Agrartechnik in den Tropen und Subtropen

Abgeschlossene Projekte

AiF - Analyse und Modellierung der initialen Selbsterwärmung in Biomassehaufwerken aus Holzhackschnitzeln

AiF - Analyse und Modellierung der initialen Selbsterwärmung in Biomassehaufwerken aus Holzhackschnitzeln

Projektbeginn: 01.01.2017 

Projektende: 30.06.2019

Projektziel

Bisher  wurde  Biomasse  als  beschränkte  Ressource  bezüglich  ihres  Anteils  am  Energiemix angesehen, da aus ökonomischen und ökologischen Gründen vorwiegend  lokale Wertschöpfungsketten zugrunde gelegt wurden. Gerade  im Bereich  fester, stückiger Biomasse  in Form von Holzhackschnitzeln und Pellets zeichnet sich jedoch immer deutlicher die Ausbildung eines internationalen Marktes ab. Aufgrund steigender Nachfrage innerhalb der Europäischen Union werden  Biomasseimporte  aus  den  westlichen  Teilen  der  Russischen  Föderation  sowie  aus Nord-  und  Südamerika  zunehmend  an  Bedeutung  gewinnen.  Vor  dem  Hintergrund  dieses Szenarios  ist  es  erforderlich,  sich  intensiver mit  der  Transportkette  stückiger  Biomasse  und insbesondere deren Lagerung zu beschäftigen.

Innerhalb der Transportkette kommt es bei der Lagerung von Holzhackschnitzeln oder Pellets, die in der Regel in großen Haufwerken erfolgt, zu Degradationsvorgängen. Dabei werden ganz allgemein qualitative sowie quantitative Verluste durch die Stoffwechselaktivität von Mikroorganis-men verursacht. Ein bisher noch nicht ausreichend beschriebener Vorgang  in Biomasselager-stätten,  der  ausgehend  von  einer  biologischen  Wärmefreisetzung  eine  (möglicherweise durch mikrobielle Stoffwechselprodukte katalysierte)  thermochemische Reaktion  initiiert, kann zu lokalen Temperaturerhöhungen bis hin zu einer Selbstentzündung führen. Die Selbsterwärmung  ist  bei  gemäßigten  Außentemperaturen  auf mikrobiologische  Vorgänge  und physikalische  Effekte  beschränkt.  Bei  höheren  Temperaturen  spielen  zunehmend  exotherme  chemische Reaktionen eine wichtige Rolle. Bedingt durch komplexe Zusammenhänge in den teilweise sehr unterschiedlichen Lagerstätten, stellen die bisher bekannten Untersuchungen eine nur unzureichende Datengrundlage  für  sichere Aussagen  und  zuverlässige Beschreibungen  des Selbsterwärmungsprozesses dar. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Vorgänge in Biomasselagerstätten, insbesondere die Zusammenhänge  zwischen  Feuchtigkeit,  Temperaturanstieg  und  möglichen  Strömungen  zu untersuchen und mit Hilfe numerischer Verfahren einen besseren Einblick  in die Vorgänge inner-halb  der  Biomassehaufwerke  zu  gewinnen.  Als  Biomasse  werden  Holzhackschnitzel  als kommerziell  bedeutsames Schüttgut  ausgewählt. Die Ergebnisse  der  Simulation  können mit Freilanddaten verglichen werden und erlauben ein besseres Verständnis der Trocknungs- und Temperaturverteilungsvorgänge  innerhalb  der  Biomasselagerstätte.  Daraus  lassen  sich  im Erfolgsfall  verfahrenstechnische  Strategien  ableiten,  die  zu  einer  sicheren  und  verlustarmen Lagerung beitragen. Die Parameterkonstellation, die zur Selbstentzündung führt, ist dabei von besonderem Interesse. Die Erforschung der Stoffwechselvernetzung innerhalb der mikrobiellen Biozönose (Lebensgemeinschaft von Lebewesen) und deren Beeinflussung sind Sekundärziele.

Beteiligte Personen

Beteiligte Einrichtungen

Förderer

  • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

 

 

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Ammoniakemissionen, Trocknung und Entwässerung von Gärresten

Ammoniakemissionen, Trocknung und Entwässerung von Gärresten

Projektbeginn: 01.03.2009

Projektende: 29.02.2012

Projektziel

Ziel des Projektes war es, die Emissionen von Ammoniak bei der Trocknung von Gärresten zu messen. Im Rahmen des Projektes wurden Untersuchungen mit unbehandelten und separierten Gärresten an einer solargestützten Trocknungsanlage mit Abwärmenutzung im Praxisbetrieb sowie Laborversuche realisiert. Während der Trocknungsversuche mit den unbehandelten und separierten Gärresten wurden die Ammoniakemissionen in der Abluft gemessen und die Ergebnisse zu den enthaltenen Ammoniumstickstoffgehalten in Relation gesetzt. Die Versuche wurden mit Standardmethoden und wissenschaftlich etablierten Methoden durchgeführt (vgl. Kapitel 3).

Die Ergebnisse zeigen, dass die Ammoniumverluste während der Trocknung, mittels chemischer Methoden bestimmt, mit den Ammoniakemissionen übereinstimmen. Die Gesamtstickstoffmenge in den Gärresten wurde durch den Wasserentzug aufkonzentriert. Die kumulativen Ammoniakemissionen während der Trocknung bei unbehandelten Gärresten (25,9 gNH3/kgTS) waren höher als die der separierten Gärreste (7,75 gNH3/kgTS). Dies zeigt, dass die Separierung als vorangestellter Aufbereitungsschritt zur Gärresttrocknung eine Maßnahme ist, um Ammoniakemissionen bei der Trocknung zu vermeiden.

 

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • MLR

Assessment of mycotoxins contamination and the causing factors along the Maize value chain in the production regions of Rwanda

Assessment of mycotoxins contamination and the causing factors along the Maize value chain in the production regions of Rwanda

Projektbegin: 01.06.2018

Projektende: 31.08.2019

Beschreibung

Ziel dieses Projekts ist es, die Mykotoxinkontamination zu quantifizieren und die Hauptfaktoren dieser Kontamination in bestimmten Stufen der Mais-Wertschöpfungskette in Ruanda zu bewerten. Der Klimafaktor wird vermutet und muss ebenfalls bewertet werden. Das endgültige Ziel ist es, Maßnahmen zur Vermeidung dieser Kontamination zu bestimmen.

This project aims at quantifying the mycotoxins contamination and assess the main factors that cause this contamination in specific levels of the maize value chain in Rwanda. The factor of climate has been suspected and needs to be assessed as well. The ultimate goal is to be able to provide measures of preventing this contamination.

Beteiligte Personen

Beteiligte Einrichtungen

Förderer

  • fiat panis

Bio economy developement in Puerto Rico

Bio economy developement in Puerto Rico

Project beginn: 01.10.2018

Project end: 30.09.2020

Project goal

Puerto Rico will shift from an oil-based economy to a bio-based economy, which, in its mature state, fully exploits its potential for sustainable production and conversion of biological material. 

This will provide opportunities for economic growth, jobs, create smart bio-based products and biofuels, help deliver global food security, improve nutrition and health, as well as help agriculture, forestry, aquaculture and other ecosystems to adapt to climate change.

  • To create a platform that will ensure the long-term success of Puerto Rico’s Bio-Economic development.
  • To attract business to Puerto Rico by assessing the resources, investment opportunities, creating job growth, and new technologies available in the Bio-Economic field.
  • To move away from fossil fuel sources and traditional economy that unnecessarily hinder Puerto Rico with excessive importing of non-domestic goods.

Use better what we already use. Innovate how to use what we don’t use yet.

Beteiligte Personen

Beteiligte Einrichtungen

  • BioPro Baden Würtemberg, FalconBio, ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung, HAYIM Group

Förderer

  • Puerto Rico Government represented by Pridco (Puerto Rico Industrial Development Company)

CAPSICUM - Unravelling the potential of neglected crop diversity for high-value product differentiation and income generation for the poor: The case of chili pepper in its centre of origin

CAPSICUM - Unravelling the potential of neglected crop diversity for high-value product differentiation and income generation for the poor: The case of chili pepper in its centre of origin

Project beginn: March 2010

Project end: August 2013

Project goal

In-field open sun drying procedures are still widely used due to low cost and easy management. The process is highly dependent on environmental conditions and final products vary widely with respect to quality. Furthermore, extended drying times required to reach the secure level of moisture content generally allow for microbial contamination and development of mycotoxins. A major constraint faced by small-scale farmers in meeting high-value market requirements is that in basic transformation (drying) at the farm or association level, current drying technologies cause a high post-harvest loss. Hohenheim University, together with national partners, will evaluate the impact of currently used technologies on food safety by analyzing critical control points (HACCP) in pilot farms and farmer associations. Recommendations for good manufacturing practices will be formulated.

This project aims to develop knowledge and test innovative approaches to enhance the use of native and neglected crop diversity in order to increase the incomes of poor farmers and provide for more diversified and sustainable production in developing countries specifically in Bolivia and Peru in order to improve production chains and expand access into global markets of capsicum products and to increase the income of the local people.  In response to growing demand for differentiated high-value foods and ingredients, the project team will focus on Capsicum (chili pepper) in its centre of origin (Bolivia and Peru) and develop a model approach to tackling the widespread problem of under-utilization of crop genetic diversity.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Marcus Nagle
  • Ana Salvatierra-Rojas

Participating Institutions

  • Institute of Agriculatural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • Biodiversity International

Sponsor

  • Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ)
  • Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ)

Publications

CassavaUpgrade - Utlization of cassava by-products

CassavaUpgrade - Utlization of cassava by-products

Projckt beginn: 01.07.2016

Projektende: 30.06.2019

Project goal

In CassavaUpgrade project, cassava by-products including leaves, stems, rhizome, and peel will be upgraded for food and bio-fuel in order to provide a holistic approach for sustainable bio-based economy and global food security. Postharvest by-products of cassava will be analyzed and suitable approaches will be adopted to efficiently utilize all parts of the plants either for food or fuel. Inefficient cassava peeling will be improved to reduce peeling losses. Innovative approaches will be developed to improve cassava peeling process and efficiently using cassava leaves protein as food.

