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s/trocken/Trocknen/gi

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Korrosionsempfindliche Dosimetermaterialien zur Überwachung der Umweltbedingungen an Kulturgütern

Die einzelnen Belastungsfaktoren von Kulturgütern können durch apparativ aufwendige und kostenintensive Einzelmessungen mit Hilfe der modernen Analytik genau bestimmt werden. Mit den sogenannten Glassensoren wurde am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) eine elegante und zerstörungsfreie Methode entwickelt, die ohne aufwendige Messungen der einzelnen Parameter die auftretenden Gesamtbelastungen über einen längeren Zeitraum hinweg registrieren kann. Die Verwendung von sensibilisierten Glasflächen als Dosimetermaterial wurde für den bisherigen Anwendungsbereich ausgeschöpft. Ziel dieses Vorhabens ist es, neue korrosionsempfindliche Materialien und Komponenten herzustellen und für den prinzipiellen Einsatz zur Überwachung der Umweltbedingungen an Kulturgütern zu prüfen. Zum einen sollen Granulate der bisherigen Glasmaterialien mit unterschiedlicher Körnung in eine NIR-transparente Trägermatrix aus SiO2-Aerogel eingebracht werden. Zum anderen bietet sich die Modifizierung der inneren Oberfläche von SiO2-Aerogelen an, die dann selbst als detektionsaktive Medien fungieren können. Ein weiterer Syntheseweg soll so gewählt werden, dass Aerogel- oder Xerogelschichten ohne überkritische Trocknung auf Glas als Trägermaterial hergestellt werden. In jedem Fall muss der korrosive Einfluss bestimmter Umweltfaktoren (Feuchte, Temperatur, Schadgase) in einem Expositionsprogramm in Klimakammern, zunächst durch Variation einzelner Parameter und schließlich durch deren Kombination systematisch charakterisiert werden. Nach Abschluss dieser Labortestphase können - bei Projektende - Expositionsprogramme in Museen verwirklicht werden.

Micro-scaled hydraulic heterogeneity in subsoils

Nutrient and water supply for organisms in soil is strongly affected by the physical and physico-chemical properties of the microenvironment, i.e. pore space topology (pore size, tortuosity, connectivity) and pore surface properties (surface charge, surface energy). Spatial decoupling of biological processes through the physical (spatial) separation of SOM, microorganisms and extracellular enzyme activity is apparently one of the most important factors leading to the protection and stabilization of soil organic matter (SOM) in subsoils. However, it is largely unknown, if physical constraints can explain the very low turnover rates of organic carbon in subsoils. Hence, the objective of P4 is to combine the information from the physical structure of the soil (local bulk density, macropore structure, aggregation, texture gradients) with surface properties of particles or aggregate surfaces to obtain a comprehensive set of physical important parameters. It is the goal to determine how relevant these physical factors in the subsoil are to enforce the hydraulic heterogeneity of the subsoil flow system during wetting and drying. Our hypothesis is that increasing water repellency enforces the moisture pattern heterogeneity caused already by geometrical factors. Pore space heterogeneity will be assessed by the bulk density patterns via x-ray radiography. Local pattern of soil moisture is evaluated by the difference of X-ray signals of dry and wet soil (project partner H.J. Vogel, UFZ Halle). With the innovative combination of three methods (high resolution X-ray radiography, small scale contact angle mapping, both applied to a flow cell shaped sample with undisturbed soil) it will be determined if the impact of water repellency leads to an increase in the hydraulic flow field heterogeneity of the unsaturated sample, i.e. during infiltration events and the following redistribution phase. An interdisciplinary cooperation within the research program is the important link which is realized by using the same flow cell samples to match the spatial patterns of physical, chemical, and biological factors in undisturbed subsoil. This cooperation with respect to spatial pattern analysis will include the analysis of enzyme activities within and outside of flow paths and the spatial distribution of key soil properties (texture, organic carbon, iron oxide content) evaluated by IR mapping. To study dissolved organic matter (DOM) sorption in soils of varying mineral composition and the selective association of DOM with mineral surfaces in context with recognized flow field pattern, we will conduct a central DOM leaching experiment and the coating of iron oxides which are placed inside the flow cell during percolation with marked DOM solution. Overall objective is to elucidate if spatial separation of degrading organisms and enzymes from the substrates may be interconnected with defined physical features of the soil matrix thus explaining subsoil SOM stability and -dynami

