er den største emission.

Figur 5 viser hvordan det emissionsbeskyttende lag (18) ser ud påført ovenpå gylle (16) på en mark (17).

Det kan ses at det emissionsbeskyttende lag (18) klæber til gyllen og samtidige dækker hele — gyllestrengen. således der sikres en effektiv emissionsreduktion.

Eftersom gyllen (16) begynder at blive optaget af marken, jorden (17) vil det emissionsbeskyttende lag ligge sig fladt med marken, herefter vil det begynde at blive nedbrudt.

Claims (15)

. DK 2021 00495 A1 Patentkrav

1. Fremgangsmade til reduktion af ammoniakfordampning ved udbringning af gylle (16) pa en mark (17), kendetegnet ved at fremgangsmaden omfatter fglgende trin: - —2gylle (16) påføres på mindst et område af marken (17) og - —2gylle (16) påføres et emissionsbeskyttende lag (18) som mindste delvis dækker gyllen (16)

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at det emissionsbeskyttende lag (18) som mindste delvis dækker gyllen (16): - påføres samtidige med gyllen (16) påføres marken (17) eller - påføres umiddelbart efter, således at det emissionsbeskyttende lag (18) påføres mindre end 5 sekunder efter gyllen (16) er påført på mindst et område af marken (17).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at det emissionsbeskyttende lag (18) dækker 50 % eller mere af gyllens overfladeareal.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at gyllen (16) og det emissionsbeskyttende lag (18) påføres ved hjælp af et gyllekøretøj (19), der er udstyret med et udbringningsaggregat som fortrinsvis er slæbesko (11).

5. Fremgangsmåde ifølge en af de foregående krav, kendetegnet ved at der anvendes en emissionssensor (7) til detektion af emission fra gyllen (16), samt et doseringssystem, der doserer det emissionsbeskyttende lag (18) ud fra måling fra emissionssensoren (7). temperaturmåleren (6) og vindmåleren (5).

6. Fremgangsmåde ifølge en af de foregående krav, kendetegnet ved at det emissionsbeskyttende lag (18) er biologiske nedbrydeligt

7. Fremgangsmåde ifølge en af de foregående krav, kendetegnet ved at det emissionsbeskyttende lag (18) er en væske, et pulver, som skum eller som en gel.

, DK 2021 00495 A1

8. Fremgangsmåde ifølge en af de foregående krav, kendetegnet ved at det emissionsbeskyttende lag (18) har en tykkelse på mindst 0.1 mm når det er påført gyllen (16).

9. Fremgangsmåde ifølge en af de foregående krav, kendetegnet ved at gyllen (16) har et tørstof indhold på mindst 3%.

10. Fremgangsmåde ifølge en af de foregående krav kendetegnet ved at det emissionsbeskyttende lag (18) påføres på en sådan måde, at laget klæber til gyllen (16).

11. System til reduktion af ammoniakfordampning ved udbringning af gylle (16) på en mark (17), hvor systemet er indrettet til gylleudbringning på en mark (17), hvor systemet består af et gyllekøretøj (19) med påføringselementer (10, 14) og en trækkende enhed (3) og omfatter: - en tank til indhold af væske, gel eller pulver (8) - en transportpumpe til dosering af væske, gel eller pulver (10) — kendetegnet ved, at system yderligere omfatter en eller flere påføringselementer (14) til fordeling et emissionsbeskyttende lag (18), der påføres gylle (16) således det mindste delvis dækker gyllen (16), hvorfra system yderligere omfatter et rørsystem til transport af væsken, gel eller pulver fra tank til påføringselementer (2), hvorfra at et spredebillede styres af en eller flere kamera (14).

12. System ifølge krav 11 kendetegnet ved, at påføringselementer er udformet som dyser eller spredeplader (14)

13. System ifølge krav 11 kendetegnet ved, at systemet yderligere omfatter: a) enemissionsmåler (7) det er indrettet til at måle inde i gylletanken (8), og yderligere b) et doseringssystem som indeholder en computer (4), som beregner dosering på baggrund af data fra emissionsmåler (7), temperaturmåler (6) og vindmåler (5); og styrer påføringselementer ved påføring af det emissionsbeskyttende lag.

2 DK 2021 00495 A1

14. System ifølge krav 11 eller 12 kendetegnet ved, at påføringselementerne (14) er konfigureret til at pålægge det emissionsbeskyttende lag (18) samtidige med eller umiddelbart efter, gyllen (16) påføres marken (17).

15. System ifølge krav 11-13 kendetegnet ved, påføringselementerne er konfigureret til at pålægge det emissionsbeskyttende lag (18) i en tykkelse af mindst 0.1 mm.