The results of the proposed project will provide an invaluable knowledge necessary for the utilization of cassava leaves as a sustainable protein source for human diet. The results will cover the knowledge for the whole supply chain, starting from cassava leave protein extraction, detoxification, pretreatment and process techniques, novel/modified traditional food development, consumer acceptability and its economical and safety evaluation as human food. Conclusively, this will provide an important step to fulfill the challenges of future utilization of cassava leave as a protein source.

After successfully achieving the above mentioned goals, cassava leaves will offer an enormous source of safe and nutritionally balanced food for a vast majority of population. Detoxified cassava leaves consumption will provide an alternative solution to overcome the ever increasing global protein demand, especially in the developing regions. Moreover, it will address major problems related to postharvest loss during cassava root peeling and environmental problems.

Participants

  • (1) Prof. Dr. Norli Ismail, (2) Assoc.
  • Prof. Dr. FazilahAriffin (2)

Participating Institutions

  • Universiti Sains Malaysia: School of Industrial Technology, (1) Environmental Technology Division (ETD), (2) School of Industrial Technology, Food Technology Division (FTD), 11800 USM, Penang, Malaysia

Sponsor

Publications within in the project

CIAT - Making Value Chains Work for Food and Nutrition Security of Vulnerable Populations in East Africa

CIAT - Making Value Chains Work for Food and Nutrition Security of Vulnerable Populations in East Africa

Project beginn: 01.03.2016

Project end: 28.02.2019

Project goal

The project goal is to improve the diets of vulnerable rural and urban consumers, focusing on women of reproductive age and children 6−59 months old in Kenya and Uganda, through increased consumption of more diverse, safe, and nutrient-dense foods. This will be achieved by via market-based solutions with improvements in food and nutrition security, income, and livelihoods for actors along the value chain from farm to fork. The project will facilitate a participatory process ensuring that new nutrition-sensitive tools, methods, and technologies generated by the project to analyze and upgrade target bean-based value chains in Kenya and Uganda are used by project partners of the national research and innovation system (also private sector) to improve the supply and price of target foods for vulnerable populations. The project, too, will work to link project interventions and plans to national strategies and implementation plans so as to influence development decision-makers and policy-shapers.

In previous collaboration supported by BMZ, ATS developed an innovative Inflatable Solar Dryer (ISD), together with an international consortium of CGIAR and private industry partners. Initial ISD testing in villages has created much interest among potential users and cost-benefit assessment conducted for those locations showed that the SBD can be economically feasible. Benefits for farmers are decreased physical losses, higher prices for their products from increased quality, and the elimination of weather risks, in which rain during open-air drying can lead to complete loss.  In this research project, ATS will work with the CIAT network PABRA in Africa to test the ISD in a “food basket” approach examining diverse crops present in bean-based production systems in Uganda and Kenya. The research will evaluate the use of ISD technology in the target countries with various capacities according to farmers’ and processors’ needs. Experiments will be conducted where the nutritional profile of crops dried in the ISD will be compared with those processed under traditional practices. We expect that nutritional and functional compounds will be better conserved by applying solar drying. Proteins, vitamins, and the respective anti-oxidants will be assessed, as well as the presence of contaminants, specifically mycotoxins. It is also expected that higher temperatures and better conditions realized in the ISD will lead to lower incidence of insect development, especially the problematic bean weevil. As outcomes, drying protocols will be proposed for the focus crops. Increased quality at reduced cost will initiate the commercialization of the technology in Kenya and Uganda through the CIAT/PABRA network and local partners. This outcome will aid the development of nutrient-dense, bean-based, ready-to-eat products, for which the required high-quality raw materials can be produced via ISD technology.

Participants

Participating Institutions

  • International Center for Tropical Agriculture (CIAT) University of Göttingen, Department of Agricultural Economics and Rural Development

Sponsor

  • BMZ-GIZ

Publications in the project

Performance evaluation of an Inflatable Solar Dryer for maize and the effect on product quality compared with traditional sun drying
 2018: Ntwali, J; Schock, S; Romuli, S; Müller, J

CLIENT Indien - Definitionsprojekt: Energie- und wassersparende Bewässerungsverfahren für Westbengalen

CLIENT Indien - Definitionsprojekt: Energie- und wassersparende Bewässerungsverfahren für Westbengalen

Projektbeginn: 01.02.2011

Projektende: 31.07.2011

Projektziel

Die Nordchinesische Ebene ist geprägt durch fruchtbare Lössböden und dient als Kornkammer Chinas. Allerdings hat langjährige Überflutungsbewässerung zur Versalzung und Ertragsrückgängen geführt. In staatlichen Meliorationsprogrammen wurde die gesamte Region in mehreren Phasen neu strukturiert, indem große, rechtwinklige Flächen mit befestigten Zufahrtswegen, Stromversorgung und Brunnen angelegt wurden. Diese Brunnen erschließen den flachen Aquifer der Ebene in 10 bis 40 m Tiefe. Da dieses Wasser inzwischen brackig ist, wird auf den tiefen Aquifer in mehr als 100 m Tiefe ausgewichen, dessen Spiegel kontinuierlich sinkt. Durch Leaching steigt sowohl der Spiegel als auch der Salzgehalt des oberen Aquifers, wodurch die Gefahr der Versalzung durch Kapillarhub stetig zunimmt. Als Lösungsansatz soll das Wasser aus dem oberen Aquifer durch kleine, dezentrale Umkehrosmose-Anlagen entsalzt und direkt in Mikrobewässerungssysteme eingespeist werden. Der hierbei entstehende salzangereicherte Wasserstrom wird zur Bewässerung salzverträglicher Baumkulturen entlang der Wege verwendet, welche als Windschutz und Rohstofflieferanten dienen. Die bereits bestehende elektrische Infrastruktur kann zur Einspeisung von PV-Strom für den Betrieb der Anlagen genutzt werden. Zur Reduzierung des Wasserbedarfs kommen sensorgesteuerte Defizitbewässerungsmethoden zum Einsatz. Damit wird der obere Aquifer produktiv genutzt und die von ihm ausgehende Versalzungsgefahr gebannt.

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. R.K. Panda
  • Dr. Shamaila Zia-Khan
  • K. Tiwari

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • BMBF

CLIFOOD - German-Ethiopian SDG Graduate School – Subproject: Exploitation of cassava for food and feed

CLIFOOD - German-Ethiopian SDG Graduate School – Subproject: Exploitation of cassava for food and feed

Project beginn: 01.09.2016

Project end: 31.12.2020

Project goal

Cassava is considered as a 21st century crop because it responds positively to the food security, global economy trends and climate change challenges. Cassava is grown nearly in 105 countries and is a staple food for one billion people. It is grown for its starchy roots while the stem, leaves and petioles are mainly considered as waste. Depending on the availability of other vegetables and food shortage, cassava leaves are consumed at varying levels as a source of protein, vitamins and minerals. There is a need to exploit and encourage utilization of cassava by-products (stem, leaves and petioles) and cassava root processing by-products for food and feed by developing simple processes and providing education.

In addition to the valuable nutrients, cassava leaves also has toxicity due to cyanogenic glucosides which have to be removed during processing. In this work package, simple and low cost process will be developed to detoxify cassava leaves and encourage their utilization as food and feed. Cassava leaves will be mechanically pressed to extract protein rich juice by using screw press. The protein obtained from the green juice will be used as food while the pellets will be evaluated for feed. Both, green juice and the pellets will be analysed for cyanogenic glucosides, protein, amino acids, vitamins and minerals in order to make sure that these products are safe to use as food and feed. This subproject is part of the CLIFOOD project which is part of the Food Security Center.

Participants

Participating Institutions

Sponsor

  • Supported by the DAAD program Bilateral SDG Graduate Schools, funded by the Federal Ministry for Economic Cooperation and Development (BMZ)

Development and optimization of a solar greenhouse dryer for drying rice

Development and optimization of a solar greenhouse dryer for drying rice

Project begin: 01.07.2016

Project end: 31.12.2017

Project goal

Rice is the staple food for more than half of the human population. Besides contrary legislation, in most countries of South-East Asia (SEA), rice straw still is field burned after harvest. Not only is this practice polluting the environment and causing severe human health hazards, it also is a waste of potential revenues and energy. As usually, action on the policy level only will not change the farmer’s habits. What is required, are profitable options for rice straw valorization.

The Hohenheim group is focusing on thermo- and bio-chemical processing of rice straw as a pioneering approach of lowering the environmental footprint and increasing income. The main application of the derived products is the usage as soil amendment to maintain soil fertility and productivity.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • Nong Lam University (NLU, Vietnam)

Sponsor

  • IRRI-Philippines

 

 

Entkeimung von Gewürzen mittels mikrowellengestützem Niederdruckplasma

Entkeimung von Gewürzen mittels mikrowellengestützem Niederdruckplasma

Projektbeginn: 01.07.2010

Projektende: 31.10.2011

Projektziel

Das Projekt hat das Entkeimungspotenzial von mikrowellengestützten Niederdrucksplasmen auf keimbelastete Gewürze grundlegend untersucht. Die gewonnen Erkenntnisse der im Labormaßstab durchgeführten Entkeimungen von schwarzem Pfeffer im Niederdrucksplasma können zur Entwicklung und zum Bau eines Prototyps zur automatisierten Entkeimung im technischen Maßstab genutzt werden. Technische Probleme, die während der Konstruktion und Erprobung aufgetreten sind, konnten erfolgreich beseitigt werden und stellen wertvolles Basiswissen für weitere Entwicklungen dar. Die Ziele des Projekts konnten weitgehend erreicht werden, wobei das Messprogramm qualitativ an die während der Erprobung gewonnenen Erkentnisse angepasst wurde.

