Projekt 07132/01

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung: Maschinen zum exakten Mischen und Verteilen organischer Reststoffe

Projektträger

Ludwig Bergmann GmbH & Co. KG
Hauptstr. 66
49424 Goldenstedt
Telefon: 04444/2008-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Jährlich fallen in Deutschland 6 Mio. t Bioabfallkompost und 70 Mio. t Klärschlamm (5% TS) an. Eine umweltverträgliche Rückführung der organischen Rest- und Sekundärrohstoffe und eine situationsgerechte Integration in die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion ist auch beim heutigen Stand der Technik nicht immer zu erreichen. Um diese Probleme - vor dem Hintergrund von Überdüngung, Begrenzung max. Schadstofflasten, Geruchsemission und Verhinderung von Bodenerosion ganz oder weitestgehend zu lösen, ist eine neue Ausbringtechnik für solche Stoffe dringend erforderlich. Ziel des Vorhabens war es daher, die Präzision der Dosierung ebenso zu verbessern wie die zielgenaue Verteilung und eine Ausbringung auch während der Vegetation in Flächen- und Reihenkulturen zu ermöglichen. Dies spart teure Lagerkapazitäten, und wertgebende Inhaltsstoffe werden besser genutzt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas zuvor genannte Ziel sollte durch Entwicklung und Bau von Massenfluß geregelten Streufahrzeugen mit neuartigen Querverteileinrichtungen und Substrataufbereitungsanlagen erreicht werden.
Zum Erreichen der geforderten Präzision beim Ausbringen sollte die flächenspezifische Aufwandmenge messtechnisch erfasst und geregelt sowie über entsprechende Verteileinrichtungen frei oder zwangsweise ausgestreut werden.
Nach notwendigem Literatur- und Patentstudium und der entsprechenden Planungsphase wurden geeignete Meßmethoden gesucht, eventuell modifiziert oder neu entwickelt; danach Prüfstände gebaut, um Dosier-, Streu- und Mischeinrichtungen auf ihre Eignung hin für unterschiedliche Substrate mit verschiedenen Substrateigenschaften zu untersuchen.
Nach Auswertung der umfangreichen Labor- und Prüfstandsversuche erfolgten Konstruktion und Bau von Aufbereitungs- und Streuaggregaten. Feldversuche mit unterschiedlichen Substraten an mehreren Standorten, parallel durchgeführte Versuchsauswertung und Optimierung der Prototypen bildeten den Schwerpunkt des letzten Projektabschnitts.
In Zusammenarbeit mit Fa. Bergmann befasste sich FG Witzenhausen dabei ausschließlich mit der Applikationstechnik von Fertigkompost. Zusammen mit ILV Kiel entwickelte und baute Fa. Bergmann die Reststoffaufbereitungsanlage sowie die erforderliche Streutechnik für unterschiedlich reife Komposte und Klärschlämme verschiedenster Konsistenz.
