Gasförmige und Geruchs-Emissionen aus der Landwirtschaft haben nachteilige Wirkungen auf die Umwelt. Das Ziel verschiedener Forschungs- und Praxiseinrichtungen ist die qualitative und quantitative Erfassung dieser Gaskonzentrationen, Emissionsraten und Gerüche.
In der landwirtschaftlichen Emissionsforschung wird eine Vielzahl verschiedener Meßgeräte eingesetzt. Anwendungsgebiete sind die Messung von Gaskonzentrationen und - emissionsraten in und aus Ställen mit Multigasmeßtechnik oder einfachen Gassensoren. Als Entscheidungshilfe bei Rechtsstreitigkeiten, deren Gegenstand Geruchsbelästigungen sind, und zur Regelung von Abständen landwirtschaftlicher Betriebe zu Wohnbebauungen wird die Olfaktometrie eingesetzt.
Um die Genauigkeit der mit diesen Meßverfahren erhobenen Daten zu verbessern, müssen die eingesetzten Gaskonzentrationsmeßgeräte kalibriert und Personen für olfaktometrische Fragestellungen anwendungsspezifisch justiert werden. Hierzu müssen Multigaskalibrationseinheiten eingesetzt werden.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, die verschiedenen Funktionsbereiche einer Multigaskalibrationseinheit, bestehend aus Hard- und Software zu konzipieren, darzustellen und zu beschreiben, sowie die funktionalen Einheiten zur Gaserzeugung zu überprüfen und zu optimieren.
Das Konzept der Multigaskalibrationseinheit GEMS 2000 wurde anhand der Anforderungen der gewünschten Einsatzbereiche an der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik in Freising-Weihenstephan erstellt. Die GEMS 2000 besteht aus verschiedenen Hardware Komponenten, die zur Erfüllung der Anforderungen an eine Multigaskalibrationseinheit nötig sind. Wesentlich wird die GEMS durch acht thermische Massenflussregler, drei Mischkammern und zwei Kapillaren charakterisiert. Zur Steuerung, Datenerfassung und Überprüfung des Gerätes kommt eine benutzerfreundliche Software zum Einsatz. Die Versorgung mit Prüfgasen erfolgt extern durch ein Gaslager mit Prüfgasflaschen.
Überprüft wird der Funktionsbereich der Gaserzeugung mit thermischen Massenflußreglern mit einem FID. Jeder MFC wird in den Flußstufen 10, 50 und 90 % FS mit einem Prüfgasgemisch Methan/Stickstoff beaufschlagt und in Kombination mit den Flußstufen 15 und 90 % FS des MFCI, der nur Stickstoff zu dosiert, überprüft. Aus den Mischungsverhältnissen ergeben sich Konzentrationen, die die GEMS 2000 in der Software berechnet. Diese Konzentrationen werden ausgelesen und mit den Meßergebnissen des FID in einer Regressionsanalyse verglichen. Bei MFC mit durch Fehlerrechnung ermittelten fehlerhaften Werten, werden die Steigung und der Achsenabschnitt der Regressionsgeraden als Korrekturfaktoren in die GEMS Software implementiert.
Von den sieben überprüften MFC erbringen fünf fehlerhafte Konzentrationswerte. In der Software werden für die fehlerhaften MFC die aus den Regressionsgleichungen ermittelten Korrekturfaktoren in die Kalibrationsdaten implementiert. Durch die Überprüfung der thermischen Massenflußregler und die Änderung von deren Softwareparametern, wird die Funktion der Gaserzeugung mit einem relativen mittleren Fehler von 2,35%, bei einem relativen Fehler der verwendeten Prüfgase von 1%, gesichert.
Mit GC/FID wird die Menge n-Butanol im Gasgemisch überprüft, die durch den Funktionsbereich n-Butanol-Dampferzeugung mit Kapillare erzeugt wird.
Bei der Überprüfung der n-Butanol Dampferzeugung erbringt eines der zwei GC/FID Analysenergebnisse das geforderte Resultat, das zweite Analysenergebnis ist außerhalb des Fehlerbereichs. Allerdings findet die Überprüfung aus verfahrenstechnischen Gründen an den Spezifikationsgrenzen der Druckregler statt, was die Aussagekraft des fehlerhaften Ergebnisses einschränkt. Die n-Butanol Überprüfung muß vollständig durchgeführt werden, um auch diese Funktion gewährleisten zu können.
Der Funktionsbereich der Feuchteerzeugung mit einer Kapillare, wird durch Messung des Taupunktes des erzeugten Gasgemisches mit einem Taupunktmeßumformer überprüft. Sobald die Überprüfung der Feuchteerzeugung erfolgt ist, kann die GEMS 2000 für alle vorgesehenen Anwendungen eingesetzt werden.
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Gasförmige und Geruchs-Emissionen aus der Landwirtschaft haben nachteilige Wirkungen auf die Umwelt. Das Ziel verschiedener Forschungs- und Praxiseinrichtungen ist die qualitative und quantitative Erfassung dieser Gaskonzentrationen, Emissionsraten und Gerüche.
In der landwirtschaftlichen Emissionsforschung wird eine Vielzahl verschiedener Meßgeräte eingesetzt. Anwendungsgebiete sind die Messung von Gaskonzentrationen und - emissionsraten in und aus Ställen mit Multigasmeßtechnik oder einfachen...
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