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Klaus Meissner

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • AiF

Entwicklung eines drahtlosen CO2-Bodensensors zur Wasserstressbestimmung und effizienten teilflächenspezifischen Bewässerung von Nutzpflanzen

Entwicklung eines drahtlosen CO2-Bodensensors zur Wasserstressbestimmung und effizienten teilflächenspezifischen Bewässerung von Nutzpflanzen

Projektbeginn: 01.05.2012

Projektende: 31.01.2015

Projektziel

Klimaprognosen sagen für Deutschland eine Temperaturerhöhung mit trockeneren Sommern und feuchteren Wintern voraus. Es ist zu erwarten, dass die Wasserverfügbarkeit bei Oberflächen- und Grundwassern deutlich sinken und gleichzeitig der Wasserbedarf für die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen steigen wird. Dies betrifft sowohl die Bewässerung zur Vermeidung von Qualitäts- und Ertragseinbußen als auch gezielte Wassergaben zur Qualitätssteigerung und bei der landwirtschaftlichen Erzeugung von Nahrungsmitteln und von Bioenergieträgern.

Ziel ist die Entwicklung eines innovativen drahtlosen CO2-Bodensensors zur Wasserstressbestimmung und effizietenten     teilflächenspezifischen Wassernutzung bei der landwirtschaftlichen Bewässerung. Dabei wird die Bewässerungswürdigkeit von Nutzplanzen nicht wie allgemein üblich indirekt über Bodenfeuchtemessungen, sondern direkt durch die Erfassung einer pflanzenphysioligischen Reaktion auf Wasserstress, nämlich der Reduktion der Wurzelatmung, ermittelt. Darurch ist es möglich, den beginnenden Wasserstress von Nutzpflanzen frühzeitig und präzise zu erfassen. Mögliche Qualitäts- oder Ertragseinbußen durch Wasserstress können so effektiv vermieden und durch optimale Bewässerungsplanung die Ressource Wasser effizient genutzt werden. Die Realisierung einer bodendurchdringenden drahtlosen Datenübertragung erlaubt eine komplett unterirdische Installation des Sensorsystems, wodurch eine Behinderung der Bewirtschaftungsmaßnahmen sowie eine Beschädigung des Systems durch dieselbe ausgeschlossen sind.

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Klaus Spohrer
  • Dr. Shamaila Zia-Khan

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • BLE

Entwicklung eines Monitoring-Systems für Getreidelager

Entwicklung eines Monitoring-Systems für Getreidelager

Projektbeginn: 01.07.2015

Projektende: 30.06.2017

Projektziel

Kurzbeschreibung: Entwicklung eines Monitoring-Systems für Getreidelager, mit welchem erstmalig mittels gekapselter Sensoren, Sensorfusion und mathematischer Modellierung der Kühlprozess energetisch optimiert wird.

Das Projekt beinhaltet die Entwicklung ein mobiles Analysesystems, welches beim Befüllen der Schüttung beigefügt wird. Die Sensoren werden in eine innovative, abrasionsbeständige Kapsel integriert und ermöglichen erstmals die kontinuierliche simultane  Messung von Temperatur, CO₂-Gehalt, relativer Luftfeuchtigkeit und Druck innerhalb eines Silos. Die Berücksichtigung der Lageveränderung der Körner und der daraus resultierenden Eigenverdichtung bei hohen Getreideschüttungen erlaubt den optimalen Betrieb von Belüftungsgebläsen. Temperatur und Luftfeuchte geben Aufschluss über Wasseraktivität und Gutfeuchte und der CO₂-Gehalt über die Atmungsprozesse des Getreides und der Mikroflora. Damit kann die Kühlleistung bedarfsgerecht im in-line Betrieb geregelt werden. Bislang waren zur Beurteilung der Lagerfähigkeit händische Probenahmen und Laboranalysen erforderlich. Durch optimale Kühlung und Lagerung können die Nachernteverluste, welche in tropischen Regionen oft über 20% erreichen, signifikant gesenkt werden. Dies leistet einen wesentlichen Beitrag zur Ernährungssicherung und steigert die Wirtschaftlichkeit der Getreideproduktion

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Shkelqim Karaj
  • Simon Munder
  • Steffen Schock
  • Iris, Ramaj

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • AiF

 

 

Entwicklung eines Pflanzenölkochers

Entwicklung eines Pflanzenölkochers

Projektbeginn: 2004

Projektende: 2008

Projektziel

Das Projekt bestand aus folgenden Teilprojekten:

  • Aufbau einer Ölbereitstellung für einen Pflanzenölkocher in ländlichen und städtischen Regionen der Philippinen
  • Potentialanalyse zu Pflanzenölen als Energiequelle für einen Haushaltskocher
  • Weltweite Verbreitung des Pflanzenölkochers
  • Technische Weiterentwicklung des Pflanzenölkochers
  • Kosten-Nutzen Analyse der Verwendung von Pflanzenöl

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • MSc. Katrin Pütz

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • Bosch-Siemens Haushaltsgeräte (BSH)

Entwicklung inter-regionaler Strategien für die nachhaltige Arznei- und Gewürzpflanzen Produktion in den Dinarischen Alpen

Entwicklung inter-regionaler Strategien für die nachhaltige Arznei- und Gewürzpflanzen Produktion in den Dinarischen Alpen

Projektbeginn: 01.04.2018

Projektende: 31.03.2019

Projektziel

Ziel des Projekts war die Etablierung eines Konsortiums mit südosteuropäischen Partnern (SEE) und EU-Partnern, um die Herausforderungen, die sich im Bereich der Medizin- und Heilpflanzen (MAP) in den Dinarischen Alpen ergeben, zu bearbeiten und Faktoren, die zu einer Veringerung der Qualität der Ausbeute führen zu untersuchen. Dazu zählen fehlende Übereinstimmung mit GACP-Richtlinien, nicht nachhaltige Wildsammlung sowie suboptimaler Anbau und Nacherntetechnologien.

Im Projekt wurde der Schwerpunkt auf Arten gelegt, die in den Dinarischen Alpen von hoher wirtschaftlicher Bedeutung und als einheimische Arten bedroht sind.  Partner aus Wissenschaft, dem In-und Ausland, der Privatwirtschaft und assoziierte Landwirte arbeiten zusammen, um eine ganzheitliche Lösungsstrategie zu entwickeln. Die Optimierung der Vermehrungs- und Anbautechnologien für MAs ist eine zusätzliche Maßnahme, welche der expandierenden MAP-Industrie eine nachhaltige Versorgung mit qualitativ hochwertigem Pflanzenmaterial sichert, zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen der Dinarischen Alpen beiträgt und Arbeitsplätze in ländlichen Gebieten schafft.

Die Hauptaufgabe ist damit die Zusammenführung der Partner zu einem Konsortium, welches eine Strategie für die Nutzung von MAP in den Dinarischen Alpen entwickelt und im Rahmen von Horizon 2020 eine gemeinsamen Antrag einreicht, der entsprechend förderfähig ist. Zusätzlich liegt der Schwerpunkt auf der internationalen Zusammenarbeit mit interdisziplinären Partnern, die in der Forschung und Entwicklung von Arznei- und Aromapflanzen tätig sind.

Beteiligte Personen

Beteiligte Einrichtungen

  • Universität Tirana

Förderer

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

ETEA - Energieoptimierte Trocknung von Arznei- und Gewürzpflanzen; Teilvorhaben I: Entwicklung eines modularen Trockners für Einsteiger

ETEA - Energieoptimierte Trocknung von Arznei- und Gewürzpflanzen; Teilvorhaben I: Entwicklung eines modularen Trockners für Einsteiger

Projektbeginn: 01.11.2018

Projektende: 31.10.2021

Projektziel

Der Arzneipflanzenanbau stellt in Deutschland eine wirtschaftlich interessante Nische der landwirtschaftlichen Produktion dar. Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, die Anbaufläche von Arznei- und Gewürzpflanzen bis zum Jahr 2020 auf 20.000 ha zu erhöhen. Dieses Ziel lässt sich nur erreichen, wenn weitere landwirtschaftliche Betriebe in den Anbau von Arzneipflanzen einsteigen.

Das Verbundvorhaben verfolgt zwei Hauptziele, um interessierten Agrarbetrieben und Herstellern von Trocknungsanlagen den Zugang zur Arzneipflanzenproduktion zu eröffnen: 1. Entwicklung eines praxistauglichen und kostengünstigen modularen Trockners und 2. die thermodynamisch und experimentell fundierte Analyse, Entwicklung und Erprobung von energieoptimierten Regelungssystemen. Auf der Basis von Variationsrechnungen, experimentellen Untersuchungen, stichprobenartigen Qualitätsanalysen und Praxismessungen werden die technisch-ökonomischen Potenziale wirtschaftlich realisierbarer Anlagenkonfigurationen evaluiert.

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Ziba Barati

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Hohenheim Tropen
  • Institut für Tropische Agrarwissenschaften (Hans-Ruthenberg-Institut)
  • Leibnitz Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. Potsdam (Verbundpartner)

Förderer

  • Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe

 

 

Evaluation and optimization of enzymatic cassava roots peeling

Evaluation and optimization of enzymatic cassava roots peeling

Project begin: October 2015

Project end: October 2017

Project goal

Cassava (Manihot esculenta, Crantz) is widely grown in nearly 105 tropical and subtropical countries and a staple food for one billion people. It is equally important as a source of feed, industrial applications and energy. Cassava roots are mostly used in processed form which includes peeling, grating, boiling/parboiling, drying, milling, pressing, sieving, extrusion and frying. Among these processes, cassava peeling is the most crucial part but still has a serious challenge to the cassava processors due to inefficiency and huge postharvest losses.

