IT202000002104A1 - METHOD FOR DETERMINING THE COMPOSITION OF WASTE AND SLUDGE FROM ANIMAL BREEDING OR ANAEROBIC DIGESTION - Google Patents

METHOD FOR DETERMINING THE COMPOSITION OF WASTE AND SLUDGE FROM ANIMAL BREEDING OR ANAEROBIC DIGESTION Download PDF

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IT202000002104A1
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Paolo Berzaghi
Francesco Benozzo
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Univ Degli Studi Padova
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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Description

?METODO PER LA DETERMINAZIONE DELLA COMPOSIZIONE DI REFLUI E LIQUAMI DA ALLEVAMENTO ANIMALE O DA DIGESTIONE ANAEROBICA? ? METHOD FOR DETERMINING THE COMPOSITION OF WASTE AND SEWAGE FROM ANIMAL BREEDING OR ANAEROBIC DIGESTION?

CAMPO DELL?INVENZIONE FIELD OF INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per determinare, con accuratezza superiore a quella consentita dai metodi attualmente in uso, la composizione di reflui e liquami da allevamento animale o da digestione anaerobica impiegati come fertilizzanti in agricoltura. The present invention relates to a method for determining, with greater accuracy than that allowed by the methods currently in use, the composition of manure and sewage from animal breeding or from anaerobic digestion used as fertilizers in agriculture.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

I reflui e i liquami provenienti dagli allevamenti animali o dalla digestione anaerobica di scarti vegetali vengono utilizzati come fertilizzanti del terreno che riciclano i nutrienti dal suolo, dalle piante e dai siti di produzione zootecnica. L?uso di questi reflui e liquami ? benefico per l?economia degli allevamenti e degli impianti di produzione di biogas ma pu? causare l?inquinamento delle falde acquifere se lo spandimento non viene effettuato nel modo corretto. Per questo motivo in diverse parti del mondo esistono regolamenti sulla distribuzione di tali reflui: in Europa il regolamento si basa sulle quantit? d?azoto, mentre in Nord America si basa sulla quantit? di fosforo che viene apportata, tramite spandimento, al terreno. Manure and sewage from livestock farms or from the anaerobic digestion of plant waste are used as soil fertilizers that recycle nutrients from the soil, plants and livestock production sites. The use of these effluents and sewage? beneficial for the economy of farms and biogas production plants but can? cause the pollution of the aquifers if the spreading is not carried out in the correct way. For this reason, in different parts of the world there are regulations on the distribution of this waste: in Europe, the regulation is based on quantities? d? nitrogen, while in North America it is based on the quantity? of phosphorus which is brought, by spreading, to the ground.

Per rispondere al meglio all?implementazione di tali regolamenti sono necessari metodi di analisi rapidi con misurazioni in linea e in continuo effettuate direttamente sulle macchine operatrici che spandono i fertilizzanti sul terreno. To better respond to the implementation of these regulations, rapid analysis methods are required with in-line and continuous measurements carried out directly on the operating machines that spread fertilizers on the ground.

La ricerca nel settore si ? rivolta in maniera praticamente esclusiva all?impiego di tecniche analitiche spettrofotometriche: si veda, ad esempio, l?articolo ?Monitoring biological wastewater treatment processes: recent advances in spectroscopy applications?, D. P. Mesquita et al., Rev Environ Sci Biotechnol (DOI 10.1007/s11157-017-9439-9; pubblicazione online del 3 agosto 2017), che riassume il contenuto dei lavori fatti nel settore dal 2000 in avanti, tutti basati su metodi spettrofotometrici. Research in the sector yes? practically exclusively addressed to the use of spectrophotometric analytical techniques: see, for example, the article? Monitoring biological wastewater treatment processes: recent advances in spectroscopy applications ?, D. P. Mesquita et al., Rev Environ Sci Biotechnol (DOI 10.1007 / s11157-017-9439-9; online publication of 3 August 2017), which summarizes the content of the work done in the sector from 2000 onwards, all based on spectrophotometric methods.

Tra i metodi spettrofotometrici, ? emersa in particolare la spettroscopia nel vicino infrarosso (tecnica indicata nel settore con la sigla NIRS, dall?inglese Near Infrared Spectroscopy, mentre con NIR si intende il corrispondente campo di radiazioni elettromagnetiche); i motivi sono che questa analisi consente di ottenere risultati in tempi rapidi, ? non distruttiva e non invasiva, ? adatta all?uso in linea e non richiede una specifica preparazione del campione; inoltre la radiazione NIR ha elevata penetrazione anche in campioni molto sporchi (a differenza, per esempio, della spettrofotometria nel visibile); infine, gli strumenti e le sonde NIR sono generalmente robusti e richiedono una manutenzione molto limitata. Un esempio di questi studi ? riportato nell?articolo ?Activated sludge process monitoring through in situ near-infrared spectral analysis?, A. M. A. Dias et al., Water Science & Technology, 57.10, 2008. Among the spectrophotometric methods,? In particular, near infrared spectroscopy emerged (technique indicated in the sector with the acronym NIRS, from the English Near Infrared Spectroscopy, while NIR means the corresponding field of electromagnetic radiation); the reasons are that this analysis allows to obtain results quickly,? non-destructive and non-invasive,? suitable for online use and does not require specific sample preparation; moreover, NIR radiation has high penetration even in very dirty samples (unlike, for example, spectrophotometry in the visible); finally, NIR instruments and probes are generally robust and require very little maintenance. An example of these studies? reported in the article? Activated sludge process monitoring through in situ near-infrared spectral analysis ?, A. M. A. Dias et al., Water Science & Technology, 57.10, 2008.