Die Fachgruppe Agrartechnik der Universität Gesamthochschule Kassel untersuchte die Verteilung von Kompost (Siebung 10-25 mm) auf einer Arbeitsbreite von 12 m. Um die Verteileigenschaften eines Tellerverteilers zu untersuchen und zu optimieren, wurde ein stationärer Versuchsstand entwickelt und gebaut. Mit dieser Anlage wurden unterschiedliche Tellerdrehzahlen, Streuhöhen, Neigungswinkel, Aufgabepunkte sowie Dosiereinrichtungen intensiv untersucht. Mit den Ergebnissen wurde der Prototyp eines Verteilaggregates entwickelt, gebaut und an einem Bergmann-Streuwagen angebracht. Damit stand ein mobiles Versuchsfahrzeug zur Verfügung, um die Verteiltechnik auch unter realistischen Praxisbedingungen untersuchen zu können. Es wurden Verteilmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse waren recht erfolgversprechend. Durch den möglichen Wechsel zwischen dem stationären Versuchsstand und dem Versuchsfahrzeug war eine schnelle und kostengünstige Optimierung der Verteileinrichtung möglich. Durch die Ausstattung des Versuchsfahrzeugs mit einer elektronischen Regeleinrichtung konnte die Verteilgüte nochmals verbessert werden. Die Gefahr von Störungen wurde minimiert und der Bedienungskomfort des Verteilers konnte gesteigert werden.
Das Institut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik der Universität Kiel untersuchte die Möglichkeit der Substrataufbereitung sowie der gleichmäßigen Verteilung von Klärschlamm abgestimmt auf einen Fahrgassenabstand von 24 m.
Begonnen wurde mit der Untersuchung der vorhandenen 2-Teller-Breitverteil-Streuwerke mit unterschiedlichen Wurfelementen. Mit den Erkenntnissen aus den Versuchen wurde ein Tellerverteiler entwickelt und als Prototyp gebaut, welcher Streuteller mit einem größeren Durchmesser und eine größere Anzahl Wurfelemente besitzt. Dieses Streuaggregat wurde in der Praxis eingesetzt und bis zur Serienreife weiterentwickelt.
Um die Abhängigkeit der Materialaufgabe, Tellerumfangsgeschwindigkeit, Tellerlage und Wurfschaufellage genauer untersuchen zu können, wurde eine Versuchanlage erstellt, welche stationär und auch mobil eingesetzt werden konnte. Mit dieser Einrichtung wurde das Streubild eines Streutellers genauer untersucht. Mit den Ergebnissen aus den Versuchsreihen wurde ein Teller-Breitstreuwerk konzipiert, das die Zielsetzung des Projektes erreichen sollte. Nach der konstruktiven Bearbeitung des Spezialverteilers konnte der Prototyp erstellt und an einem Streufahrzeug adaptiert werden. Im Rahmen von Prüfstand- und Praxiseinsätzen wurde die Verteilqualität untersucht und weiter optimiert.
Das Thema Substrataufbereitungsanlage wurde mit Grundlagen-Untersuchungen im Bereich der Förderung und Strukturierung von Klärschlamm begonnen. Zu diesem Zweck wurden Vibrationsförderer, Förderboden, Schwingsiebeinrichtungen und Wiegeeinrichtungen näher untersucht. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wurde eine Substrataufbereitungsanlage konzipiert, welche in der Lage ist, die Strukturierung als auch das Mischen der Güter zu übernehmen. Um Erfahrungen im Bereich des Mischens sammeln zu können, wurde die Mischeinrichtung als Modell gebaut und diversen Testläufen unterzogen. Während des Testphase wurde der Mischer laufend optimiert.
Ebenfalls genauer untersucht wurden verschiedene Dosiereinrichtungen für die Vorratsbunker. Mit den Erkenntnissen aus den Detailuntersuchungen wurde dann die Substrataufbereitungsanlage konstruiert und gebaut. Im praktischen Einsatz wurde dann die Eignung der Anlage für unterschiedliche Güter untersucht.