Enzymatic cassava root peeling (ECRP) could be an innovative and most attractive approach for cassava root peeling. In this project, different commercial enzymes will be screened for ECRP. The operational conditions i.e. temperature, time, pH, enzyme concentration, solid liquid ratios, stirring speed will be optimized in order to efficiently remove the cassava root peel. The products obtained through ECRP will be analyzed (dry matter, protein, lipid, crude fiber, cellulose, hemicellulose, lignin, carbohydrate, color, starch content, and cyanogenic potential) and will be compared with the products of the conventional hand peeling process. The waste streams both liquid and solid fractions obtained during ECRP will be analyzed and evaluated as feed, bio-pesticide and as feedstock for bioenergy. ECRP will provide an environmentally friendly solution to the prevailed peeling process.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Sajid Latif

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)

Sponsor

  • Foundation fiat panis

FungiSens - Prognose und Detektion von Pilzerkrankungen im Weinbau durch feinmaschige Messung des Mikroklimas und Einsatz bildgebender Messverfahren

FungiSens - Prognose und Detektion von Pilzerkrankungen im Weinbau durch feinmaschige Messung des Mikroklimas und Einsatz bildgebender Messverfahren

Projektbeginn: September 2018

Projektende: Februar 2022

Projektziel

Prognosesysteme für Krankheitsbefall stellen im Weinbau einen wichtigen Baustein im protektiven Pflanzenschutz und der Krankheitsbekämpfung dar. Hauptziel dieses Projektes ist es, die räumliche und zeitliche Auflösung der Prognosesysteme zu verbessern. Die geschieht durch die Erfassung des Mikroklimas im Weinberg sowie die Einbindung thermaler, multi- und hyperspektraler Informationen auf Schlagebene.
Wenn die hochauflösende Krankheitserkennung gesichert ist, können Maßnahmen zur Reduktion des Einsatzes an Pflanzenschutzmitteln, Maschinen und Arbeitszeit ergriffen werden. Dadurch wird eine zeitlich und räumlich präzise Applikation realisierbar, die der aktuellen fachlichen Praxis bezüglich Kosten und Effizienz überlegen ist. Hierzu zählt die Reduzierung an Pflanzenschutzmitteln bei reduzierten Maschinenstunden und gleichbleibender Wirksamkeit, wodurch die Umweltbelastung mit Chemikalien, der Kraftstoffverbrauch, die Bodenbelastung und Treibhausgasemissionen direkt reduziert werden. Ebenfalls wird die Wahrscheinlichkeit einer Resistenzbildung der Schaderreger gegen gängige Wirkstoffe deutlich reduziert, da diese in viel geringerem Umfang ausgebracht werden.

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Stefffen Schock (440e Koordinator)
  • Dr. Nikolas Merkt (340e)
  • Dr. Shamaila Zia-Khan (440e)
  • Melissa Kleb (340e)
  • Philipp Pfisterer (440e)
  • Manuel Becker (LVWO)
  • Ronald Krause (GEOsens)
  • Dr. Götz Reustle (Felsengärten)

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, FG Qualität pflanzlicher Erzeugnisse (340e)
  • GEOsens GmbH
  • LVWO Weinsberg
  • Felsengartenkellerei Besigheim e.G.

Förderer

BLE- Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung FKZ: 281B200516

GlobE Biomass Web - Improving food security in Africa through increased system productivity of biomass-based value webs

GlobE Biomass Web - Improving food security in Africa through increased system productivity of biomass-based value webs

Project begin: 01.07.2013

Project end: 30.06.2016

Project goal

Commonly, post-harvest technology is performed in a one-dimensional chain approach. Most value adding steps in those processing chains are performed in agro-industry. By-products along the processing chain are mostly seen as waste and dumped, which causes environmental problems. However, in a web-approach all parts of a crop can be used, increasing resource use efficiency and generating maximum returns for the rural population. Therefore, increasing web integration at the post-harvest level will stimulate innovations and efficiency gains together with economic benefits.

In this work package, a systematic matrix screening of existing and potential future pathways in the biomass webs will be carried out. The result will reveal areas for developing innovations in postharvest processing. Fundamental knowledge about physical and chemical properties relevant for energetic or material use of various biomass fractions will be generated in lab research. Conversion methods like hydrothermal treatment, pyrolysis and fermentation as well as protein extraction will be developed on lab scale. Biogas production from coffee processing wastes in combinations with further feedstock like crop residues from enset, banana or plantain will be investigated in laboratory research. Digestates will be processed and converted into organic designer fertilizer on the basis of complementary compounds from compost, biochar and ashes produced from crop residues. The organic designer fertilizer will be tested in the greenhouse and on the field respectively.

Most promising solutions of multifunctional use of cassava, coffee and maize biomass will be identified. Successful approaches will be tested and optimized in Ethiopia in a participatory research approach together with farmer cooperatives.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Sajid Latif
  • Kiatkamjon Intani
  • Bilhate Chala

Participating Institutions

  • Institute of Agriculatural Engineering, Tropis and Subtropics Group (440e)
  • ZEF
  • Physiology of Specialty Crops (340f)
  • Institute for Biological Chemistry and Nutrition (140)
  • Social and Institutional Change in Agricultural Development (490)
  • Food Security Center (FSC)
  • Forschungszentrum Jülich, Institute for Plant Science
  • University of Bonn
  • Consideo, Lübeck
  • Hörn of Africa Regional Environment Centre (HoA-REC), Addis Ababa, Äthiopien
  • International Institute of Tropical Agriculture (IITA), Ibadan, Nigeria
  • International Centre of Insect Physiology and Ecology (icipe), Nairobi, Kenia

Sponsor

  • BMBF

 

 

 

GOBI - Ganzheitliche Optimierung der Biogasprozesskette zur Steigerung der betrieblichen, stofflichen, energetischen und ökologischen Effizienz unter besonderer Berücksichtigung der Produktion eines natürlichen kundenspezifischen Düngemittels

GOBI - Ganzheitliche Optimierung der Biogasprozesskette zur Steigerung der betrieblichen, stofflichen, energetischen und ökologischen Effizienz unter besonderer Berücksichtigung der Produktion eines natürlichen kundenspezifischen Düngemittels

Projektbeginn: 01.06.2013

Projektende: 31.05.2016

Projektziel

Im Bereich der Bioenergie soll die Erzeugung von Biogas einen zunehmenden Beitrag leisten. Durch gezielte Forschungsförderung wurden bislang unterschiedliche Aspekte der Biogasproduktion in verschiedenen Verbundprojekten mit definierter Schwerpunktsetzung untersucht. Basierend auf diesen überwiegend singulären Erkenntnissen ist nun ein maßgeblicher Fortschritt durch eine interdisziplinäre Grundlagenforschung und systemorientierte Betrachtung des Gesamtprozesses zu erwarten.

Zielsetzung dieses Forschungsprojektes war die Steigerung der Effizienz der biochemischen Konversion von Biomasse, indem der Gesamtnutzen des Prozesses, inklusive der Erzeugung wertvoller Nebenprodukte unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit und damit der Verringerung negativer Umweltwirkungen, untersucht wurde. Hierzu hatte sich die trans- und interdisziplinäre Arbeitsgruppe folgende Teilziele gesetzt:

-  Optimierung der Energiepflanzenproduktion

-  Weiterentwicklung von Silierverfahren

-  Gewinnung wertvoller Plattformchemikalien

-  Analyse und gezielte Beeinflussung der Mikroorganismenpopulation in Biogasfermentern

-  Entwicklung spezieller Aufbereitungsverfahren für Gärreste

-  Verminderung der Emissionen an NH3 und klimarelevanten Gasen bei der Gärresttrocknung.

-  Ökobilanzierung und Modellierung des Gesamtprozesses.

 

Die Projektergebnisse sind als Projektbericht bei der Technischen Informationsbibliothek (TIB) Hanover als Download verfügbar: https://doi.org/10.2314/GBV:896544370

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. Dr. Iris Lewandowski
  • Prof. Dr. Torsten Müller
  • Dr. Hans Oechsner

Teilnehmende Institute

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Institute of Crop Science (340)
  • Landesanstalt für Agrartechnik und Bioökonomie (799)

Förderer

  • BMBF

Green People’s Energy for Africa: Etablierung eines Trainingskurses für solare Kleinkühlsysteme in Kenia

Green People’s Energy for Africa: Etablierung eines Trainingskurses für solare Kleinkühlsysteme in Kenia

Projekteginn: 01.09.2019

Projektende: 31.08.2021

Projektziel

Das Ziel des Projekts ist die Einrichtung eines Schulungskurses, um Kapazitäten für die Planung, Produktion, Montage, Installation und Wartung von kleinen solaren Kühlsystemen in Kenia aufzubauen. Das Energy Research Center (SERC) an der Strathmore Universität in Nairobi ist eine anerkannte und akkreditierte Einrichtung für die Ausbildung von Technikern im Bereich Solarenergie. Das Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim entwickelt seit 2014 verschiedene solarbetriebene Kühllösungen, die für die lokale Produktion geeignet sind. Beide Institutionen kooperieren seit 2018 zur Bewusstseinsbildung für die Nutzung von Solarenergie zur Kühlung von landwirtschaftlichen Produkten. Im Rahmen des Projekts wird ein fünftägiges technisches Training mit folgenden Schwerpunkten eingerichtet:

  • Kenntnisse über landwirtschaftliche Wertschöpfungsketten und erfolgversprechende Geschäftsmodelle für Landwirte
  • Kühlungsanforderungen von Lebensmitteln hinsichtlich Lagertemperatur, Luftfeuchtigkeit und Belüftungsbedarf
  • Grundlagen zu Kältetechnologien
  • Berechnung der Wärmelasten für die typischsten Kühlsysteme (basierend auf Auslegungstools)
  • Auslegung von PV-Paneelen und elektrischen/thermischen Speichern
  • Lokale Produktion von solaren Kühlsystemen basierend auf dem Einsatz von Kühlaggregaten
  • Optimale Isolierung, Eisspeicherung und PV-Ertrag basierend auf den klimatischen Bedingungen
  • Praktische Montagearbeiten mit Beispielsystemen (Kühlraum, Eismaschinen und Kühlschränke)
  • Energieeffizienzkennzahlen von Kühllösungen
  • Installation und Wartung

 Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Victor Torres-Toledo
  • Farah Mrabet
  • Ana Salvatierra-Rojas

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Institut für tropische Agrarwissenschaften (Hans-Ruthenberg Institute)
  • Strathmore Energy Research Center (SERC), Nairobi, Kenya

Sponsor

  •  GIZ / BMZ

ICARDA - Field testing of an innovative solar powered milk cooling solution for the higher efficiency of the dairy subsector in Tunisia

ICARDA - Field testing of an innovative solar powered milk cooling solution for the higher efficiency of the dairy subsector in Tunisia

Project begin: 01.07.2015

Project end: 31.12.2017

Project goal

Since only around 3% of Tunisian electricity is generated by renewable energy, the introduced technology works fully independent from the electricity grid or additional energy sources contributing to the reduction of CO2 emissions. Furthermore, the govern­ment appears determined to eliminate public subsidies for fossil fuels, also resulting in an increase of electricity tariffs. These considerations make the solar-powered milk cooling in the rural areas particularly relevant in this changing context where Tunisia is considered as a rapidly expanding photovoltaic market. Solar-powered milk cooling is easily assimilated to climate-smart agricultural practices which are being promoted by the CGIAR research program on climate change, agriculture and food security (CCAFS) even though the program is not operating in North Africa.   