Nonostante alcuni buoni risultati ottenuti, questa tecnica ha alcune limitazioni. Per esempio, nella determinazione dei parametri di principale interesse agronomico, i risultati sono generalmente buoni nella quantificazione della componente organica dei reflui, in particolare sostanza secca e sostanza organica; i risultati ottenuti sono discreti per l?azoto totale mentre sono discordanti per la frazione ammoniacale a seconda delle caratteristiche dello strumento (intervallo spettrale, rapporto segnale/rumore, caratteristiche del data set di calibrazione); inoltre, i risultati sono generalmente deludenti per altri elementi minerali che sono presenti nei reflui sotto forma di ioni, con riguardo principalmente a fosforo e potassio. Ci? si pu? spiegare col fatto che la tecnica NIR non ? in grado di determinare direttamente la frazione inorganica (minerale) presente in una matrice. Per alcuni elementi minerali si ottengono buone calibrazioni, ma ci? si deve semplicemente al fatto che questi sono in qualche modo correlati alla frazione organica, ad esempio sotto forma di chelati. Despite some good results, this technique has some limitations. For example, in determining the parameters of main agronomic interest, the results are generally good in quantifying the organic component of the wastewater, in particular dry matter and organic matter; the results obtained are discrete for the total nitrogen while they are discordant for the ammonia fraction according to the characteristics of the instrument (spectral range, signal / noise ratio, characteristics of the calibration data set); moreover, the results are generally disappointing for other mineral elements that are present in the wastewater in the form of ions, mainly with regard to phosphorus and potassium. There? can you? explain with the fact that the NIR technique is not? able to directly determine the inorganic (mineral) fraction present in a matrix. For some mineral elements good calibrations are obtained, but what about us? it is simply due to the fact that these are in some way related to the organic fraction, for example in the form of chelates.

Non tutte le tipologie di sensori NIR sono poi applicabili sulle macchine per lo spandimento dei reflui. In particolare, la tecnologia che meglio si adatta a questo tipo di applicazioni si basa su strumenti senza parti in movimento di tipo diode array, in grado di analizzare il prodotto alla velocit? di pochi millesimi di secondo. Not all types of NIR sensors are then applicable on machines for spreading wastewater. In particular, the technology that is best suited to this type of application is based on instruments without moving parts such as diode array, able to analyze the product at the speed? of a few thousandths of a second.

Questi sensori tuttavia hanno un intervallo di lavoro limitato alla prima parte della banda spettrale NIR (in genere fra 800 e 1700 nm) e quindi non sono in grado di beneficiare dell?informazione aggiuntiva che si pu? ottenere con gli strumenti da laboratorio pi? performanti, che arrivano fino 2500 nm. Nonostante queste limitazioni strumentali, gli strumenti diode array sono di fatto l?unica tipologia strumentale attualmente presente sul mercato, le cui prestazioni sono state valutate dalla Societ? Tedesca di Agricoltura (DLG). I report di performance (DLG6801, DLG6811_e, DLG6886_e, DLG6887_e), impiegati come certificazione della bont? predittiva di questi apparati NIR, di fatto mostrano che soprattutto per P e K gli errori di predizione sono molto elevati. Inoltre vi sono evidenze che la misura NIR dei reflui sul carro botte possa risultare falsata nel caso di formazione di schiume, evento non infrequente durante il ricircolo del liquame all?interno del carro botte o durante lo spandimento in campo. However, these sensors have a working range limited to the first part of the NIR spectral band (generally between 800 and 1700 nm) and therefore are not able to benefit from the additional information that can be obtained. get with the laboratory instruments more? performing, reaching up to 2500 nm. Despite these instrumental limitations, diode array instruments are in fact the only instrumental type currently on the market, whose performance has been evaluated by the Company? German Agriculture (DLG). The performance reports (DLG6801, DLG6811_e, DLG6886_e, DLG6887_e), used as certification of the goodness? predictors of these NIR apparatuses, in fact show that especially for P and K the prediction errors are very high. Furthermore, there is evidence that the NIR measurement of the wastewater on the tank car can be distorted in the case of foaming, a not uncommon event during the recirculation of the sewage inside the tank car or during spreading in the field.

Scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un metodo per l?analisi della composizione di reflui e liquami di riciclo dei settori zootecnico e agricolo, che fornisca risultati pi? accurati e affidabili di quelli ottenibili con una tecnica spettrofotometrica, in particolare per fosforo e potassio. Purpose of the present invention? that of providing a method for the analysis of the composition of wastewater and recycled sewage from the livestock and agricultural sectors, which provides better results? accurate and reliable than those obtainable with a spectrophotometric technique, in particular for phosphorus and potassium.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Questo scopo viene ottenuto con la presente invenzione, che riguarda un metodo per l?analisi di reflui e liquami prodotti nei settori zootecnico e agricolo che consiste in: This object is achieved with the present invention, which relates to a method for analyzing wastewater and sewage produced in the livestock and agricultural sectors which consists of:

- effettuare un?analisi spettrofotometrica nel vicino infrarosso (NIR) del campione; - contemporaneamente, effettuare almeno una seconda misura con una tecnica diversa da NIR sullo stesso campione; - carry out a spectrophotometric analysis in the near infrared (NIR) of the sample; - at the same time, carry out at least a second measurement with a technique other than NIR on the same sample;

- combinare i risultati ottenuti con l?analisi spettrofotometrica NIR e con la seconda misura usando una tecnica di fusione di dati. - combine the results obtained with the NIR spectrophotometric analysis and with the second measurement using a data fusion technique.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Il metodo dell?invenzione consiste nell?ottenere dati da una misura spettrofotometrica NIR e almeno una seconda misura con una tecnica differente, e combinare i dati cos? ottenuti con una tecnica di fusione di dati (tecnica pi? nota nel settore delle analisi chimiche con la diciture inglese ?Data Fusion?, che verr? impiegata anche nel presente testo). The method of the invention consists in obtaining data from an NIR spectrophotometric measurement and at least a second measurement with a different technique, and combining the data thus. obtained with a data fusion technique (technique best known in the chemical analysis sector with the English wording? Data Fusion ?, which will also be used in this text).