Ergebnisse und Diskussion

Im Rahmen der Untersuchungen der Fachgruppe Witzenhausen wurde mit Hilfe des Prototyps eine sehr gute Basis für die Weiterentwicklung eines Kompost-Exaktstreuers geschaffen. Der nächste Entwicklungsschritt sollte deutlich in Richtung Vereinfachung, Robustheit und Kostenreduzierung gerichtet sein.
Die Untersuchungen der Fachgruppe Kiel haben umfangreiche Erkenntnisse zur Optimierung der Arbeitsbreite und der Verteilqualität von Klärschlamm und anderen Gütern ergeben. Als ein Ergebnis der Untersuchungen kann ein bereits in die Serienfertigung übernommener Tellerverteiler genannt werden. Dadurch wurde die entwickelte Technik vielen verschiedenen Kunden zugänglich gemacht. Außerdem konnten umfangreiche Erkenntnisse bei der punktbezogenen Gutaufbringung auf das Verteilaggregat gesammelt werden. Probleme bereiten die Zuführeinrichtungen. Hier müssen neue, bisher nicht eingesetzte Baugruppen entwickelt und auf ihre Eignung untersucht werden. Aufgrund der fortgeschrittenen Zeit war das im Rahmen des Projektes nicht mehr möglich. Durch die Aktivitäten im Bereich der Substrataufbereitung ist eine Anlage entstanden, die sich durch hervorragende Mischergebnisse und gleichzeitig hohen Durchsatz auszeichnet. Sie hat die gesetzten Anforderungen voll erfüllt. Eine Anlage in der vorliegenden Konzeption gab es zuvor noch nicht.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Veröffentlichungen:
Hügle, T. und H. Schwieger 1998: Punktgenau breit zuteilen. Landtechnik 53, H. 4, S. 244 - 245
Hügle, T. 1999: Technik zur exakten Längsverteilung organischer Reststoffe. Landtechnik 54, H. 2 S
S. 80 - 81
Hügle, T. und K. Schloen 1998: Maschinen zum exakten Mischen und Verteilen organischer Reststoffe.
Tagungsband Bioabfallverwertung, Ergebnisse des Förderschwerpunktes, Osnabrück, S. 57 - 63
Hügle, T. 1998: A New Distribution Device for Sewage Sludge Application on Farmland. Proceedings of
the International Agricultural Engineering Conference Bangkok, Thailand 7 - 10 December 1998
S. 62 - 66
Stieg, D.; Wagner, G. und Krause, R.: Exaktstreuer für Bioabfallkompost - Entwicklung eines Exakt-
dosier- und Verteilsystems - Landtechnik 1, 53. Jg., Fachzeitschrift für Agrartechnik und
ländliches Bauen , 10 - 11, 1998, Darmstadt, ISSN 0023-8082
Stieg, D. und Krause, R.: Kompost streuen mit Präzision. - Eilbote- Das Magazin für Landmaschinen-
wesen. Nr. 20, 46. Jg., 26-27, 1998, Winsen/Luhe
Stieg, D.; Wagner, G. und Krause, R.: Kompostausbringung mit hoher Präzision. -VDI-Bericht Nr. 1356,
97-100, 1997, Braunschweig, ISBN 3-18-091356-8
Stieg, D. Verteilsysteme von Kompoststreuern: Mit Zinken, Ketten und Schlegeln - profi-magazin für
Agrartechnik. Nr. 9, 1998, Münster, ISSN 0937-1583

Vorgestellt wurde das Projekt außerdem im
Oktober 1997 auf der VDI-MEG Tagung Landtechnik in Braunschweig
November 1997 Agritechnica 97 in Hannover
Ausstellung des Prototypen aus Witzenhausen
diverse Schautafeln
November 1998 DBU Statusseminar Bioabfallverwertung
Juni 1999 Lohnunternehmer-Tagung in Goldenstedt
November 1999 Agritechnica 99 in Hannover


Fazit

Das Projekt hat im Bereich der Streuaggregate Lösungen geliefert, die in Form eines neuen Verteilers mit verbesserter Querverteilung direkt in die Serienfertigung übernommen werden konnten. Durch die umfangreichen Prüfstand- und Praxiseinsätze bei der Verteilung von Kompost und Klärschlamm wurden viele Basisdaten für die Weiterentwicklung von Verteilaggregaten mit optimierter Querverteilung ermittelt.
Als Substrataufbereitung ist eine Anlage entstanden, die eine sehr gute Mischqualität in Verbindung mit einem hohen Durchsatz ermöglicht. Sie hat sich bereits im praktischen Dauereinsatz bewährt. Mit ihr können die vielfältigsten Aufbereitungsprobleme gelöst und vor Ort weiter untersucht werden. Mit den gewonnenen Daten können dann Speziallösungen für die jeweiligen Probleme realisiert werden.