The project also maps to the CGIAR Research Program on Dryland System (CRP DS) which is designed to deliver Intermediate Development Outcomes (IDOs) and eventually contribute to delivering System Level Outcomes (SLOs). Amongst the six IDOs defined by CRP DS, the proposed project intends to contribute to:

IDO 1: More resilient livelihoods for vulnerable households in marginal areas,

DO 2: More sustainable and higher income and well-being of per capita for intensifiable households

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Victor Torres-Toledo

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • FIAPP
  • International Center for Agricultural Research in Dry Areas (CGIAR)
  • Phaesun GmbH

Sponsor

  • BMZ

Innovative Technology to Improve Farmer Livelihoods with 3-D Printing: The Future of Agricultural Machinery Servicing

Innovative Technology to Improve Farmer Livelihoods with 3-D Printing: The Future of Agricultural Machinery Servicing

Project beginn: 01.02.2018

Project end: 31.03.2018

Project goals

The project will provide the technical proof-of-concept for 3-D printing of spare parts of agricultural machinery. It will assess corresponding business models for printing parts and their delivery. It will also initiate the scaling out to small and medium enterprises

  • (SME) with a larger follow-up initiative.
  • Two types of spare parts printed in plastic in sufficient quality. 
  • Business model pilot concept developed and feedback gathered from interested SME.
  • Strategy for IP management and sharing of drawings developed.
  • Proposal for follow-up project submitted to potential donors.

Participants

Participating Institutions

Sponsor

  • IRRI - International Rice Research Institute

Integrated de-hulling, de-shelling, and de-oiling process of Jatropha curcas for the efficient production of high-quality designer-protein feed and vegetable oil

Integrated de-hulling, de-shelling, and de-oiling process of Jatropha curcas for the efficient production of high-quality designer-protein feed and vegetable oil

Project beginn: 01.03.2012

Project end: 28.02.2014

Project goal

Jatropha curcas L. is a tropical oil plant with various by-products. The greatest interest of Jatropha is the production of biodiesel, which can be extracted from the seeds of the plant. Moreover, the profitability and sustainability of Jatropha-based industries also depend not only on the development and optimization of techniques from the production of oil, but also the degree and type of utilization of the by-products such as fruit hulls and seed shells.

The main objective of the project is to investigate an efficient production of high quality oil from the seeds of Jatropha and good usable animal fodder from the by-products. To achieve the main goal, the following tasks are performed in detail:

  • Construction of a prototype for de-hulling of Jatropha fruit
  • Construction of a prototype for de-shelling of Jatropha seeds
  • Optimization of matrix pressing regarding oil and press cake quality
  • Optimization of pellet production from hulls and shells
  • Analysis of combustion techniques of fruit and seed hulls

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Shkelqim Karaj

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)

Sponsor

  • KMU / BMBF

 

 

 

 

Intelligent humidity sensor

Intelligent humidity sensor

Project begin: 01.05.2010

Project end: 30.04.2012

Project goal

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Simon Munder

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)

Sponsor

  • ZIM

IRRI-GrainPro - Development of a solar greenhouse dryer concept for rice

IRRI-GrainPro - Development of a solar greenhouse dryer concept for rice

Project begin: 01.07.2011

Project end: 31.01.2015

Project goal

Drying of rice is especially problematic in monsoon climates areas such as the Philippines where there is much precipitation during the harvest period. In the Philippines “highway dryers” are used, which are long stretches of mats laid alongside rural roads where wet paddy is spread out to dry in the open sun in sufficiently thick layers, raking the grain while drying to continuously mix it. This traditional practice can allow for grain germination and cracking, undesirable microbiological development and reduced overall product quality.

In response, the present study will propose a low-cost solution involving solar drying to reduce drying time and ensure a secure drying process. Different prototypes will be tested design based on the greenhouse concept in combination with natural and forced convection principles. Advanced simulation studies using Computation Fluid Dynamics (CFD) will provide additional in-depth understanding of the thermodynamics involved in the process, like mass balances, airflow and moisture transfer rates are required for further development of the dryer into a commercial product that will benefit farmers and drying service providers.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Marcus Nagle
  • Ana Salvatierra Rojas

Participating institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • International Rice Research Institute (IRRI)
  • GrainPro, Inc.

Sponsor

  • 01.07.2011-31.12.2011 – Stiftung Fiat Panis
  • 01.02.2012-31.01.2013 – BMZ
  • 01.02.2013-31.01.2015 – Karl Zeiss Stiftung

IRTG 1070 - Modelling material flows and production systems for sustainable resource use in intensified crop production in the North china Plain

IRTG 1070 - Modelling material flows and production systems for sustainable resource use in intensified crop production in the North china Plain

Project begin: 01.12.2008

Project end: 30.05.2014

Project goal

WP 3: Precision irrigation and fertigation technology for improving water- and fertilizer-efficiency of North China Plain production systems

This cooperation project has a positive influence on several environmental sectors.

Water management: The project proposes long-term solutions to defer the threat of salinization in the North China Plain which stems from the large-scale upper aquifer. Since additional irrigation water can be obtained through decentralized desalination the deeper aquifer, with drinking water quality, will be relieved. By changing from flood irrigation to micro irrigation the water requirement is reduced considerably, which also reduces the salt load.  Replacing the diesel pumps applied so far with PV-pumps the risk of groundwater contamination through fuels is reduced.

Land management: The irrigation with desalinated water contributes to stabilize the yields and there to food security.  By using the brine from reversed osmosis for salt tolerant and raw material supplying tree cultures as wind protection the salt is transported sustainably out of the region.  The establishment of wind protection strips along the supply routes reduces the currently considerable wind erosion and dust load in the region.

Climate: By using the aquifer close to the surface the necessary pumping height and therefore the energy requirement is reduced for more than 90%.  By using PV-pumps for the decentralized reversed osmosis directly followed by micro irrigation the application of fossil fuels and the resulting emissions is prevented.

By using the brine from reversed osmosis for salt tolerant tree cultures, which also supply raw materials, as wind protection the salt is transported sustainably out of the region

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. X. He
  • Dr. Shamaila Zia-Khan

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • China Agricultural University

Sponsor

  • BMBF

 

 

Jatroil Protein - Integrierter Entkapselungs-, Entschälungs-, und Entölungsprozess von Jatropha curcas zur effizienten Produktion von hochwertigem Designer-Proteinfutter und Pflanzenöl

Jatroil Protein - Integrierter Entkapselungs-, Entschälungs-, und Entölungsprozess von Jatropha curcas zur effizienten Produktion von hochwertigem Designer-Proteinfutter und Pflanzenöl

Projektbeginn: 01.03.20212

Projektende: 30.04.2014

Projektziel

Jatropha curcas L. ist eine tropische Ölpflanze mit diversen Nebenprodukten. Von größtem Interesse ist hierbei das für die Produktion von Biodiesel sehr gut geeignete Öl, welches aus den Samen der Pflanze gewonnen werden kann. Die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit Jatropha-basierter Industrien außerdem hängt nicht nur von der Entwicklung und Optimierung der Techniken zur Ölgewinnung ab, sondern auch vom Grad und von der Art der Nutzbarmachung anfallender Nebenprodukte, z.B Frucht- und Samenschalen.