L?esecuzione della misura NIR ? nota ai tecnici del settore. In breve, in questa tecnica viene rilevato uno spettro di in assorbanza (o il complemento a 100 e quindi di riflettanza o trasmittanza a seconda della tipologia di strumento) del campione. Lo spettro viene digitalizzato ed il valore di predizione viene calcolato moltiplicando i valori di assorbanza dello spettro per ciascuna lunghezza d?onda prefissata con i coefficienti di calibrazione precedentemente determinati, ottenendo un primo valore numerico X? dalla formula (1) seguente: The implementation of the NIR measurement? known to the technicians of the sector. In short, in this technique a spectrum of absorbance (or the complement to 100 and therefore of reflectance or transmittance depending on the type of instrument) of the sample is detected. The spectrum is digitized and the prediction value is calculated by multiplying the absorbance values of the spectrum for each predetermined wavelength with the previously determined calibration coefficients, obtaining a first numerical value X? from the following formula (1):

in cui: in which:

- n ? il numero di punti dello spettro presi in considerazione; - n? the number of points of the spectrum taken into consideration;

- ? una parametro di calibrazione valido per l?i-esimo punto dello spettro; -? a calibration parameter valid for the i-th point of the spectrum;

- mi ? il dato di assorbanza, riflettanza o trasmittanza ottenuto dallo spettro NIR per l?i-esimo punto campionato. - me? the absorbance, reflectance or transmittance data obtained from the NIR spectrum for the i-th sampled point.

I valori si ottengono da precedenti misure di calibrazione effettuate su campioni noti, in cui le concentrazioni delle specie in esame sono note tramite analisi chimiche tradizionali: per esempio, i valori di azoto organico possono essere ottenuti da misure con metodo Kjeldahl del campione precedentemente essiccato; l?azoto totale pu? essere misurato sempre col il metodo Kjeldahl sul campione tal quale; l?azoto ammoniacale ? determinato tramite Kjeldahl previa estrazione o tramite misura fotometrica; infine, la concentrazione di potassio e fosforo pu? essere determinata tramite analisi ICP-AES, Assorbimento Atomico o tramite Fluorescenza a raggi X (XRF). The values are obtained from previous calibration measurements carried out on known samples, in which the concentrations of the species under examination are known through traditional chemical analyzes: for example, the organic nitrogen values can be obtained from measurements with the Kjeldahl method of the previously dried sample; the total nitrogen can? always be measured with the Kjeldahl method on the sample as it is; ammonia nitrogen? determined by Kjeldahl after extraction or by photometric measurement; finally, the concentration of potassium and phosphorus pu? be determined by ICP-AES analysis, Atomic Absorption or by X-ray Fluorescence (XRF).

Sonde e strumenti NIR per l?effettuazione della misura sono ampiamente disponibili commercialmente. Uno degli strumenti pi? diffusi ? l?Harvest Lab 3000<? >commercializzato in Italia dalla societ? ; altri possibili strumenti utili sono Corona Extreme della societ? , Van Control 2.0 della societ? , m-u-t NIR speedspy onboard di Probes and NIR instruments for carrying out the measurement are widely available commercially. One of the most popular tools? widespread? l? Harvest Lab 3000 <? > marketed in Italy by the company? ; other possible useful tools are the company's Corona Extreme? , Van Control 2.0 of the company? , m-u-t NIR speedspy onboard by

, o Evo NIR di , or Evo NIR of

La regione NIR va da circa 700 a circa 2500 nm. Questo intervallo spettrale non pu? essere coperto da un singolo sensore, ma in generale la banda da 700 a 1100 nm ? coperta con sensori al silicio, sensori InGaAS coprono la regione 950-1700 nm, e gli InGaAs estesi (vengono cos? definiti sensori con un contenuto di indio maggiore rispetto ai sensori base, in cui il rapporto atomico tra indio e gallio ? di circa 1) arrivano fino a 2500 nm insieme ai sensori PbS. The NIR region ranges from about 700 to about 2500 nm. This spectral range can not? be covered by a single sensor, but in general the band from 700 to 1100 nm? covered with silicon sensors, InGaAS sensors cover the region 950-1700 nm, and the extended InGaAs (they are thus defined sensors with a higher indium content than the basic sensors, in which the atomic ratio between indium and gallium is about 1 ) reach up to 2500 nm together with PbS sensors.

Generalmente per motivi di costo gli strumenti impiegano un solo tipo di sensore (anche se sul mercato sono presenti anche quelli a due sensori) e per un buon compromesso fra costi e prestazioni i pi? impiegati sono quelli InGaAs non estesi. La presente invenzione ha utilizzato appunto sensori InGaAs, registrando i valori di assorbanza su 256 punti fra 950 e 1650 nm, ad ognuno dei quali corrisponder? un valore mi usato nella formula (1) sopra riportata. Generally for cost reasons the instruments use only one type of sensor (even if on the market there are also those with two sensors) and for a good compromise between cost and performance the pi? employed are the non-extended InGaAs ones. The present invention has used precisely InGaAs sensors, recording the absorbance values on 256 points between 950 and 1650 nm, to each of which it will correspond? a value i used in the formula (1) above.

La stessa applicazione pu? essere fatta con sensori meno costosi con meno punti di registrazione, l?importante ? che rientrino nell?intervallo NIR preferibilmente coprendo una parte di intervallo spettrale superiore a 1100 nm. The same application can? be done with cheaper sensors with fewer registration points, the important thing? which fall within the NIR range preferably covering a part of the spectral range greater than 1100 nm.

La seconda misura del metodo dell?invenzione pu? essere di vario tipo; per esempio, pu? essere una misura di turbidimetria, di pH, di temperatura o di conduttimetria. The second measure of the method of the invention can? be of various types; for example, can? be a measurement of turbidimetry, pH, temperature or conductivity.

Da questa seconda misura si ricava un valore, assimilabile all?assorbanza di lunghezza d?onda indicato come mn+1, da combinare con i valori mi NIR. Il valore X sar? ottenuto con una formula analoga alla formula (1) sopra descritta, impiegando i valori mi NIR e il valore mn+1 del secondo sensore. From this second measurement we obtain a value, similar to the wavelength absorbance indicated as mn + 1, to be combined with the mi NIR values. The value X will be? obtained with a formula similar to the formula (1) described above, using the values mi NIR and the value mn + 1 of the second sensor.

