Mechanisatie

Achtergrond 3 reacties

Waarom Samson kiest voor MRI-scanners

Volgens de Deense mesttechniekfabrikant Samson en de Deense sensorspecialist NanoNord is MRI-techniek beter geschikt om drijfmest te analyseren dan NIR-sensoren. Dit is waarom zij dat vinden.

De Duitse fabrikant Zunhammer kwam in 2005 als eerste met een praktijkrijpe mobiele NIR-sensor voor directe analyse van drijfmest. NIR staat voor Nabij Infrarood. Met dit type licht kun je van veel producten bepalen welke ingrediënten, nutriënten en gehaltes er precies in zitten. Dat geldt onder meer voor grond, gras, knollen en bollen, mais en ook voor mest en digestaat.

NIR-spectroscopie is echter een indirecte meetmethode. Dat betekent dat je zogeheten ijk- of kalibratielijnen nodig hebt om de metingen te vertalen in concrete waardes. Hoe meer ijklijnen, hoe betrouwbaarder de metingen. En daar zit ’m nu net de crux. Ieder type mest is verschillend. Dat maakt het uitdagend om voldoende nauwkeurige metingen te doen.

Lees ook: Samson test mest met MRI-scanner

NIR-sensoren in toekomst mogelijk verplicht

De overheid wil er tot dusver dan ook nog niet aan om NIR-spectroscopie als vervanger of alternatief voor de verplichte AGR-gps-apparatuur goed te keuren. Onterecht, volgens de fabrikanten: NIR-sensoren zijn inmiddels wel degelijk voldoende nauwkeurig en bieden bovendien andere voordelen.

Wel gaf Carola Schouten, minister van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit, recent aan dat ze graag wil dat per 1 januari 2021 alle mest wordt uitgereden met behulp van digitale apparatuur voor verantwoording en monitoring (AGR-gps). Ze wil NIR-sensoren in de toekomst als mogelijke verplichting opnemen.

Bij een eerdere vergelijking in 2016 van NIR-sensoren met laboratoriummetingen bleek dat het met NIR niet lukte om bij 95% van de metingen maximaal 15% af te wijken van de labuitslag. Eén fabrikant slaagde wel met stikstof, maar met name bij lage fosfaatgehaltes zijn afwijkingen tot zelfs 200% waargenomen. Al met al is de relatieve fout bij lage gehaltes groter dan bij hoge gehaltes.

Doel: eind 2022 NIR-techniek geaccrediteerd

Gezien de voordelen van NIR-techniek – minder fraudegevoelig en snellere analyseresultaten – heeft de Commissie Deskundigen Meststoffenwet (CDM) bij de overheid gepleit voor een gefaseerde invoering van NIR op mesttanks.

  • Eerst drie tot vijf jaar met minder strenge en door het bedrijfsleven zelf voorgestelde nauwkeurigheidseisen.
  • In de tweede fase volgt aanscherping naar het huidige niveau voor de NIR-analyse van veevoedergrondstoffen (NEN-EN-ISO 12099).
  • Het doel is dat in december 2022 de Nederlandse wetgeving voor NIR-sensoren op mesttanks rond is.

Tekst gaat verder onder de foto‘s.


  • Samson Agro en NanoNord werken samen aan het geschikt maken van MRI-techniek voor mobiele mestanalyse. De betrouwbaarheid daarvan achten zij groter dan die van NIR-techniek. - Foto: Samson Agro

    Samson Agro en NanoNord werken samen aan het geschikt maken van MRI-techniek voor mobiele mestanalyse. De betrouwbaarheid daarvan achten zij groter dan die van NIR-techniek. - Foto: Samson Agro

  • Steeds meer loonwerkers beschikken over een NIR-sensor op hun mesttank die direct op het display toont welke gehaltes er in de drijfmest zitten. - Foto: Mark Pasveer

    Steeds meer loonwerkers beschikken over een NIR-sensor op hun mesttank die direct op het display toont welke gehaltes er in de drijfmest zitten. - Foto: Mark Pasveer

  • De Tveskaeg Benchtop NMR-sensor op de stand van Samson Agro op de Agritechnica van 2019. Linksonder de kleine aansluiting (12,5 mm) van de sensor waar elk te analyseren mestmonster doorheen moet. - Foto: René Koerhuis

    De Tveskaeg Benchtop NMR-sensor op de stand van Samson Agro op de Agritechnica van 2019. Linksonder de kleine aansluiting (12,5 mm) van de sensor waar elk te analyseren mestmonster doorheen moet. - Foto: René Koerhuis

  • Dit is de 7 kilo zware elektromagneet van NanoNord’s NMR-sensor die atoomkernen in resonantie brengt zodat ze zich in een bepaalde richting oriënteren. - Foto: NanoNord

    Dit is de 7 kilo zware elektromagneet van NanoNord’s NMR-sensor die atoomkernen in resonantie brengt zodat ze zich in een bepaalde richting oriënteren. - Foto: NanoNord

MRI-techniek als alternatief

Ook de Deense mestspecialist Samson Agro volgt de ontwikkelingen op de voet. Samson levert zijn tanks met een opbouwmogelijkheid voor NIR-sensoren. “We hebben nooit willen investeren in een eigen NIR-sensor, omdat we de nauwkeurigheid van de technologie onvoldoende vinden om mestgehaltes vast te leggen met het oog op mestboekhoudingen”, vertelt verkoopdirecteur Torben Larsen. “Daarom zijn we zo’n drie jaar geleden samen met het eveneens Deense bedrijf NanoNord gaan testen met NMR-spectroscopie (Nucleaire Magnetische Resonantie).”