Hauptziel dieses Projektes ist die ressourceneffiziente Produktion von qualitativ hochwertigem Öl und gut verwertbarem Designerfuttermittel aus den Kernen der Jatropha. Um die Hauptziel zu erreichen, werden die folgende Aufgaben ausführlich geführt:

-      Konstruktion eines Prototyps zur Entkapselung von Jatropha Früchten

-      Konstruktion eines Prototyps zur Schälung von Jatropha Samen

-      Optimierung des Pressvorgang bezüglich der Öl- und Presskuchenqualität

-      Optimierung der Pelletierung von Jatropha Frucht- und Samenschalen

-      Untersuchung von Verbrennungseigenschaften von Frucht- und Samenschalen

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. Dr. Klaus Becker
  • F. Pudel

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • JatroSolutions GmbH

Förderer

BMBF

KAMEL - Zeitnahe und nachhaltige Verbesserung bestehender Band-, Kipphorden- und Flächentrockner für Kamille, Melisse und Baldrian

KAMEL - Zeitnahe und nachhaltige Verbesserung bestehender Band-, Kipphorden- und Flächentrockner für Kamille, Melisse und Baldrian

Projektbeginn: 01.06.2010

Projektende: 31.05.2013

Projektziel

Teilvorhaben 1: Grundlagenuntersuchung und Anlagenoptimierung zur Trocknung von Kamille, Melisse und Baldrian

Ziel des Teilvorhabens ist es, fünf Trocknungsanlagen für Baldrian, Kamille und Melisse in Deutschland zu analysieren und ihren Betrieb und ihre Ausstattung kurzfristig, nachweislich und nachhaltig zu optimieren. Die Optimierung kann sich dabei sowohl auf die apparative Ausstattung der Trockner und deren Peripherie als auch auf die Steuerung und Betriebsweise erstrecken. Weiterhin werden umfangreiche Grundlagenuntersuchungen zum Trocknungsverhalten im Labor durchgeführt. Um den Trocknungsprozess der drei Kulturen grundlegend zu untersuchen, wird das Trocknungsverhalten für unterschiedliche Lufttemperaturen und Luftfeuchten ermittelt und der Einfluss auf die Inhaltsstoffe, Farbe und Keimzahl analysiert. Zusätzlich werden die Sorptionsisothermen aufgenommen, um weitere Erkenntnisse über das Trocknungsverhalten und die Lagerfähigkeit des Trockenproduktes zu gewinnen. Durch das Projekt werden an einer ausreichend kritischen Masse an Praxisanlagen nachweislich Qualität und Energieeffizienz gesteigert. Durch die Publikation der Ergebnisse in wissenschaftlichen und praxisorientierten Organen werden die Erkenntnisse allgemein zugänglich gemacht und führen damit generell zu einer Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Produzenten von Arznei- und Gewürzpflanzen. Schulungen für interessierte Praxisbetriebe werden an den Messbetrieben abgehalten.

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller

Teilnehmenden Einrichtungen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • FNR

LABAMOS - Optischer Feuchtesensor zur Messung der Saugspannung im Boden

LABAMOS - Optischer Feuchtesensor zur Messung der Saugspannung im Boden

Projektbeginn: 01.03.2018

Projektende: 28.02.2021

Projektziel

Die Bodensaugspannung ist für die Bewässerung ein wichtiger Planungsparameter. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines optischen Sensors zur Messung der Saugspannung im Boden. Hierzu wird mittels Laser Light Backscattering Imaging (LLBI) der Wassergehalt in porösen Matrizen, die mit dem Boden in Kontakt stehen, gemessen. Zur Auswertung der optischen (Wassergehalts-)Informationen wird die Anwendung der unscharfen Logik (fuzzy logic) sowie der künstlichen Intelligenz (machine learning) untersucht und in die Sensorlogik implementiert.

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Klaus Spohrer

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Hohenheim Tropen
  • Automation & Software PiKT, Kevelaer

Förderer

  • Landwirtschaftliche Rentenbank (LR)

LAFAO - Land‐Atmosphäre Feedback Observatorium

Leistungsoptimierung einer Solarpresse für die produktive Extration von Sesamöl in Burkina Faso

Leistungsoptimierung einer Solarpresse für die produktive Extration von Sesamöl in Burkina Faso

Projektbeginn: 01.12.2016

Projektende: 01.01.2018

Projektziel

Sesam ist einer der wichtigsten Rohstoffe in Burkina Faso. Der größte Teil der Sesamkörner wird exportiert, da aufgrund der fehlenden Infrastruktur und der hohen Energiekosten im Land nur wenige Sesamölverarbeitungsanlagen existieren. Ziel dieses Projektes ist es, die technische und wirtschaftliche Tragfähigkeit eines solarbetriebenen Sesamöl-Produktionssystems auf Kooperativen-Ebene zu untersuchen. Dieses Projekt untersucht einen Machbarkeitsnachweis, dass
- die solarbetriebene Sesamölproduktion auf genossenschaftlicher Ebene rentabel sein kann und
- die Investitionskosten des Systems durch die richtige Größe der Solarkomponenten stark reduziert werden können

Sesame is one of the Burkina Faso’s largest commodities. Most of sesame grains are being exported, since only a few sesame oil processing units exist due to lack of infrastructure and high energy cost in the country. The aim of this project is to study the technical and economic viability of a solar-powered sesame oil production system at cooperative level. This project investigates a proof of concept that

- Solar-powered sesame oil production can be profitable at cooperative level, and

- The investment cost of the system can be greatly reduced through the proper size of the solar components

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Sebastian Romuli
  • Dr. Victor Torres Toledo

Teilnehmenden Einrichtungen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • GIZ

 

 

Optimierung von Schälung und Pressung von Jatropha curcas L. für die direkte Nutzung in Pflanzenölkochern

Optimierung von Schälung und Pressung von Jatropha curcas L. für die direkte Nutzung in Pflanzenölkochern

Projektbeginn: 01.06.2007

Projektende: 30.06.2010

Projektziel

 

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. Dr. Klaus Becker
  • MSc. Shkelqim Karaj

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • JatroSolutions GmbH

Förderer

  • BMBF

Optimierung von Trocknungsverfahren für Arznei- und Gewürzpflanzen hinsichtlich Energieeinsatz, Wirtschaftlichkeit und Produktqualität; Teilvorhaben 2: Untersuchungen zur Optimierung einer Bandtrocknungsanlage

Optimierung von Trocknungsverfahren für Arznei- und Gewürzpflanzen hinsichtlich Energieeinsatz, Wirtschaftlichkeit und Produktqualität; Teilvorhaben 2: Untersuchungen zur Optimierung einer Bandtrocknungsanlage

Projektbeginn: 01.09.2007

Projektende: 31.12.2010

Projektziel

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dimitrios Argypropulos

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • FNR

Optimization of a Solar Bubble Dryer for drying rice and other commodities

Optimization of a Solar Bubble Dryer for drying rice and other commodities

Project begin: 01.12.2016

Project end: 31.02.2018

Project goal

Postharvest losses in Southeast Asian countries are typically 15–25% in weight and, when quality is factored in, can result in an additional 10–20% loss of value in the market. The reduction of postharvest losses would significantly improve food security and ensure healthy rice for consumers. Rice is harvested at 20-24% moisture content and needs to be dried within a day to safe moisture content of 14%. Due to high cost and complexity of conventional heated air dryers, farmers and the rice processing sector still rely mostly on sun drying done by spreading the paddy in the open under the sun. Delays due to unfeasible weather especially in the wet season, uncontrolled temperature and contamination with dirt and microorganisms cause 3-7% physical loss and a large portion of the quality loss. Solar drying is carbon neutral and as an alternative to heated air dryers prevents the emission of CO2 during drying. Existing mechanical dryers, however, require high investment cost and usually large amounts of paddy for drying to break-even and are therefore out of the reach of farmers in developing countries.

With funding from the Small Grant for IARC from BMZ a research consortium has developed the Inflatable Solar Dryer - ISD, which is commercialized by the trade mark “Solar Bubble Dryer”. The consortium consisted of the International Rice Research Institute (IRRI), Hohenheim University (UHOH) and the private company GrainPro Philippines, Inc.  UHOH has developed a computer model for simulating air flows in solar drying tunnels used for designing the tunnel, GrainPro did the prototyping for different ISD technology iterations and IRRI provided the knowhow on rice, did the testing on the IRRI experiment station and verification through IRRI programs with partners in different countries through IRRI’s postharvest networks.

This project aims at optimizing the Inflatable Solar Dryer in a continued collaboration between IRRI and University of Hohenheim in order to improve the drying process and to significantly reduce costs of the technology. Hohenheim researchers will employ advanced modeling techniques via Computational Fluid Dynamics (CFD) to simulate improvement scenarios and propose optimization strategies for the ISD. Simulations will be validated on optimized prototypes.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Marcus Nagle
  • Ana Salvatierra Rojas

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • IRRI, Philippines

Sponsor

  • IRRI
  • GIZ

PARI - Supporting dairy value chains and smallholder agricultural mechanization in Ghana, Kenya, Tunisia and Zambia: Program of Accompanying Research for Agricultural Innovation

PARI - Supporting dairy value chains and smallholder agricultural mechanization in Ghana, Kenya, Tunisia and Zambia: Program of Accompanying Research for Agricultural Innovation

Project begin: 01.01.2015

Project end: 01.02.2018

Project goal

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. Dr. Regina Birner
  • Prof. Dr. Uta Dickhöfer
  • Prof. Dr. Karlheinz Köller
  • Thomas Daum
  • Ana Salvatierra Rojas
  • Victor Torres Toledo

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • Hans Ruthenberg Institute (490c) + (490i)

Sponsor

  • BMZ

Precision phenotying for improving drought stress tolerant maize in Southern Asia and Eastern Africa

Precision phenotying for improving drought stress tolerant maize in Southern Asia and Eastern Africa

Project begin: 01.01.2009

Project end: 31.12.2011

Project goal

To enhance food security and raise incomes of ressource-poor families and consumers in southern Asia (Thailand and South China) and eastern Africa (Kenya) by strenthening breeding capacities of NARS and local seed companies.The purpose is to provide poor famers with maize more tolerant to diverse abiotic (mainly drought and low fertility) stresses by offering breeders of national programs and seed companies appropriate phenotyping technologies.

Outputs

  • development of new phenotying platforms to speed breeding for drought and other abiottic stresses.
  • development of selection indices
  • mapping of gene enhancing drought adaptation
  • strengtheing capacity of southern asian and eastern Africa breeding programs and local seed companies to serve stressed maize production environments
  • development of maize varieties better adapted to drought and other abiotic stresses

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)

Sponsor

  • BMZ

Promotion of solar refrigeration for agricultural value-chains

Promotion of solar refrigeration for agricultural value-chains

Project beginn: 01.10.2018

Project end: 31.03.2019

Background:

The University of Hohenheim has been carrying out research on solar cooling for the last 5 years. A smart solar ice-maker has been developed and applied for milk cooling. Up to now, 18 Systems have been successfully assessed together with local partners in Tunisia, Kenya and Colombia showing its technical feasibility. Since 2017, the economic feasibility is under study in cooperation with partners of the private sector and in synergy to several on-going public initiatives.