Il valore mn+1 ? ottenuto preferibilmente da una misura di conduttimetria, che viene effettuata con strumenti, detti conduttimetri, ampiamente disponibili commercialmente; strumenti di tale tipologia sono per esempio il sensore digitale di conducibilit? induttiva 3700 (venduto in Italia dalla il WTW<TM >Cond 3110 ProfiLine<TM >(venduto in Italia da e Chemitec S411TEF C (prodotto e venduto da . Questa tecnica, a sua volta ben nota nel campo delle misure elettrochimiche, consiste nel misurare la conducibilit?, misurata in Siemens (S, equivalente al reciproco dell?Ohm, cio? S = 1/?), di un campione di una soluzione interposta tra due elettrodi. La misura pu? essere resa specifica, e quindi una caratteristica intensiva della data soluzione, normalizzando la misura rispetto alla superficie degli elettrodi e alla loro distanza, ottenendo la conduttivit? della soluzione, che viene misurata in S/m. The value mn + 1? preferably obtained from a conductivity measurement, which is carried out with instruments, called conductivity meters, widely available commercially; instruments of this type are for example the digital conductivity sensor? inductive 3700 (sold in Italy by the WTW <TM> Cond 3110 ProfiLine <TM> (sold in Italy by and Chemitec S411TEF C (produced and sold by. This technique, in turn well known in the field of electrochemical measurements, consists in measuring the conductivity, measured in Siemens (S, equivalent to the reciprocal of Ohm, that is S = 1 /?), of a sample of a solution interposed between two electrodes. The measurement can be made specific, and therefore an intensive characteristic of the given solution, normalizing the measurement with respect to the surface of the electrodes and their distance, obtaining the conductivity of the solution, which is measured in S / m.

A differenza della misura NIR, quella di conducibilit? fornisce gi? come risultato un valore singolo espresso in Siemens. Inoltre, questa misura ? maggiormente influenzata dalla temperatura del sistema, per cui bisogna tenere conto di questo parametro. Unlike the NIR measurement, that of conductivity? provides already? as a result a single value expressed in Siemens. Also, this measure? more influenced by the system temperature, so this parameter must be taken into account.

La conducibilit? elettrica (a 25 ?C) ? una misura indiretta della concentrazione totale degli ioni in una soluzione. In campioni, come i reflui, in cui il pH ? vicino alla neutralit?, il contributo degli ioni H<+ >e OH? alla conducibilit? elettrica ? mimino e quindi i valori di conducibilit? sono essenzialmente riconducibili alla concentrazione di anioni e cationi presenti nel refluo. Nei reflui zootecnici i cationi principali sono rappresentati da Na<+>, K<+>, Ca<2+>, Mg<2+ >and NH4<+>, i quali sono bilanciati dagli anioni SO4<2->, PO4<2- >e Cl?. Il catione predominante ? l?ammonio (NH4<+>) seguito dal potassio (K<+>). La conducibilit? pu? quindi essere usata come una misura indiretta della concentrazione di ammonio e potassio nella soluzione. Quando le soluzioni sono molto concentrate la relazione fra conducibilit? elettrica e concentrazione degli ioni nella soluzione diventa non lineare a causa delle interazioni elettriche e ioniche fra ioni carichi: per questo potrebbe risultare utile accoppiare la misura di conducibilit? ad altro tipo di misura in linea della sostanza secca, ad esempio tramite turbidimetria e/o NIR. Inoltre la misura conduttimetrica ? molto meno influenzata dalla formazione di schiume per cui un sistema di analisi composto da pi? sensori potrebbe essere reso pi? stabile. The conductivity electric (at 25? C)? an indirect measure of the total concentration of ions in a solution. In samples, such as wastewater, where the pH? close to neutrality, the contribution of the ions H <+> and OH? to the conductivity? electric? and therefore the conductivity values? they are essentially attributable to the concentration of anions and cations present in the wastewater. In livestock manure the main cations are represented by Na <+>, K <+>, Ca <2+>, Mg <2+> and NH4 <+>, which are balanced by the anions SO4 <2->, PO4 < 2-> and Cl ?. The predominant cation? ammonium (NH4 <+>) followed by potassium (K <+>). The conductivity can therefore be used as an indirect measure of the concentration of ammonium and potassium in the solution. When the solutions are very concentrated, the relationship between conductivity? electrical and concentration of the ions in the solution becomes non-linear due to the electrical and ionic interactions between charged ions: for this reason it could be useful to couple the conductivity measurement? to another type of on-line measurement of dry matter, for example by turbidimetry and / or NIR. Also the conductometric measurement? much less influenced by the formation of foams for which an analysis system composed of pi? sensors could be made more? stable.

Di norma i conduttimetri commerciali integrano una sonda di temperatura e forniscono come output un dato compensato e ?riportato? a 25 ?C; nel caso in cui il conduttimetro utilizzato non comprenda questa sonda, ? necessario prevedere nel metodo dell?invenzione l?aggiunta di un sensore di temperatura e compensare a posteriori il dato fornito dal conduttimetro. Il dato ottenuto dalla misura conduttimetrica, compensato per la temperatura, costituisce il valore mn+1 da usare nel metodo dell?invenzione. Normally commercial conductivity meters integrate a temperature probe and provide as output a compensated data and? Reported? at 25 ° C; if the conductivity meter used does not include this probe,? It is necessary to foresee in the method of the invention the addition of a temperature sensor and to compensate a posteriori the data supplied by the conductivity meter. The data obtained from the conductometric measurement, compensated for the temperature, constitutes the value mn + 1 to be used in the method of the invention.

La combinazione di sensori diversi, definita genericamente Data Fusion, o nel caso specifico Sensor Fusion pu? essenzialmente essere operata a tre diversi livelli: low-level, mid-level e high-level; si veda per esempio l?articolo ?Data fusion methodologies for food and beverage authentication and quality assessment - A review?, E. Borr?s et al., Analytica Chimica Acta, vol. 891 (2015) pagg. 1-14, https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.04.042. The combination of different sensors, generically defined Data Fusion, or in the specific case Sensor Fusion can? essentially be operated at three different levels: low-level, mid-level and high-level; see for example the article? Data fusion methodologies for food and beverage authentication and quality assessment - A review ?, E. Borr? s et al., Analytica Chimica Acta, vol. 891 (2015) pp. 1-14, https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.04.042.

