Evaluierung verschiedener prozesstechnischer Handlungsoptionen zur Reduktion luftgetragener Partikel beim Einsatz von Einstreumaterialien und der Vorlage von Rau- und Kraftfuttermitteln in der Pferdehaltung
Evaluation of different technical processes for reducing airborne particles in bedding materials, roughages and concentrates used in horse keeping
by Felix Garlipp
Date of Examination:2011-02-08
Date of issue:2011-02-23
Advisor:Prof. Dr. Herman van den Weghe
Referee:Prof. Dr. Herman van den Weghe
Referee:Prof. Dr. Dr. Matthias Gauly
Referee:PD Dr. Engel Hessel
Files in this item
Name:garlipp.pdf
Size:900.Kb
Format:PDF
Description:Kumulative Dissertation
Abstract
English
In the present investigation, different methods for the separation of airborne particles from various types of bedding material, roughage and compound feed for horses were investigated under standardised conditions. At first, the reduction in airborne particles as a consequence of the cleaning of common feed grains (oats and barley) as well as the quantification of airborne particle generation by the mechanical treatment (rolling) of such grains was analyzed. In addition, an investigation into the generation of airborne particles from different industrially produced compound feeds (pellets and muesli) was also undertaken under standardised laboratory conditions. The analysis of the separation rate of airborne particles as a consequence of cleaning oats and barley revealed a reduction in the PM20 and PM10 fractions by ca. 80%. The mechanical treatment (rolling) of oats and barley led to a renewed increase in the generation of airborne particles by up to 20% (PM20, PM10) in c! ontrast to the non-rolled grains. The analyses showed that the industrially produced compound feeds generated 65-80% fewer particles in the fractions PM20, PM10 and PM2.5 in comparison to uncleaned oats or barley. Comparing the four types of industrially produced compound feeds to each other, the two types of muesli generated up to 20% lower airborne particle concentrations (PM20 and PM10) than the two types of pellets. In a second experiment the reduction in airborne particle generation as a consequence of the application of three types of fluid (water, rapeseed oil, molasses) in different concentrations to whole and rolled oats was analyzed. By the addition of 1% oil, a reduction in the PM20 fraction of 90.6% could be achieved. The same dosage of water or molasses only resulted in a reduction of 60.4% or 69.1%, respectively. Overall, the highest significant reduction in the PM20 fraction was achieved using 3% rapeseed oil: 96.5% compared to 75.6% for 3% water and 81.9% fo! r 3% molasses. Furthermore, the separation rate of airborne pa! rticles and mould spores by the use of a new form of air-driven particle separation technology for the treatment of different bedding materials and roughage feedstuffs was analyzed. There was a reduction in the generation of airborne particles (PM20) in hay of 49.16 mg/m³ down to 22.79 mg/m³ (53.6%), haylage from 28.57 to 25.04 mg/m³ (12.3%), wood shavings from 141.68 to 15.04 mg/m³ (89.4%), wheat straw from 143.08 to 22.97 mg/m³ (83.9%), flax from 135.11 to 53.31 mg/m³ (60.5%) and hemp from 63.67 to 17.64 mg/m³ (72.3%). In conclusion, the results of this study show that all tested methods and procedures lead to a significant reduction in airborne particle generation.
Keywords: particle separation; dust; airborne particles; bedding materials; roughages; straights
Other Languages
In der vorliegenden Arbeit wurden unterschiedliche verfahrenstechnische Ansätze zum Abscheiden luftgetragener Partikel unter standardisierten Bedingungen untersucht. Zum einen wurde der Abscheidegrad von luftgetragenen Partikeln infolge der Trockenreinigung herkömmlicher Kraftfuttermittel (Hafer und Gerste) sowie die Quantifizierung der Schwebstaubgenerierung durch die mechanische Bearbeitung (Quetschen) dieser untersucht. Zu dem wurde die Generierung luftgetragener Partikel, ausgehend von verschiedenen industriell hergestellten Kraftfuttermitteln (Pellet- und Müslifuttermittel), unter Technikumsbedingungen untersucht. Die Analysen ergaben eine Schwebstaubreduktion in den Partikelfraktionen PM20 und PM10 von ca. 80%. Das mechanische Bearbeiten (Quetschen) von Hafer und Gerste führte zu einem erneuten Anstieg der Schwebstaubgenerierung um bis zu 20% (PM20, PM10) gegenüber den nicht gequetschten Kraftfuttermitteln. Des Weiteren zeigten die Ergebnisse, dass die industriell! hergestellten Kraftfuttermittel in den Partikelfraktionen PM20, PM10 und PM2,5 eine 65 - 80% niedrigere Schwebstaubgenerierung generierten im Vergleich zu ungereinigtem Hafer bzw. ungereinigter Gerste. Innerhalb der industriell hergestellten Futtermittel generierten beide Müslisorten bis zu 20% niedrigere Schwebstaubkonzentrationen (PM20 und PM10) im Vergleich zu beiden Pelletsorten. Aufbauend auf den Ergebnissen, wurde in einem zweiten Versuchansatz der Einfluss der Zugabe verschiedener Flüssigzusatzmittel (Wasser, Öl, Melasse) in unterschiedlichen Konzentrationen zu heilem und gequetschtem Hafer untersucht. Es wurde deutlich, dass die Schwebstaubreduktion am höchsten durch die Zugabe von Öl ausfiel. Durch die 1%-ige Zugabe von Öl konnte insgesamt eine 90,6%-ige Schwebstaubminderung (120,3 µg/m³) erzielt werden (PM20). Bei gleicher Dosierung von Wasser bzw. Melasse kam es lediglich zu einer 60,4%-igen (504,6 µg/m³) bzw. 69,1%-igen (393,2 µg/m³) Schwebstaubredu! zierung. In einem dritten Versuchansatz wurde der Abscheidegra! d von lu ftgetragenen Partikeln und Schimmelpilzsporen durch den Einsatz einer neuartigen Technologie zur Behandlung von verschiedenen Einstreumaterialien und Raufuttermitteln untersucht. Durch den Abscheidevorgang konnte die Gesamtschwebstaubgenerierung (PM20) bei Heu von 49,16 mg/m³ auf 22,79 mg/m³ (53,6%), bei Heulage von 28,57 auf 25,04 mg/m³ (12,3%), bei Spänen von 141,68 auf 15,04 mg/m³ (89,4%), bei Weizenstroh von 143,08 auf 22,97 mg/m³ (83,9%), bei Flachs von 135,11 auf 53,31 mg/m³ (60,5%) und bei Hanf von 63,67 auf 17,64 mg/m³ (72,3%) reduziert werden. Schlussfolgernd zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass alle untersuchten Methoden und Verfahren zu einer hoch signifikanten Schwebstaubreduktion führen.
Schlagwörter: Partikelabscheidung; Schwebstaub; partikuläre Emissionen; Pferdehaltung; Einstreumaterialien; Raufuttermittel; Kraftfuttermittel