Innovative Agro-Photovoltaik

Umweltstaatssekretär Jochen Flasbarth übergibt Förderbescheid an das Unternehmen Steinicke in Niedersachsen. Das Bundesumweltministerium fördert mit mehr als 400.000 Euro eine innovative Agro-Photovoltaikanlage des Unternehmens Steinicke im niedersächsischen Lüchow. Mit dem Pilotprojekt sollen Agrarflächen sowohl zur Lebensmittelerzeugung als auch darüberliegend zur Stromgewinnung durch Photovoltaik genutzt werden. Jährlich sollen durch die Anlage 756.000 Kilowattstunden Strom erzeugt werden, mehr als zehn Prozent oberhalb einer konventionellen Photovoltaikanlage gleicher Leistung. Jochen Flasbarth, Staatssekretär im Bundesumweltministerium, übergibt heute den Förderbescheid aus dem BMU-Umweltinnovationsprogramm bei seinem Besuch des Unternehmens Steinicke - Haus der Hochlandgewürze GmbH in Lüchow. Umweltstaatssekretär Jochen Flasbarth: 'Auf dem Weg zur Klimaneutralität 2045 benötigen wir deutlich mehr Erneuerbare Energien. Beim Ausbau der Erneuerbaren Energien brauchen wir viel mehr Kreativität, wie wir Nutzungskonflikte bei den verfügbaren Flächen auflösen können. Deshalb ist die Erprobung von Mehrfachnutzungen von landwirtschaftlicher Produktion und darüberliegender Photovoltaik eine innovative Lösung mit viel Zukunftspotenzial. Bei dem Vorhaben der Steinicke GmbH wird die Agro-Photovoltaik erstmals in großtechnischem Maßstab umgesetzt. Das ist eine Win-Win-Situation für das Klima, für eine zukunftsfähige Landwirtschaft und die Lebensmittelerzeugung.' Konventionelle Freiflächen-Photovoltaikanlagen werden bodennah errichtet. Die bebaute Fläche ist dann für eine andere Verwendung, wie z.B. die landwirtschaftliche Nutzung, nicht mehr geeignet. Um diesen Flächenkonflikt aufzulösen, plant das Unternehmen die erstmalige Errichtung einer Agro-Photovoltaikanlage (APV) in großtechnischem Maßstab. Eine höhere Aufständerung und größere Reihenabstände zwischen den einzelnen Modulen ermöglichen es, die Fläche zusätzlich für die landwirtschaftliche Bestellung auch mit landwirtschaftlichen Maschinen zu nutzen. Hierzu sollen auch neue Anbauverfahren zum Einsatz kommen. Außerdem verfügt die Agro-Photovoltaikanlage über zweiseitige Zellen, die das einfallende Licht nicht nur über die Vorder-, sondern auch über die Rückseite nutzen, und erzeugt so im Vergleich zu konventionellen Photovoltaikanlagen einen höheren Stromertrag. Der Strom soll für den Eigenbedarf, wie z.B. den Trocknungsprozess, eingesetzt werden. Darüber hinaus wird der Boden unter den Modulen von diesen beschattet, was weitere positive Effekte mit sich bringt, zum Beispiel den Erhalt der Bodenfeuchtigkeit und die Verringerung der Erosion und des Wasserverbrauchs. Unterhalb der PV-Anlage entsteht so eine Bodenstruktur mit günstigem Mikroklima, was einen Beitrag für eine umwelt- und klimafreundliche und damit zukunftsfähige Landwirtschaft darstellt.

Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Pelletiertechnik zur Trocknung und Aufbereitung von Spuckstoffabfaellen aus dem Altpapierrecycling

