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- ItemHydrothermal carbonization (HTC): Near infrared spectroscopy and partial least-squares regression for determination of selective components in HTC solid and liquid products derived from maize silage(Amsterdam : Elsevier, 2014) Reza, M. Toufiq; Becker, Wolfgang; Sachsenheimer, Kerstin; Mumme, JanNear-infrared (NIR) spectroscopy was evaluated as a rapid method of predicting fiber components (hemicellulose, cellulose, lignin, and ash) and selective compounds of hydrochar and corresponding process liquor produced by hydrothermal carbonization (HTC) of maize silage. Several HTC reaction times and temperatures were applied and NIR spectra of both HTC solids and liquids were obtained and correlated with concentration determined from van-Soest fiber analysis, IC, and UHPLC. Partial least-squares regression was applied to calculate models for the prediction of selective substances. The model developed with the spectra had the best performance in 3–7 factors with a correlation coefficient, which varied between 0.9275–0.9880 and 0.9364–0.9957 for compounds in solid and liquid, respectively. Calculated root mean square errors of prediction (RMSEP) were 0.42–5.06 mg/kg. The preliminary results indicate that NIR, a widely applied technique, might be applied to determine chemical compounds in HTC solid and liquid.
- ItemExperimente zum Partikelfluss an einer neu entwickelten Geometrie für Dächerschachttrockner(Darmstadt : KTBL, 2014) Weigler, Fabian; Franke, Georg; Scaar, Holger; Mellmann, JochenUm große Mengen an Körnerfrüchten über einen längeren Zeitraum lagerfähig zu machen, werden weltweit zunehmend Dächerschachttrockner (DST) eingesetzt. Trocknereinbauten, die ungünstig konstruiert oder angeordnet sind, können eine breite Verweilzeitverteilung des zu trocknenden Gutes verursachen. Dadurch kommt es lokal zu unterschiedlichen Trocknungsbedingungen, die zu einer inhomogenen Trocknung und damit zu einem erhöhten spezifischen Energieverbrauch, zu wirtschaftlichen Verlusten und zu Qualitätseinbußen führen. Mit dem Ziel der Sicherung der Produktqualität und der Steigerung der Energieeffizienz wurde daher eine neuartige Apparategeometrie entwickelt. Um das traditionelle Design mit der neu entwickelten Geometrie hinsichtlich der Partikeldurchströmung vergleichen zu können, wurden Durchflussversuche am Modellgut Weizen mit eingefärbten Körnern als Tracerpartikel im Technikumsmaßstab durchgeführt.
- ItemVegetationserkennung für landwirtschaftliche Anwendungen mithilfe einer Ein-Chip-Kamera(Darmstadt : KTBL, 2014) Selbeck, Jörn; Dworak, Volker; Hoffmann, Matthias; Dammer, Karl-HeinzDurch die Anwendung von Kameras bei der Prozesskontrolle in der Präzisionslandwirtschaft können Dünger, Pestizide, Maschinenzeit und Treibstoff eingespart werden. Trotz der hohen Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet verhindern hohe Preise für geeignete Kamerasysteme die Anwendung in allen Bereichen der Landwirtschaft. Intelligente und kostengünstige Kameras, die für landwirtschaftliche Anwendungen angepasst werden, können diesen Nachteil überwinden. Der normalisierte differenzierte Vegetationsindex (NDVI) ist ein Algorithmus in der Bildanalyse zur Trennung von Pflanze und Boden (Hintergrund) und wird in der hier vorgestellten Untersuchung bei einer kostengünstigen Ein-Chip-Kamera implementiert und angepasst.
- ItemEntwicklung einer Erntemaschine für Kamillenblüten(Darmstadt : KTBL, 2014) Ehlert, DetlefMit dem Anbau von Kamille wird die Biodiversität in Landwirtschaftsbetrieben erhöht sowie eine zusätzliche Einkommensquelle geschaffen. Um die Ernte der Kamillenblüten effizienter zu gestalten, wurde ein dreijähriges Forschungsprojekt gefördert. Es hatte zum Ziel, eine neue Erntemaschine in Form eines Funktionsmusters zu entwickeln und zu untersuchen, das sich durch eine hohe Pflückqualität, geringe Verluste, eine Flächenleistung von mindestens 1 ha je Stunde und geringe Kosten auszeichnet. In der Endphase des Projektes wurde in der Erntesaison 2013 das Funktionsmuster einer Erntemaschine erprobt, die das Know-how und somit die Grundlage für die zukünftige Produktion einer neuen Erntemaschine in Kleinserie liefert.
- ItemChlordioxid zur Reduktion von humanpathogenen Mikroorganismen bei der Salatwäsche(Darmstadt : KTBL, 2014) Hassenberg, Karin; Herppich, Werner B.; Praeger, UlrikeDer Markt für abgepackte verzehrfertige Frischsalate ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Für die Herstellung von mikrobiologisch unbedenklichen Produkten wurde der Zusatz von Chlordioxid (ClO2) zum Waschwasser auf sein Potenzial zur Minimierung relevanter humanpathogener Mikroorganismen getestet. Dabei wurden auch wichtige Parameter der Produktqualität, wie z. B. Farbe und Inhaltsstoffe, berücksichtigt. Eine ClO2-Behandlung ermöglicht es, die Konzentration von Mikroorganismen im Waschwasser um 5 bis 6 log-Einheiten zu reduzieren, abhängig vom chemischen Sauerstoffbedarf (CSB-Wert). Farbe und Vitamin-C-Gehalt der Salatblätter werden von der Behandlung nicht beeinflusst. Demnach ist ClO2 zur Hygienisierung von Salatwaschwasser geeignet.