Objectives:

The main objective of the project is to join efforts in the promotion of solar refrigeration of food in Kenya through the:

 1)    Capacity building of local manufacturing of solar cooling systems

Provision of technical support to local companies and entrepreneurs for the creation of awareness regarding local production and cost reduction of small-scale and medium-scale solar cooling systems for food value-chains. Based on the outputs of previous projects, the University of Hohenheim currently supports the use of “cooling engines” instead of refrigerators as strategy to reduce the final price of the technology while creating specialized jobs locally.

By following this strategy, high-tech components as the cooling engines and electronics, can be exported while the assembling of the insulation-box can be carried out locally. This way, entrepreneurs have the possibility to adapt the technology to the local market and offer distribution and maintenance under their own product brand.

2)    Monitoring of milk cooling systems in western Kenya

Two Solar Milk Cooling Systems were installed in a previous project in Lukomo (Kakamega County) and Kaptama (Bungoma County) in the rural area of Northwestern Kenya.
Both systems are under assessments, to analyse the payments schemes, willingness to pay and business models for the whole period of the demonstration project.

Participants

Participating Institutions

Sponsors

  • GIZ Powering Agriculture &#8211; Sustainable Energy for Food (PA)

Scalable straw management options for improved farmer livelihoods, sustainability, and low environmental footprint in rice-based production systems

Scalable straw management options for improved farmer livelihoods, sustainability, and low environmental footprint in rice-based production systems

Project beginn: 01.01.2016

Project end: 31.12.2018

Project goal

A three-year project was launched in 2015 to conduct research on different rice straw management options. Experts from IRRI and its national partners in Cambodia, Philippines, and Vietnam aim to introduce practical and viable technology options to optimize the use of rice straw and bring income opportunities in an environmentally sustainable manner. The project has five research output-oriented packages that will come up with economic and environmentally viable solutions to manage rice straw in small and large scale farms. Our contribution is mainly found in

(i) Output 2: Carbon footprint of conventional straw management options under different mechanization levels of harvest/postharvest operations and

(ii) Output 3: Carbonization of straw (biochar) as a pioneering approach for lowering footprint and increasing income.

In order to tap the full potential of rice straw char-compost, deeper understanding of the carbonization and the composting process itself are required. Additionally, suitable technology for the production of rice straw derived char must be developed. In a field experiment, systematically produced rice-straw biochar compost of different compositions, mixing intervals and maturity states will be derived and analyzed. The practical experiments are accompanied by data acquisition for life cycle assessment following ISO 14040 / 14044.

Participants

Participating Institutions

  • International Rice Research Institution, Philippines Nong Lam University, Vietnam Can Tho University, Vietnam Loc Troi group, Vietnam Ministry of Agriculture, Forestry, and Fisheries, Cambodia Royal University of Agriculture, Cambodia Philippine Rice

Sponsors

  • Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit (BMZ)

Seedballs - Steigerung des Ertrags bei Perlhirse und Sorghum und Verbreitung der Technologie in Westafrika

Seedballs - Steigerung des Ertrags bei Perlhirse und Sorghum und Verbreitung der Technologie in Westafrika

Projekbeginn: 01.04.2019

Projektende: 30.09.2022

Projektziel

Perlhirsebauern im Senegal und Niger stehen vor vielen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Pflanzenproduktion, eine davon ist das Überleben der Saat.  Technologien, die das Überleben der Keimlinge in der Sahelzone verbessern, haben das Potenzial, einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der allgemeinen Anbaurisiken in der Region zu leisten und damit die Produktivität und Ertragsstabilität der Perlhirse zu erhöhen.

Das Projekt baut auf den vorangegangenen Aktivitäten in Phase I auf, um die Seedball-Technologie als valide Option zur Verringerung der Anbaurisiken und zur Verbesserung der Erträge der Bauern - insbesondere der Bäuerinnen - durch den Einsatz kostengünstiger und leicht verfügbarer Ressourcen zu verfolgen. Das Team möchte die Seedball-Technologie im Niger weiter erforschen, entwickeln und verbreiten. Die Forschungskomponente befasst sich mit der Anwendung auf Sorghum und der Kombination mit anderen ertragssteigernden Innovationen (z.B. Dünger-Mikrodosierung). Der Entwicklungsaspekt ist der Mechanisierung gewidmet. Die Verbreitung basiert auf der Zusammenarbeit mit Bauernverbänden (Fuma Gaskiya, Moorigen) im Niger. Letzteres wird von einer Forschungskomponente begleitet, die die Voraussetzungen und Hemmnisse für die Einführung untersucht.

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Bodenkunde und Standortslehre (3101)
  • Institut für Agrartechnik (440e)
  • Institut für Bodenkunde in der Landwirtschaft (430)

Beteiligte Personen

  • PD Dr. Ludger Herrmann
  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. Dr. Andrea Knierim
  • Dr. Charles Ikenna Nwankwo
  • Dr. Sebastian Romuli

Förderer

  • US-AID / Sansas State University

SFB 564 The Uplands Program - Nachhaltige Landnutzung und ländliche Entwicklung in Bergregionen Südostasiens

SFB 564 The Uplands Program - Nachhaltige Landnutzung und ländliche Entwicklung in Bergregionen Südostasiens

Projektbeginn: 01.07.2003

Projektende: 31.12.2009

Projektziel

Hohes Bevölkerungswachstum, verstärkt durch Umsiedlungsprogramme und Wanderungsbewegungen, haben den Druck auf die ohnehin schon marginalen und fragilen natürlichen Ressourcen in vielen Bergregionen Südostasiens bedrohlich verschärft. Dadurch ausgelöste, sich selbst verstärkende Teufelskreise mit verkürzten Brachezeiten, Erosions- und Bodenfruchtbarkeitsverlusten führen zu abnehmender landwirtschaftlicher Produktivität und Degradation der natürlichen Lebensgrundlagen. Weitverbreitete Armut, Unterbeschäftigung und Ernährungsunsicherheit sind die Folge. Ziel des Sonderforschungsbereichs 564 ist es, einen wissenschaftlichen Beitrag zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen und zur Verbesserung der Lebensbedingungen der ländlichen Bevölkerung in Bergregionen Südostasiens zu leisten. Dazu werden zwei wichtige, eng miteinander vernetzte und sich gegenseitig bedingende Bereiche bearbeitet: nachhaltige Landnutzung und nachhaltige ländliche Entwicklung. Der Sonderforschungsbereich setzt sich aus 13 Teilprojekten zusammen, von denen sechs in Thailand arbeiten, drei in Vietnam und vier länderübergreifend in Thailand und Vietnam. Die Forschung wird in einem interdisziplinären partizipativen Ansatz, d.h. in enger Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Fachrichtungen und mit der betroffenen lokalen Bevölkerung durchgeführt. Gleichzeitig ist der partizipative Ansatz selbst Gegenstand der Forschung. Kooperationspartner sind insgesamt sieben Universitäten und Forschungsinstitute in Thailand und Vietnam.

Das Fachgebiet bearbeitete folgende Teilprojekte:

  • B3.2: Bewässerungs- und Fertilisationsstrategien zur Wassereinsparung und optimalen Nährstoffversorgung in subtropischen Obstplantagen unter Berücksichtigung von Stressreaktionen
  • D1.1 + 2: Reduzierung der Alternanz und Produktion von Nachsaisonfrüchten in Lychee, Mango und Longan.
  • E1.2: Mehrschichten-Trocknungsmodelle zur Optimierung der Trocknung hochwertiger landwirtschaftlicher Produkte in bäuerlichen Verarbeitungsbetrieben.
  • E1.3: Entscheidungshilfe-System für die On-Farm-Identifikation der optimalen Erntereife von Obst
  • T1: Entwicklung automatischer Regelsysteme für wassersparende Bewässerung in Obstplantagen
  • T2: Entwicklung energieeffizienter Systemen für hochwertiges Obsttrocknen
  • T4: Multisensor in-line System für die zerstörungsfreie Qualitätsbestimmung bei der Nacherntebehandlung von Mango in der Fruchtexportindustrie in Thailand

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. J. Müller
  • Dr. W. Spreer
  • MSc. Katrin Schulze

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Fachgebiet der Ertrafsphysiologie der Sonderkulturen, (340f)
  • Institut für landwirtschaftliche Betriebslehre (410b)
  • Chiang Mai Agricultural University, Thailand
  • Mae Jo University, Department of Soil Resources and Environment, Chiang Mai, Thailand

Förderer

  • DFG

SFB 564 The Uplands Program - Sustainable land use and rural development in mountainous regions of Southeast Asia

SFB 564 The Uplands Program - Sustainable land use and rural development in mountainous regions of Southeast Asia

Project begin: 01.07.2003

Project end: 31.12.2009

Projektgoal

High population growth, reinforced by resettlement programmes and migration, has increased the  pressure  on  already  marginal  and  fragile  natural  resources  in  many  mountainous  regions  of South-East Asia, thus threatening their sustainability. In these regions, we observe vicious circles with shortened fallow periods, increasing erosion and  loss  of  land  fertility  leading,  often  with  accelerating  speed,  to  decreasing  agricultural  productivity  and  degradation  of  natural  resources.  Rising  rural  poverty,  under-employment  and food insecurity are the consequences. The  objective  of  the  Special  Research  Programme  (SFB)  is  to  contribute  to  preserving  natural  resources  and  improving  the  living  conditions  of  the  rural  population  in  the  mountainous  regions  of  South-East  Asia.  Therefore,  two  important,  closely  inter-related  areas need to be investigated scientifically. The concept is based on the hypothesis that the development of sustainable land use systems in situations of increasing population pressure cannot be successful without the simultaneous creation  of  off-farm  income-generating  opportunities  and  an  appropriate  institutional  and  infrastructural  framework  in  rural  areas.  The  agricultural  sector,  with  its  limited  resource  potential in mountainous regions, cannot absorb the growing population. Rural development, with the creation of additional possibilities for earning in upstream and downstream areas of agriculture is therefore an indispensable prerequisite for sustainable land use. In  terms  of  methodological  aspects,  scientific  methods  for  carrying  out  research  into  ecological systems and their dynamics will be developed and the conditions for applying them in  complex  ecological  systems  with  ethnic  diversity  and  a  heterogeneous  institutional  framework will be analysed.Our group participated in the following sub-projects:

  • B3.2:Irrigation and fertigation strategies for water saving and optimum nutrient supply in subtropical fruit orchards utilizing stress responses
  • D1.1: Reduction of alternation and production of post-season fruits in lychee, mango and longan.
  • E1.2: Multi-layer drying models for optimizing the drying of high-value agricultural products in farm-based processing facilities.
  • E1.3: Decision support system for on-farm identification of optimum fruit harvest maturity
  • T1: Development of automatic control systems for water-saving irrigation schemes in orchards
  • T2: Development of energy efficient systems for high quality fruit drying.
  • T4: Multisensor in-line system for non-destructive quality determination in post-harvest treatment of mango in Thailand fruit export industry.