Nella low-level fusion i dati provenienti dalle varie fonti sono semplicemente concatenati campione per campione in una singola matrice che presenta tante righe quanti sono i campioni analizzati e tante colonne quante sono i segnali (variabili) misurati dai diversi strumenti. Questa matrice viene quindi utilizzata come base per calcolare un singolo modello predittivo. Sebbene la concatenazione possa avvenire direttamente sui dati grezzi, normalmente sono necessari dei pretrattamenti matematici sui vari segnali prima della loro associazione in unica matrice: metodi di pre-processamento, selezione di variabili o estrazione di caratteristiche (comunemente indicate nel settore col termine inglese ?features?) sono le principali tecniche utilizzate allo scopo. In low-level fusion, the data coming from the various sources are simply concatenated sample by sample in a single matrix that has as many rows as there are samples analyzed and as many columns as there are signals (variables) measured by the different instruments. This matrix is then used as the basis for calculating a single predictive model. Although the concatenation can take place directly on the raw data, mathematical pretreatments on the various signals are normally necessary before their association in a single matrix: methods of pre-processing, selection of variables or extraction of characteristics (commonly referred to in the sector by the English term? Features ?) are the main techniques used for this purpose.

La mid-level fusion (chiamata anche feature level fusion) in primo luogo estrae le pi? rilevanti caratteristiche da ciascun sensore separatamente, quindi le concatena in una singola matrice la quale viene poi utilizzata per le regressioni multivariate. L?approccio pi? comune ? quello di fondere un certo numero di variabili latenti ottenute indipendentemente dai segnali di ciascuno strumento, normalmente i punteggi (per i quali si usa nel settore il termine inglese ?scores?) derivanti dall?analisi delle componenti principali o della PLS. The mid-level fusion (also called feature level fusion) primarily extracts the most? relevant features from each sensor separately, then concatenates them into a single matrix which is then used for multivariate regressions. The approach more? common ? that of merging a certain number of latent variables obtained independently of the signals of each instrument, normally the scores (for which the English term? scores? is used in the sector) deriving from the analysis of the principal components or of the PLS.

Nella fusione di dati high-level, chiamata anche decision level, diverse regressioni o modelli vengono calcolati separatamente da ciascuna fonte di dati (sensore) e i risultati di ciascun modello vengono combinati in un modello finale: la difficolt? in questo caso ? trovare una combinazione che performi meglio di ciascun modello separatamente. In high-level data fusion, also called decision level, several regressions or models are calculated separately from each data source (sensor) and the results of each model are combined into a final model: the difficulty? in this case ? find a combination that performs better than each model separately.

La normalizzazione ? un?operazione necessaria quando si accoppiano dati da sensori diversi e serve per standardizzare i dati in modo da dare uguale peso a ciascuno. Questo pu? avvenire tramite Mean Centering o Autoscaling. Il Mean Centering viene applicato sottraendo il valore medio ricavato dal dataset per ciascuna colonna (variabile) che compone il vettore (campione). Per un data set R(I ?J) composto da I campioni ciascuno a sua volta definito da J variabili discrete, la j-esima variabile discreta del j-esimo campione ? definita dalla relazione: Normalization? a necessary operation when coupling data from different sensors and serves to standardize the data in order to give equal weight to each. This can? take place via Mean Centering or Autoscaling. Mean Centering is applied by subtracting the average value obtained from the dataset for each column (variable) that makes up the vector (sample). For a data set R (I? J) composed of I samples each in turn defined by J discrete variables, the j-th discrete variable of the j-th sample? defined by the relation:

in cui mc indica il dato Ri,j ottenuto dalla procedura di Mean Centering. in which mc indicates the data Ri, j obtained from the Mean Centering procedure.

L?Autoscaling utilizza la formula precedente seguita dalla divisione di ciascuna colonna (variabile) per la deviazione standard di quella colonna. Autoscaling uses the above formula followed by dividing each column (variable) by the standard deviation of that column.

Queste informazioni incorporate a vari livelli, ad esempio low-level o mid-level, in un?unica matrice di dati concatenati vengono elaborate attraverso metodi chemiometrici che sfruttano algoritmi a componenti principali (PLS; SVM; neural network, ecc.) per creare modelli di tipo predittivo. This information incorporated at various levels, such as low-level or mid-level, in a single matrix of concatenated data is processed through chemometric methods that exploit principal component algorithms (PLS; SVM; neural network, etc.) to create models predictive type.

L?accoppiamento di strumenti diversi consente di sfruttare le peculiarit? di ciascuna tipologia di sensore: ad esempio il NIR ? idoneo a determinare con accuratezza la componente organica dei reflui, quali la sostanza secca e organica, mentre la conducibilit? elettrica ? ben correlata alla presenza di ioni disciolti in soluzione quali ammonio (NH4-N) e K. Il fosforo ? maggiormente correlato alla sostanza secca per cui l?accoppiamento con un turbidimetro potrebbe portare ad ulteriori miglioramenti. The coupling of different instruments allows to exploit the peculiarities? of each type of sensor: for example the NIR? suitable for accurately determining the organic component of wastewater, such as dry and organic matter, while the conductivity? electric? well correlated to the presence of dissolved ions in solution such as ammonium (NH4-N) and K. Phosphorus? more correlated to the dry matter so the coupling with a turbidimeter could lead to further improvements.

I dati cos? ottenuti vengono poi elaborati mediante software che permettono di calcolare regressioni lineari semplici, multiple o multivariate, per esempio fogli di calcolo e software chemiometrici che permettono di calcolare modelli matematici basati sull?analisi multivariata dei dati. The data cos? obtained are then processed using software that allow you to calculate simple, multiple or multivariate linear regressions, for example spreadsheets and chemometric software that allow you to calculate mathematical models based on multivariate data analysis.

Per le calibrazioni NIR ? possibile, ad esempio, utilizzare il software chemiometrico Ucal e algoritmi di tipo multivariato quali le regressioni parziali col metodo dei minimi quadrati, nota con la sigla PLS, dall?inglese partial least squares regression (PLSR). La PLS ? probabilmente il metodo di regressione a variabili latenti pi? utilizzato ed ? particolarmente indicato per set di dati con pi? variabili che campioni. La regressione PLS cerca di massimizzare la covarianza fra i blocchi delle X e i blocchi delle Y in maniera tale che le nuove variabili latenti spieghino non solamente la variabilit? delle X ma siano anche correlate al massimo con le Y. For NIR calibrations? It is possible, for example, to use the chemometric software Ucal and multivariate algorithms such as partial regressions with the least squares method, known by the acronym PLS, from the English partial least squares regression (PLSR). The PLS? probably the method of regression to latent variables pi? used and? particularly suitable for data sets with pi? variables you sample. The PLS regression tries to maximize the covariance between the blocks of the X and the blocks of the Y in such a way that the new latent variables explain not only the variability? of the X's but are also correlated at most with the Y's.