Pilotprojekt Agrophotovoltaik Steinicke

Die Steinicke Haus der Hochlandgewürze GmbH, mit Unternehmenssitz in Breitbrunn (Bayern), ist ein Familienunternehmen, das an vier Standorten in Deutschland ansässig ist und Gewürz- und Trockengemüse produziert. Im Vorhaben wurde im Jahr 2021 am Standort Lüchow (Niedersachsen)eine Agri-Photovoltaikanlage (APV) mit 748 kWp (Kilowatt-Peak) Leistung errichtet. Die Inbetriebnahme erfolgte im September 2022. Indem eine Fläche sowohl für die Energiegewinnung mittels Photovoltaik als auch für die landwirtschaftliche Bestellung genutzt wird, wurde der Flächenkonflikt zwischen Energie- und Landwirtschaft aufgelöst. Konventionelle Photovoltaikanlagen nehmen ca. 1 Hektar Fläche pro Megawatt installierter Leistung in Anspruch. Die überbaute Fläche ist dann für die landwirtschaftliche Nutzung temporär nicht mehr verfügbar. Um diesen Flächenkonflikt zu vermeiden, errichtete das Unternehmen eine Agri-Photovoltaikanlage. Durch eine hoch aufgeständerte Bauweise und größere Reihenabstände zwischen den einzelnen Modulen wird ermöglicht, die Fläche zusätzlich für die landwirtschaftliche Bestellung mit großen Maschinen zu nutzen. Die Umweltentlastung liegt somit vor allem in der reduzierten Flächeninanspruchnahme gegenüber konventioneller Photovoltaik. Die APV-Anlage ist zudem mit zweiseitigen (bifazialen) Solarmodulen ausgestattet, die das einfallende Licht nicht nur über die Vorder-, sondern auch über die Rückseite nutzen. Sie erzeugen verglichen mit konventionellen Solarmodulen und bedingt durch das Rückstrahlvermögen des Bodens (Albedo), einen höheren Stromertrag. Der erzeugte Strom wird vollständig für den Eigenbedarf, wie z.B. den Trocknungsprozess, eingesetzt. Darüber hinaus wird der Boden unter den Modulen von diesen beschattet, was weitere positive Effekte (Erhaltung der Bodenfeuchtigkeit, Verringerung der Erosion) mit sich bringt. Die APV-Anlage erzeugt ca. 756.000 Kilowattstunden pro Jahr, was mehr als 10 Prozent oberhalb einer konventionellen Photovoltaikanlagen gleicher Leistung liegt. Damit werden gegenüber einer Stromversorgung mit dem bundesweiten Strommix (2018) pro Jahr 428 Tonnen CO 2 eingespart. Das Konzept ist sehr gut auf andere landwirtschaftliche Betriebe übertragbar. Es ermöglicht eine hofnahe Stromversorgung, ohne dabei die landwirtschaftliche Nutzfläche zu reduzieren. Agri-Photovoltaik wurde zwischenzeitlich in den Förderrahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes aufgenommen. Branche: Nahrungs- und Futtermittel, Getränke, Landwirtschaft Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Steinicke Haus der Hochlandgewürze GmbH Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: 2020 - 2021 Status: Abgeschlossen

Die oberflaechliche Kontamination von Koernerfruechten bei direkter Trocknung mit Propangas und Heizoel EL (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Cr, Ni, Se, Cd, Pb, As, Hg, S, F, NO2, NO3)

Nachweis aller im Rauchgas/Luftgemisch von Fluessiggas- und Leichtoelbrennern auftretenden Stoffe (Pb, F, CrIII, CrVI, Zn, Se, Ni, As, Hg, Cd, Mo, Sn, Cu, SO2, Hf, NOx, polycyklische Aromate) bei Variation von Luftmenge, Gas- bzw. Oelmenge und Brennereinstellung. Ermittlung der Ablagerungen aus diesem Rauchgas/Luftgemisch auf Koernerschuettungen in Satz- und Durchlauftrocknern.

Spatially modelling forest trafficability with ForHym and LiDAR-based cartographic depth-to-water

The thesis proposal deals with mapping weather-affected changes in soil moisture over time. This is to visualize where and when soils would be subject to severe rutting and compaction under forest operations. The approach taken is modular by connecting temporal hydrothermal processes dealing with soil wetting, drying, freezing, and thawing to spatially anticipated locations of dry versus wet soil drainage conditions. The temporal variations within specific textured soils can be modeled at daily resolution based on air temperature, and precipitation (rain, snow) data. This is done with the Forest Hydrology Model (ForHyM). The spatial variations can be derived from LiDAR-generated bare-ground elevation surfaces at 1 m resolution by way of the newly developed metric depth-to-water index (DTW), for which DTW less than 10 , 10-25, 25-50, 50-100, greater than 100 cm indicates very poor, poor, imperfect, moderately well and well drainage conditions, respectively. The results of doing so will be illustrated for forested areas in Northern and Central New Brunswick in reference to actual forest harvesting and wood forwarding tracks. The attempt is to generalize the methodology for weather-dependent and geospatially base forecasting of soil conditions to better enable forest operation planning as seasons change from dry to wet and from wet to dry within seasons and from year to year.

Modellierung der Latentwärmespeicherung mittels Phasenwechselmaterialien zum Einsatz in der solaren Trocknungstechnik