- ItemEvaluation of integrated anaerobic digestion and hydrothermal carbonization for bioenergy production(Cambridge : JoVE, 2014) Reza, M. Toufiq; Werner, Maja; Pohl, Marcel; Mumme, JanLignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal carbonization (HTC) are promising technologies for bioenergy production from biomass in terms of biogas and HTC biochar, respectively. In this study, the combination of AD and HTC is proposed to increase overall bioenergy production. Wheat straw was anaerobically digested in a novel upflow anaerobic solid state reactor (UASS) in both mesophilic (37 °C) and thermophilic (55 °C) conditions. Wet digested from thermophilic AD was hydrothermally carbonized at 230 °C for 6 hr for HTC biochar production. At thermophilic temperature, the UASS system yields an average of 165 LCH4/kgVS (VS: volatile solids) and 121 L CH4/kgVS at mesophilic AD over the continuous operation of 200 days. Meanwhile, 43.4 g of HTC biochar with 29.6 MJ/kgdry_biochar was obtained from HTC of 1 kg digestate (dry basis) from mesophilic AD. The combination of AD and HTC, in this particular set of experiment yield 13.2 MJ of energy per 1 kg of dry wheat straw, which is at least 20% higher than HTC alone and 60.2% higher than AD only.
- ItemThe suitability of infrared temperature measurements for continuous temperature monitoring in gilts(Göttingen : Copernicus, 2014) Schmidt, M.; Ammon, C.; Schön, P.C.; Manteuffel, C.; Hoffmann, G.The aim of this study was to evaluate whether an infrared thermometer, a pyrometer, could detect the body surface temperature in the orbital area of gilts without contacting them. Furthermore, it was tested whether an increase in the gilts' temperatures could be detected. Therefore, fever was induced. During 11 trials, 43 German Landrace gilts were injected with either a Porcilis AR-T DF (Intervet International B.V., Boxmeer, Netherlands) vaccine or 2 ml of 0.9 % NaCl. A commercial temperature logger (TRIX-8, LogTag Recorders, Auckland, New Zealand) was placed in the vagina to record temperature data every 3 min. The pyrometer (optris cs, Optris, Berlin, Germany) was aimed at where the orbital area of the gilts would be. While they were drinking, temperature measurements were done in that site by the pyrometer. Time periods from 0.25 to 6 h were analysed. Considering the 0.25-h period, a positive correlation (ρ=0.473) between temperatures of the logger and the pyrometer was found for 15 of 39 gilts. The longer the chosen measuring period was, the fewer animals showed a significant correlation between the two temperatures. In contrast to the vaginal logger, the pyrometer cannot detect an increase in the body temperature in all fever-induced gilts. In conclusion, a pyrometer cannot detect the body surface temperature reliably. An increase in the body surface temperature over a short time period (on average 5 h) could not be detected by the pyrometer. The temperature increase measured using the pyrometer was too low and time-delayed compared to the temperature detected by the vaginal logger.
- ItemCap-and-trade of water rights: A sustainable way out of Australia's rural water problems?(München : Oekom - Gesellschaft fuer Oekologische Kommunikation mbH, 2014) Burdack, D.; Biewald, A.; Lotze-Campen, H.Trading water rights is a tool for re-allocation of water resources in water-scarce regions such as Australia. Tradable water rights help farmers to act flexibly when facing high fluctuations in water availability and to use the water in a sustainable and environmentally friendly manner. A precondition is that the quantity of water rights is capped at an appropriate level. The institutional arrangements and market structures in which water-right trading is embedded are key factors for the success of such water management instruments. By analysing the structure of the water-right market and water caps as well as using results from explorative expert interviews, the article sheds light on potential problems with the Australian cap-and-trade scheme concerning sustainable water usage. It also asks whether the Australian scheme provides lessons to be learnt by other countries facing similar problems.
- ItemProzessmikrobiologie in landwirtschaftlichen Biogasanlagen : Ermittlung der mikrobiellen Diversität sowie von hauptsächlichen verfahrenstechnischen Einflussfaktoren auf die Mikroflora : Schlussbericht zum Forschungsverbund BIOGAS-BIOCOENOSIS : Laufzeit: 01.11.2011 bis 31.10.2013(Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2014) Theuerl, Susanne; Klocke, Michael; Maus, Irene; Schlüter, Andreas; Benndorf, Dirk; Kohrs, Fabian; Hitzmann, Bernd; Beltramo, Tetyana[no abstract available]
- ItemAsh reduction of corn stover by mild hydrothermal preprocessing(Heidelberg : Springer, 2014) Reza, M. Toufiq; Emerson, Rachel; Uddin, M. Helal; Gresham, Garold; Coronella, Charles J.Lignocellulosic biomass such as corn stover can contain high ash content, which may act as an inhibitor in downstream conversion processes. Most of the structural ash in biomass is located in the cross-linked structure of lignin, which is mildly reactive in basic solutions. Four organic acids (formic, oxalic, tartaric, and citric) were evaluated for effectiveness in ash reduction, with limited success. Because of sodium citrate’s chelating and basic characteristics, it is effective in ash removal. More than 75 % of structural and 85 % of whole ash was removed from the biomass by treatment with 0.1 g of sodium citrate per gram of biomass at 130 °C and 2.7 bar. FTIR, fiber analysis, and chemical analyses show that cellulose and hemicellulose were unaffected by the treatment. ICP–AES showed that all inorganics measured were reduced within the biomass feedstock, except sodium due to the addition of Na through the treatment. Sodium citrate addition to the preconversion process of corn stover is an effective way to reduced physiological ash content of the feedstock without negatively impacting carbohydrate and lignin content.