Per la data fusion, lo spettro NIR (m1??mn) viene accoppiato con il valore di CE (mn+1, valore analitico misurato dal conduttimetro) di ciascun campione (low level data fusion). La matrice ?spettri+CE? ? stata importata in UCal e i dati sono stati normalizzati prima di applicare l?algoritmo di tipo PLS. For data fusion, the NIR spectrum (m1 ?? mn) is coupled with the EC value (mn + 1, analytical value measured by the conductivity meter) of each sample (low level data fusion). The matrix? Spectra + CE? ? was imported into UCal and the data was normalized before applying the PLS type algorithm.

L?invenzione sar? ulteriormente descritta dalla seguente parte sperimentale. The invention will be further described in the following experimental part.

Materiali e metodi Materials and methods

Il lavoro sperimentale ? stato svolto in laboratorio utilizzando la seguente strumentazione: The experimental work? was carried out in the laboratory using the following equipment:

- spettrofotometro NIR AuroraNir dotato di sensore diode array composto da 256 pixels con intervallo spettrale 900-1650 nm, con lettura in riflettanza; i valori grezzi di lunghezza d?onda sono stati interpolati in modo da ottenere una scala spettrale da 950 a 1650 nm ogni 2 nm per un totale di valori di assorbanza n = 351. - AuroraNir NIR spectrophotometer equipped with a diode array sensor consisting of 256 pixels with a spectral range of 900-1650 nm, with reflectance reading; the raw wavelength values were interpolated in order to obtain a spectral scale from 950 to 1650 nm every 2 nm for a total of absorbance values n = 351.

- conduttimetro portatile WTW<TM >Cond 3110 ProfiLine<TM >(Thermo Fisher Scientific) con sonda universale Tetracon<? >325 (prodotta e venduta da Global Water, una divisione di ) che incorpora una cella di conducibilit? a 4 elettrodi e un sensore di temperatura per la compensazione del dato. - portable conductivity meter WTW <TM> Cond 3110 ProfiLine <TM> (Thermo Fisher Scientific) with universal probe Tetracon <? > 325 (manufactured and sold by Global Water, a division of) which incorporates a conductivity cell? with 4 electrodes and a temperature sensor for data compensation.

ESEMPIO 1 EXAMPLE 1

Sono stati analizzati con gli strumenti indicati 220 campioni di digestato provenienti da impianti di digestione anaerobica. Ciascun campione, rappresentato da circa 1 litro di refluo, ? stato accuratamente mescolato e quindi versato in una vaschetta di alluminio per un?altezza di circa 3 cm; lo strumento NIR ? stato posto immediatamente a diretto contatto col refluo, con la finestra di lettura immersa nel liquido per circa 1 mm. Durante la lettura e la registrazione lo strumento NIR ? stato spostato manualmente rimanendo sempre a contatto col refluo operando 4 scansioni consecutive. Appena terminata la lettura NIR, l?elettrodo a sonda del conduttimetro ? stato immerso nel refluo, previa agitazione tramite la sonda stessa e il valore di conducibilit?, espresso in mS/cm, ? stato registrato su foglio Excel non appena il valore sul display si ? stabilizzato. 220 digestate samples from anaerobic digestion plants were analyzed with the indicated instruments. Each sample, represented by about 1 liter of wastewater,? it has been carefully mixed and then poured into an aluminum tray to a height of about 3 cm; the NIR tool? was placed immediately in direct contact with the wastewater, with the reading window immersed in the liquid for about 1 mm. While reading and recording the NIR tool? was moved manually while remaining in contact with the wastewater by operating 4 consecutive scans. As soon as the NIR reading is finished, the conductivity meter probe electrode? been immersed in the wastewater, after stirring through the probe itself and the conductivity value, expressed in mS / cm,? been recorded on the Excel sheet as soon as the value on the display yes? stabilized.

I dati di assorbanza NIR sono stati esportati da Ucal in un foglio Excel e quindi sono stati integrati con il valore di conducibilit? elettrica compensati per la temperatura: in pratica per ciascun campione di digestato ai 351 valori di assorbanza NIR (espressi in Log 1/R) ? stato aggiunto il singolo dato di conducibilit? compensato per la temperatura (espresso in mS/cm compensato a 25 ?C). Da Excel i dati sono stati quindi riconvertiti nel formato compatibile col software chemiometrico Ucal. The NIR absorbance data were exported from Ucal to an Excel sheet and then integrated with the conductivity value? electrical temperature compensated: in practice for each digestate sample at 351 NIR absorbance values (expressed in Log 1 / R)? has been added the single conductivity data? compensated for temperature (expressed in mS / cm compensated at 25 ° C). From Excel the data were then reconverted to the format compatible with the Ucal chemometric software.

Per le analisi chimiche di riferimento ciascun campione ? stato suddiviso in tre aliquote: una aliquota di 40 ml per la determinazione dell?azoto totale; una seconda aliquota di 40 ml con l?aggiunta di 3 ml di acido cloridrico 0.6 N per l?analisi dell?azoto ammoniacale, previa filtrazione del campione; una terza aliquota, di circa 500 ml, per la determinazione della sostanza secca, sostanza organica, fosforo e potassio, ? stata essiccata a 60 ?C per almeno 72 h, quindi macinata con mulino dotato di griglia a 1 mm. For reference chemical analyzes each sample? been divided into three aliquots: a 40 ml aliquot for the determination of total nitrogen; a second aliquot of 40 ml with the addition of 3 ml of 0.6 N hydrochloric acid for the analysis of ammoniacal nitrogen, after filtering the sample; a third aliquot, of about 500 ml, for the determination of the dry matter, organic matter, phosphorus and potassium,? dried at 60 ° C for at least 72 h, then ground with a mill equipped with a grid at 1 mm.