Obwohl in den letzten Jahren vermehrt auf dem Gebiet der Latentwärmespeicherung und deren Anwendung in den unterschiedlichsten Bereichen geforscht wird, liegen bislang kaum Arbeiten über die Implementierung dieser Speichertechnik in Solartrocknungsanlagen für landwirtschaftliche Produkte vor. Durch die Realisierung einer solchen Speicherung der stark fluktuierenden Solarstrahlung würde eine weitere Erschließung der Solarenergienutzung für die landwirtschaftliche Trocknungstechnik ermöglicht. Latentwärmespeicher können die unvermeidlichen Tag/Nacht-Unterschiede der Trocknungstemperaturen reduzieren, die aus Sicht einer gleichmäßigen Prozessführung unerwünscht sind und in der Regel negative Auswirkungen auf die Produktqualität haben. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll modelliert werden, wie sich ein mit Latentwärmespeicher ausgestatteter Solartrockner im Vergleich zu einem konventionellen System verhält, welches nur aus einem Luftkollektor und einer Trocknereinheit besteht. Eine Simulationsrechnung erlaubt dabei die Bestimmung des Einflusses der verschiedensten Designparameter auf die Gesamtsystemleistung.Es werden dazu zunächst numerische Modelle für die Hauptsystemkomponenten Luftkollektor, Latentwärmespeicher und Trockner in Simulationsprogramme in einer MATLAB Umgebung implementiert. Mit diesen können anschließend parametrische Studien der unterschiedlichen Konfigurationen durchgeführt werden und deren Kenndaten etwa hinsichtlich der erwarteten Trocknungsdauer, des spezifischen Energiebedarfs, des solaren Deckungsgrades und der Produktqualität verglichen werden. Die erwarteten Forschungsergebnisse und die zu entwickelnden Simulationsprogramme ermöglichen eine wesentliche Erweiterung des Wissensstandes zur Nutzung von Solarenergie in der landwirtschaftlichen Trocknungstechnik und bilden zudem die Grundlage der technischen und ökonomischen Bewertung von Latentwärmespeichern bei Trocknungsprozessen.

Energetische Optimierung der Trockenpartie

Ausgangssituation/Problemstellungrn Die für Trocknung von Papier eingesetzte Energie wird - abgesehen von den durchaus nicht unbeträchtlichen Wärmeverlusten in der Trockenpartie - fast ausschließlich zur Erwärmung und - zu einem erheblich höheren Anteil - zur Verdampfung des Wassers benötigt, das die Bahn aus der Pressenpartie mitbringt.rnUm die hierfür aufgewendete, im abgeführten Dampf gebundene Energie zurückzugewinnen, muss der in der Haubenabluft enthaltene Dampfanteil möglichst vollständig kondensiert wer-den (was bedeutet, dass sich die Energie nach der Kondensation in dem Medium befindet, das die Haubenabluft gekühlt hat). Dabei ergeben sich eventuell eine operative und mit Ge-wissheit eine energetische Schwierigkeit:rn- Inhaltsstoffe der Haubenluft könnten Anbackungen oder Korrosion im Kondensator verursachen und dessen Wirkungsgrad reduzieren. rn- Die Qualität (also der technisch verwertbare Anteil der zurück gewonnenen Wärme = Exergie) und die Quantität der zurück gewonnenen Wärme folgen gegenläufigen Tendenzen: rn- Mit zunehmender Kondensationstemperatur steigt die Exergie der zurück gewonnen Wärme an. rn- Mit abnehmender Kondensationstemperatur steigt die - wegen ihrer tiefen Tempera-tur zunehmend wertlose - zurück gewonnene Wärmemenge an. rnrnForschungsziel/ForschungsergebnisrnZiele des Projekts sind rn- die Analyse und Bewertung des Problempotenzials der Inhaltsstoffe des Kondensats der Haubenluft auf die Arbeitsweise des Kondensators,rn- die Entwicklung und Erprobung eines Bilanzmodells auf Basis von Messwerten für die Papiertrocknung, rn- die Identifikation technisch-wirtschaftlich sinnvoller Lösungen des Zielkonflikts zwi-schen Menge und Qualität der rückgewinnbaren Energie, rn- die Bewertung des erreichbaren Potenzials an rückgewinnbarer Energie als Ersatz für Fremdenergie anhand von Fallbeispielen mittels dem Bilanzmodell und rn- die Abschätzung der technischen Realisierbarkeit sowie der Wirtschaftlichkeit der zur Nutzung dieses Potenzials erforderlichen Maßnahmen.rnrnAnwendungen/Wirtschaftliche BedeutungrnWärmeverluste über die Haubenabluft werden üblicherweise als unvermeidlich betrachtet und treten heute an allen Papier- und Kartonmaschinen auf. Die mittel- und langfristig zu er-wartende Entwicklung der Energiepreise legt es nahe, intensiv nach Möglichkeiten zu su-chen, dieses Energiepotenzial wirtschaftlich zu erschließen und damit den Fremdenergiebe-zug zu reduzieren. Betroffen von dieser Situation und damit potentieller Nutzer der ange-strebten Forschungsergebnisse ist also die gesamte Papier produzierende Industriern

Entwicklung eines trockenen Misch- und Beschichtungsverfahrens mit ausgewählten Binderkomponenten zur Herstellung von Batterieelektroden, TROMBIBATT - Entwicklung eines trockenen Misch- und Beschichtungsverfahrens mit ausgewählten Binderkomponenten zur Herstellung von Batterieelektroden

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