Participants

  • Prof. Dr. J. Müller
  • Dr. Wolfram Spreer
  • MSc. Katrin Schulze

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropic and Subtropics Group (440e)
  • Chiang Mai Agricultural University, Thailand
  • Mae Jo University, Department of Soil Resources and Environment, Chiang Mai, Thailand

Sponsor

  • DFG

Solare Kühlung von Milch in tropischen Regionen

Solare Kühlung von Milch in tropischen Regionen

Projektbeginn: 01.09.2013

Projektende: 30.09.2016

Projektziel

Dank der Kostenreduktion von PV-Solarmodulen und die daraus resultierende Entwicklung von angepassten Technologien, konnte in den letzten Jahren die Wirtschaftlichkeit von autarken Systemen steigen. Dadurch eröffnen sich neue Ansatzmöglichkeiten für die Landwirtschaft ländlicher Gebiete der Tropen und Subtropen.

Mit Hilfe autarker Energieversorgungssysteme kann die Wertschöpfungskette bei Lebensmitteln verbessert werden. Ein Beispiel hierfür ist die Produktion von Milch, wobei die Kühlungsmöglichkeiten eine wichtige Rolle spielen.  Neben der Qualitätssicherung der Milch steht dabei auch die daraus resultierende Entwicklungsmöglichkeit kleinbäuerlicher Betriebe im Vordergrund. Landwirte, welche über ein Kühlsystem verfügen, können diese durch eine flexiblere Vermarktungsmöglichkeit mehr Milch absetzen und auch höhere Preise erzielen. Darüber hinaus wird eine Weiterverarbeitung zu unterschiedlichen Milchprodukten ermöglicht.

Das Institut für Agrartechnik, Fachgebiet Agrartechnik in den Tropen und Subtropen arbeitet an der Entwicklung von technischen Lösungen und Geschäftsmodellen für sozioökonomisch vorteilhafte solare Milchkühlungssysteme.

Die Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf modulare Systeme, welche bis zu 50 Liter Milch pro Tag unter tropischen Umweltbedingungen ausschließlich mit Solarenergie kühlen können. Dafür werden Systeme betrachtet, die sich mit leichten technischen Modifikationen an unterschiedlichen Standorten zuverlässig einsetzen lassen. Die Auswertungskriterien lauten unter Sicherung der Milchqualität, Alltagstauglichkeit, einfache Bedienung, Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit.

Dafür werden Solare Kühltruhen technisch untersucht und Auslegungskriterien festgelegt, welche die Benutzerfreundlichkeit erhöhen und eine Vermarktung sichern.

Beteiligte Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dipl.-Ing Victor Torres Toledo

Beteiligte Einrichtungen

  • Institut für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

 

 

Solare Trocknung von Holzhackschnitzeln

Solare Trocknung von Holzhackschnitzeln

Projektbeginn: 01.09.2009

Projektende: 31.10.2011

Projektziel

 

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Klaus Meissner

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Universität Berlin

Förderer

  •  

Spectral detection of nutrient deficiency in maize plants (German - Israeli Cooperation)

Spectral detection of nutrient deficiency in maize plants (German - Israeli Cooperation)

Project begin: 01.01.2020

Project end: 31.12.2021

Project goal

Maize (Zea mays L.) is a major crop on earth, and it is important to maintain food security for the ever-growing human population under climatic variability. Maize grain yields have risen by about 2% per year starting the late 1930s, and into the 21st century; 75% of the gain can be attributed to increased stress tolerance from breeding, while the remaining 25% is related to agronomical practices. Both processes can benefit from spectral nutrient assessment. In breeding experiments, response to nutritional stress can be assessed, and in commercial cultivation, detection of nutrient deficiencies, such as P or N, can support management decisions. The aim of the project is to spectrally detect nutrient content in maize plants under laboratory and field conditions. Spectral data will be obtained by hyperspectral sensors (cameras as well as point spectrometers). Moreover, standard laboratory analysis for plant nutrient content will be acquire to calibrate the models. It is expected to develop spectral assessment models of different nutrients and set the ground for future work based on the collaboration between the UHOH 440e lab and the Plant Sensing Laboratory (PSL) that is expected to be a long-term relationship.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Catalina Acuna-Gutierrez
  • Alice Reineke
  • Dr. Ittai Hermann (HUJI)
  • Robert H. Smith (HUJI)
  • Roy Sadeh (HUJI)

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • Hebrew University of Jerusalem (HUJI), Faculty of Agriculture, Food and Environment

Sponsor

  • University of Hohenheim (UHOH)
  • Hebrew University of Jerusalem (HUJI)

 

 

SUMARIO - Sustainable Management of River Oases along the Tarim River (WP 3.1)

SUMARIO - Sustainable Management of River Oases along the Tarim River (WP 3.1)

Project begin: 01.04.2011

Project end: 29.02.2016

Project goal

WP3.1: Water requirement and water quality on the plot scale (0,1km2)

The rapid change of land use systems in the Tarim basin over the last decades (irrigated agriculture for cash crop production) has substantially affected both quantity and quality of surface waters and ground waters. WP 3 focuses on these irrigated land use systems in the region of Aksu/Aral.  On the plot scale sites differently affected by salinization, statements about water requirements and water quality was achieved by crop modeling and by developing deficit irrigation strategies.

Characterization and categorization of water supplies and demands.

An inventory of water supply system in terms of physical structures and management will be elaborated. Data collected by other sub-projects and models on water availability will be used and completed with a survey on on-farm water availability with respect to expected available quantity, quality and reliability of farm water supplies.

Modeling of water irrigation water requirements

With available data on cropped area and crops produced together with data on climate and soil, crop water requirements will be modeled by use of Aquacrop, giving spcial consideration to the problem of irrigation with saline water 

Validation of model data under field conditions

Field experiments with a selection of relevant crops will be carried out to compare common irrigation practice to optimized conventional irrigation and deficit irrigation startegies with repect to water use and biomass production.

Participants

  • Prof. Dr. J. Müller
  • Prof. Dr. M. Ahlheim
  • Prof. Dr. R. Doluschitz
  • Prof. Dr. K. Stahr
  • Dr. Shamaila Zia-Khan
  • B. Cyffka
  • M. Disse

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)
  • Environmental Economics, Regulatory and Consumer Policy, Institute of Economics (520)
  • Insitut of Agricultural Business (410)
  • Soil Chemistry and Pedology (310a)
  • China Agricultural University

Sponsor

  • BMBF

TRAFOON - Traditional Food Network

TRAFOON - Traditional Food Network

Project begin: 01.11.2013

Project end: 31.10.2016

Project goal

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Dr. Dimitrios Argyropoulos

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)

Sponsor

  • EU

 

 

 

Tran-Sec - Innovating pro-poor strategies to safeguard food security using technology and knowledge transfer

Tran-Sec - Innovating pro-poor strategies to safeguard food security using technology and knowledge transfer

Project beginn: 01.05.2013

Project end. 30.04.2016

Project goal

Trans-SEC is supported by the funding initiative “Securing the Global Food Supply – GlobE” and embedded in the framework program “National Research Strategy BioEconomy 2030”. Seven German research institutes, two CGIAR research centers from Kenya and USA as well as five Tanzanian institutes are involved in Trans-SEC. Approximately 70 scientists and non-governmental professionals will contribute to innovate strategies to safeguard food security through the use of technology and knowledge transfer. The Institute of agricultural engineering is mainly involved in post-harvest processing, biomass and waste product utilization. Initially, baseline reports on post-harvest processes and bioenergy production will be compiled. Furthermore, several enhancements on currently applied post-harvest processes will be developed, then tested and compared to the baseline scenario.  In addition, we will perform life cycle assessments, especially for bioenergy options. The impact assessment will feed into other work packages and help to develop future proofing strategies and risk analysis.

Participants

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Simon Munder
  • Sebastian Romuli

Participating Institutions

  • Institute of Agricultural Engineering, Tropics and Subtropics Group (440e)

Sponsor

  • PTJ / BMBF

 

 

Trocknung und Aufbereitung von Gärresten aus Biogasanlagen zu einem organischen Dünger und Entwicklung einer geeigneten Düngerlogistik

Trocknung und Aufbereitung von Gärresten aus Biogasanlagen zu einem organischen Dünger und Entwicklung einer geeigneten Düngerlogistik

Projektbeginn: 01.07.2008

Projektende: 30.11.2011

Projektziel

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller
  • Prof. Dr. Stefan Pelz

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)
  • Hochschule Rottenburg

Förderer

  • MLR

Verbesserter Anbau und Verarbeitung von Medizinal- und Gewürzpflanzen in Nordthailand

Verbesserter Anbau und Verarbeitung von Medizinal- und Gewürzpflanzen in Nordthailand

Projektbeginn: 01.05.2012

Projektende: 31.12.2013

Projektziel

Teilnehmende Personen

  • Prof. Dr. Joachim Müller

Teilnehmende Institutionen

  • Institute für Agrartechnik, FG Tropen und Subtropen (440e)

Förderer

  • BMBF