L?azoto totale ? stato quantificato mediante Kjeldahl (indicato nel settore con l?abbreviazione TKN, Total Kjeldahl Nitrogen). L?azoto ammoniacale ? stato determinato previa filtrazione del campione ed estrazione mediante Kjeldahl; fosforo (P) e potassio (K) sono stati quantificati mediante spettrometria di emissione ottica con eccitazione del campione tramite plasma ad accoppiamento induttivo (tecnica indicata in chimica analitica con la sigla ICP?OES). In aggiunta sono state effettuate le analisi della sostanza secca, mediante essicazione in stufa a 105 ?C per la determinazione dell?umidit? residua e della sostanza organica tramite incenerimento in muffola. Total nitrogen? been quantified by Kjeldahl (indicated in the sector with the abbreviation TKN, Total Kjeldahl Nitrogen). The ammonia nitrogen? was determined after filtering the sample and extraction by Kjeldahl; phosphorus (P) and potassium (K) were quantified by optical emission spectrometry with excitation of the sample by inductively coupled plasma (technique indicated in analytical chemistry with the abbreviation ICP? OES). In addition, the analyzes of the dry matter were carried out, by drying in an oven at 105? C for the determination of the humidity? residual and organic matter by incineration in a muffle.

Il set di dati ? stato poi suddiviso in due parti: The data set? was then divided into two parts:

- un set di dati impiegati per la calibrazione: (Tabella 1); - a set of data used for calibration: (Table 1);

- un set di dati impiegati per la validazione: (Tabella 2). - a set of data used for validation: (Table 2).

Il set di dati di calibrazione e quello di validazione sono stati importati in un software chemiometrico in grado di calcolare le relazioni fra composizione chimica (TKN, ammoniaca, P e K) e i 352 valori di assorbanza NIR (351) e di conducibilit? elettrica (1). In particolare i 352 valori sono stati soggetti a standardizzazione mediante Mean Centering. A seguire si sono calcolati i modelli predittivi mediante regressione PLS. The calibration and validation datasets were imported into a chemometric software capable of calculating the relationships between chemical composition (TKN, ammonia, P and K) and the 352 NIR absorbance (351) and conductivity values? electric (1). In particular, the 352 values were subject to standardization through Mean Centering. The predictive models were then calculated using PLS regression.

I modelli predittivi sono stati quindi applicati al data set di validazione e i valori predetti sono stati confrontati con i valori delle analisi da laboratorio calcolandone la differenza media (BIAS), l?errore standard (RMSEP), la correlazione al quadrato (R<2>), il rapporto fra deviazione standard ed errore (RPD) ed il coefficiente di variazione (CV). The predictive models were then applied to the validation data set and the predicted values were compared with the values of the laboratory analyzes by calculating the mean difference (BIAS), the standard error (RMSEP), the correlation squared (R <2> ), the ratio between standard deviation and error (RPD) and the coefficient of variation (CV).

Nelle due tabelle seguenti si riportano il numero di campioni misurati per ogni parametro valutato, i valori minimo, medio e massimo di ogni set di misure (per ogni parametro) e la relativa deviazione standard. I parametri misurati sono il contenuto totale di azoto (TKN), il contenuto di azoto ammoniacale (NH4-N), il contenuto di fosforo misurato come quantit? di P2O5 e il contenuto di potassio misurato come K2O. The following two tables show the number of samples measured for each evaluated parameter, the minimum, average and maximum values of each set of measures (for each parameter) and the relative standard deviation. The measured parameters are the total nitrogen content (TKN), the ammonia nitrogen content (NH4-N), the phosphorus content measured as a quantity? of P2O5 and the potassium content measured as K2O.

Tabella 1. Composizione del set di dati di calibrazione Table 1. Composition of the calibration dataset

Tabella 2. Composizione del set di dati di validazione Table 2. Composition of the validation dataset

I risultati ottenuti sono poi stati confrontati con i valori di TKN, NH4-N, P2O5 e K2O ottenuti con la sola misura NIR. Come si evince dalle tabelle 3, 4, 5 e 6, la combinazione di NIR e conducibilit? elettrica con compensazione della temperatura ? migliorativa per tutti i parametri con una riduzione dell?errore della misura (Coefficiente di Variazione CV) del 35% per l?azoto totale, del 50% per l?azoto ammoniacale, del 35% per P e del 38% per K. The results obtained were then compared with the TKN, NH4-N, P2O5 and K2O values obtained with the NIR measurement alone. As can be seen from tables 3, 4, 5 and 6, the combination of NIR and conductivity? electric with temperature compensation? improvement for all parameters with a reduction of the measurement error (Coefficient of Variation CV) of 35% for total nitrogen, 50% for ammonia nitrogen, 35% for P and 38% for K.

I valori statistici riportati delle Tabelle 3-6 sono: The statistical values reported in Tables 3-6 are:

RMSEP = Rooth Mean Square Error of Prediction, errore di predizione; RMSEP = Rooth Mean Square Error of Prediction;

R<2 >= coefficiente di determinazione; R <2> = coefficient of determination;

RPD = rapporto fra deviazione standard ed errore (RMSEP); RPD = ratio between standard deviation and error (RMSEP);

CV = coefficiente di variazione. CV = coefficient of variation.

Tabella 3. Statistiche di calibrazione per l?azoto totale (TKN) Table 3. Calibration Statistics for Total Nitrogen (TKN)

Tabella 4. Statistiche di calibrazione per l?azoto ammoniacale (NH4-N) Table 4. Calibration statistics for ammoniacal nitrogen (NH4-N)

Tabella 5. Statistiche di calibrazione per il fosforo (P2O5) Table 5. Calibration statistics for phosphorus (P2O5)

Tabella 6. Statistiche di calibrazione per il potassio (K2O) Table 6. Calibration Statistics for Potassium (K2O)