Dezelfde technologie wordt gebruikt in de grote MRI-scanners in ziekenhuizen. Vanwege het formaat, het gewicht (de grote magneet), de benodigde rekencapaciteit en de prijs van de NMR-techniek in zo’n MRI-scanner, is zo’n ziekenhuismachine ongeschikt voor mobiel gebruik. Nadat NMR-specialist NanoNord er samen met de universiteit van Aarhus in slaagde om de MRI-techniek mobiel, draagbaar en betaalbaar te maken, bedacht NanoNord-eigenaar Ole Jensen dat het ook mogelijk moet zijn om de techniek te gebruiken om de samenstelling van drijfmest te bepalen.

Dat was zo’n zes jaar geleden. En op de laatste Agritechnica toonden NanoNord en partner Samson dan het prototype van hun NMR-mestsensor: het Samson SlurryLab, ofwel de Tveskaeg Benchtop van circa 75 bij 40 bij 25 centimeter en een gewicht van 35 kilo. De tijd die nodig is om een betrouwbare meting te doen, de cyclustijd, is momenteel 30 minuten. De volgende stap in de ontwikkeling is een mobiele versie voor op de Samson-mesttank die minder tijd nodig heeft om de mest te analyseren.

NMR-techniek: snelle en tóch nauwkeurige mestanalyse

Om de drijfmest te kunnen analyseren, moet deze door de magneet stromen. Hierbij wordt één mestmonster uit de tank genomen en door de NMR-sensor gestuurd. Om de sensor uiteindelijk betaalbaar te houden, vergelijkbaar met de prijs van NIR-sensoren, is gekozen voor een magneet met een interne diameter van 12,5 millimeter en 30 centimeter lengte. “De prijs neemt exponentieel toe met een grotere diameter”, zegt Jensen. “Tegelijkertijd neemt de nauwkeurigheid kwadratisch af als je de cyclustijd verkleint, want dan introduceer je meer ruis. We werken nu aan een cyclustijd van vijf minuten. Het uiteindelijke doel is drie minuten”, verklapt Jensen.

NanoNord en Samson vergeleken de nauwkeurigheid van 132 metingen aan ammonium (NH4-N) met de Tveskaeg-sensor (cyclustijd vijf minuten) met laboratoriumbepalingen van het Deense Agrolab. Daarbij week 95% van de Tveskaeg-metingen maximaal 10% af van de labmetingen, terwijl de nauwkeurigheid van alle metingen maximaal 25% afweek. De resultaten worden gegeven in deeltjes per miljoen (parts per million, ppm). Jensen geeft aan dat de hoeveelheid stikstof momenteel in 95% van de gevallen een paar honderd ppm afwijkt (er zit 700 tot 4.000 ppm N in drijfmest) bij een cyclustijd van drie minuten. Bij P-totaal is dit 100 ppm afwijking op 200 tot 2.000 ppm P-totaal in drijfmest. “Bij PO4, fosfaat, is de nauwkeurigheid zelfs 10 tot 20 ppm”, zegt Jensen. Tegelijkertijd merkt hij op dat het betrouwbaar analyseren van kalium meer dan drie minuten kost, omdat dit atoom anders van aard is.

Geen ijklijnen per mestsoort door directe metingen

Ten opzichte van de hedendaagse NIR-techniek heeft de NMR-techniek van NanoNord en Samson bij de huidige stand van zaken (nog) als nadeel dat deze slechts een kleine hoeveelheid mest kan analyseren. Daarvoor heeft het bovendien enkele minuten nodig.

Daar staan continue en realtime metingen van NIR-sensoren tegenover. Ook neemt het aantal ijklijnen per leverancier van NIR-sensoren, en daarmee de betrouwbaarheid, constant toe. Een NMR-sensor wordt eenmalig gekalibreerd door de fabrikant en dat is voldoende.

De grootste troefkaart van NMR – geen ijklijnen nodig, en daardoor een grotere nauwkeurigheid – moet zich in de praktijk gaan bewijzen. Ole Jensen daarover: “Liever één betrouwbare meting dan duizenden onbetrouwbare.”

Samson geeft aan de komende twee seizoenen te willen testen met prototypes, en vooralsnog in 2022 te starten met de verkoop van hun SlurryLab.

Lees het complete artikel in de digitale Boerderij, nr. 21 van 18 februari 2020

Laatste reacties

  • Kelholt

    Dus 3,5 liter rundvee drijfmest (en als je dunne fractie gebruikt zelfs maar 2,5 liter) verdelen op één vierkante meter in 5 rijtjes. Stop toch met die onzin. Gewoon met de ketsplaat uitrijden zonder dure analyse apparatuur zorgt voor betere verspreiding en dus betere benutting. Hoe moeilijk kan het zijn....

  • Drikus Dekker

    Inderdaad hoe moelijk kan het zijn !!! Gewoon net als vroeger boven gronds uit sprijden dan neemt moedertje aarde wel op wat het nodig heeft!!! En al die reken sommen weg ermee....net als Stikstof allemaal eindeloos gelul geloof me ....wetjes die niet kloppen of deugen weg ermee....pfff ben er klaar mee.......

  • Zandboertje

    Als de ammoniak uit de mest gaat, dan zal dat geen probleem zijn. Voor akkerbouw nog erger, ammoniak in de grond.

Of registreer je om te kunnen reageren.