Come mostrato nelle tabelle 3-6, in cui si confrontano gli indicatori statistici di attendibilit? delle misure effettuate con la sola tecnica NIR o con la tecnica combinatoria dell?invenzione, quest?ultima fornisce risultati pi? accurati per tutti i quattro parametri considerati. Inoltre, l?accoppiamento di pi? sensori diversi risulta migliorativo in quanto rende il sistema pi? robusto ed affidabile nel tempo e lascia aperta la possibilit? di utilizzarli singolarmente oppure fondendone le informazioni a seconda del parametro e delle necessit? operative. As shown in tables 3-6, in which the statistical indicators of reliability are compared. of the measurements carried out with the NIR technique alone or with the combinatorial technique of the invention, the latter provides better results. accurate for all four parameters considered. In addition, the coupling of pi? different sensors is improved as it makes the system more? robust and reliable over time and leaves open the possibility? to use them individually or by merging the information according to the parameter and needs? operational.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per l?analisi di reflui e liquami prodotti nei settori zootecnico e agricolo che consiste in: - effettuare un?analisi spettrofotometrica nel vicino infrarosso (NIR) del campione; - contemporaneamente, effettuare almeno una seconda misura con una tecnica diversa da NIR sullo stesso campione; - combinare i risultati ottenuti con l?analisi spettrofotometrica NIR e con la seconda misura usando una tecnica di fusione di dati, caratterizzato dal fatto che: lo spettro NIR viene digitalizzato ed il valore di predizione viene calcolato moltiplicando i valori di assorbanza dello spettro ad ciascuna lunghezza d?onda prefissata con coefficienti di calibrazione precedentemente determinati, ottenendo un primo valore numerico X? dalla formula (1) seguente: CLAIMS 1. Method for the analysis of manure and sewage produced in the zootechnical and agricultural sectors which consists of: - carry out a spectrophotometric analysis in the near infrared (NIR) of the sample; - at the same time, carry out at least a second measurement with a technique other than NIR on the same sample; - combine the results obtained with the NIR spectrophotometric analysis and with the second measurement using a data fusion technique, characterized by the fact that: the NIR spectrum is digitized and the prediction value is calculated by multiplying the absorbance values of the spectrum at each predetermined wavelength with previously determined calibration coefficients, obtaining a first numerical value X? from the following formula (1): in cui: - n ? il numero di punti dello spettro presi in considerazione; - ?i ? una parametro di calibrazione valido per l?i-esimo punto dello spettro; - mi ? il dato di assorbanza, riflettanza o trasmittanza ottenuto dallo spettro NIR per l?i-esimo punto campionato; e il valore X? viene combinato con almeno un valore ?n+1m n+1 ottenuto dalla almeno una seconda misura. in which: - n? the number of points of the spectrum taken into consideration; -? i? a calibration parameter valid for the i-th point of the spectrum; - me? the absorbance, reflectance or transmittance data obtained from the NIR spectrum for the i-th sampled point; And the X value? is combined with at least one value? n + 1m n + 1 obtained from at least one second measurement. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui i valori ?i impiegati nella formula (1) vengono ottenuti da misure di calibrazione effettuate su campioni noti tramite analisi chimica. Method according to claim 1, wherein the values used in formula (1) are obtained from calibration measurements carried out on known samples by chemical analysis. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui i valori di calibrazione dell?azoto totale sono ottenuti con metodo Kjeldahl sul campione tal quale; i valori di calibrazione dell?azoto ammoniacale sono ottenuti tramite differenza tra quello totale e quello organico o tramite misura fotometrica; e i valori di calibrazione per potassio e fosforo sono ottenuti tramite analisi ICP-OES, Assorbimento Atomico o Fluorescenza a raggi X (XRF). 3. Method according to claim 2 wherein the calibration values of the total nitrogen are obtained with the Kjeldahl method on the sample as is; the calibration values of ammonia nitrogen are obtained by means of the difference between the total and the organic one or by photometric measurement; and the calibration values for potassium and phosphorus are obtained by ICP-OES, Atomic Absorption or X-ray Fluorescence (XRF) analysis. 4. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda misura ? scelta tra turbidimetria, una misura di pH e una misura di conduttimetria. Method according to any one of the preceding claims, wherein said second measure? choice between turbidimetry, a pH measurement and a conductivity measurement. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4 in cui, quando la seconda misura ? una misura di pH o di conduttimetria, e la temperatura di misura ? diversa da 25 ?C, detta misura ? compensata e riportata al valore corrispondente a 25 ?C. 5. Method according to claim 4 wherein, when the second measure? a pH or conductivity measurement, and the measurement temperature? different from 25? C, said measure? compensated and brought back to the value corresponding to 25? C. 6. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la fusione di dati viene effettuata in modalit? ?low-level?, concatenando i dati campione per campione in una singola matrice che presenta un numero di righe uguale al numero di campioni analizzati e un numero di colonne uguale al numero di segnali variabili misurati dagli almeno due strumenti di misura diversi, e impiegando poi la matrice di dati cos? ottenuta come base per calcolare un singolo modello predittivo. 6. Method according to any one of the preceding claims, wherein the data fusion is carried out in the mode? ? low-level ?, concatenating the sample-by-sample data into a single matrix that has a number of rows equal to the number of samples analyzed and a number of columns equal to the number of variable signals measured by at least two different measuring instruments, and using then the data matrix cos? obtained as a basis for calculating a single predictive model. 7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la fusione di dati viene effettuata in modalit? ?mid-level?, estraendo preliminarmente le caratteristiche pi? rilevanti da ciascun sensore separatamente, concatenando i valori relativi a queste caratteristiche in una singola matrice, e impiegando poi la matrice di dati cos? ottenuta come base per effettuare regressioni multivariate. Method according to any one of claims 1 to 5, wherein the data fusion is carried out in mode? ? mid-level ?, preliminarily extracting the most? relevant from each sensor separately, by concatenating the values for these characteristics into a single matrix, and then using the data matrix cos? obtained as a basis for performing multivariate regressions. 8. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la fusione di dati viene effettuata in modalit? ?high-level?, calcolando separatamente una regressione diversa per ogni set di dati ottenuto da ogni strumento di misura e combinando i risultati di ogni regressione in un modello finale. Method according to any one of claims 1 to 5, wherein the data fusion is carried out in the mode? ? high-level ?, by separately calculating a different regression for each dataset obtained from each measuring instrument and combining the results of each regression into a final model. 9. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui le calibrazioni NIR vengono effettuate utilizzando un software chemiometrico e regressioni parziali col metodo dei minimi quadrati (PLS). Method according to any one of the preceding claims, in which the NIR calibrations are carried out using chemometric software and partial regressions with the least squares (PLS) method.
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