| 1. |
- Botermans, Jos, et al.
(författare)
-
Comparison between air inlet via channels under the building and air inlets via the ceiling for growing-finishing pigs
- 2014
-
Annan publikation (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The aim of the studies was to compare the indoor climate between two different ventilation systems for growing-finishing pigs. In one housing system the air came into the pig house via channels under the lying area of the pigs. The air came into the compartment close to the lying area of the pigs. The first part of the exhaust air was via another channel along the manure channel (pit ventilation). The rest of the exhaust air was via two fans in the ceiling (farm 1). In the other housing system the air came into the pig house via air inlets in the ceiling. The exhaust air was via two fans in the ceiling (farm 2). Measurements were done during one summer batch and one winter batch. Air temperature was measured for 5-8 weeks with mini-loggers. Ammonia concentration, carbon dioxide concentration, air speed and differences in air pressure between in and outside the pig house, were registered at 4 occasions. During summer time, the temperature of incoming air via the channels under the building (farm 1) was almost the same as the temperature of the air outside. So the cooling effect in the channels was very small. However, on the farm with air inlets in the ceiling (farm 2), the incoming air, during the afternoon, was about 3 0C above the temperature outside. So during the warmest period of the day, the air was heated on the ceiling. On the farm with channels under the lying area, the pigs continued to lie on the concrete lying area instead of the slatted flooring and the cleanliness of the pens was good (farm 1). During winter time, the temperature of the incoming air via the channels under the building was about 4 0C above the air temperature outside. On the farm with air inlets in the ceiling, the air temperature of the incoming air was the same as the temperature of the air outside.
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
|
|
| 4. |
- Botermans, Jos, et al.
(författare)
-
Measures to reduce ammonia emissions in pig production – review
- 2010
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- In this literature review, measures of reducing the ammonia (NH3) emissions from pig production are described, with focus on systems that can be used under Swedish conditions. The entire production chain with feed, housing, manure storage and application on the field is described and taken into consideration. However, in order to limit the study, the production of crops for feed is not included. As compared to many other countries, emissions of NH3 in Swedish pig production are already low, due to low protein levels in the feed, housing systems with a small excretory area, and storage of slurry outside the building. Lowering the crude protein level from 14.5 % to 12.5 % would reduce NH3 emission by 20 % from the pig house. Including fiber in the feed, leads to a shift from nitrogen in the urine towards more nitrogen in the faeces. In combination with removing the manure daily from the pig house, this might give opportunities for reducing NH3 emissions. A reduction in NH3 emission of up to 50 % might be possible. However, using fiber leads to higher methane (CH4) emissions (from animal and housing), and therefore this should be combined with biogas production. More research is needed in this field. Adding acids or salts to the feed could reduce NH3 emission by up to 40 %, while also improving feed conversion efficiency. Of course, good practice when preparing the feed must be followed. By applying multi-phase feeding and feeding according to the sex of the animals, NH3 emissions could be reduced by 5-15 %. By reducing feed spillage, offering a good environment for the pigs and maintaining good pig health, nitrogen losses could also be reduced with about 5 – 15 %. The importance of having clean pens is also discussed in this literature survey. Swedish housing systems, having a relatively high percentage of solid flooring (with some bedding) and a small excretory area in the pen, provides an opportunity for reducing NH3 emissions from the housing system. However, one prerequisite for this is that the pigs keep the pens clean, and therefore the room temperature should not be too high. This means that during hot periods, the air has to be conditioned before entering the pig house, e.g., by taking in the air via channels under the building. Removing manure daily by means of scrapers (reduction up to 40 %) and cooling the manure under the slats (reduction up to 50 %) are measures that are already implemented in Swedish pig production. The effect of air temperature, air flow and ventilation system are also discussed. Cleaning the exhaust air using bio-filters (up to 65 % reduction), bio-scrubbers (up to 70 % reduction) and chemical scrubbers (up to 96 % reduction) is also an option. By only purifying the exhaust air from the manure channels, the costs for this method can be reduced substantially. The emissions of CH4 and nitrous oxide (N2O) from the housing system are also discussed. Removal of the manure under the slats appears to reduce CH4 emission from the building. The use of deep-litter bedding may in many cases result in high N2O emissions. More research is needed in this field. Treating the manure with sulphuric acid, in combination with aeration and re-circulation in the pig house, can reduce NH3 emissions by up to 70 %. Pumping slurry between different compartments in a pig house is not allowed according to the Swedish Welfare Legislation. Therefore it is not certain that the acidification of slurry, inside the pig house, can be applied in Sweden. Anaerobic treatment of biogas production, as another treatment of manure, may not reduce NH3 emissions when storing and spreading the manure, but it results in increasing the nitrogen availability for the crops. In that way nitrogen losses can be reduced since less nitrogen has to be spread per hectare. Besides, biogas production reduces odour problems as well as emissions of green house gas (GHG) by the production of energy and lower CH4 emissions. Aerobic treatment of manure, can reduce the emissions of NH3 and GHG. However, poorly controlled aeration processes can have the opposite effect. Storage of slurry in a tank having a cover lid has been pointed out in many investigations, to be the easiest and most effective way of reducing NH3 and CH4 emissions. The straw used for fattening pigs is mainly consumed by the pigs, and it is rare that a naturally stable crust will be developed on the slurry. However, within piglet production a crust on the slurry tank is often found. This crust can cause problems when the slurry tank is covered. Technical solutions have to be developed to solve this problem. On pig farms, the main crops are cereals, and the slurry is mainly applied either in the spring during tillage work, or band spread in the early summer on growing cereals. Incorporation of the slurry, e.g., by harrowing in the spring, effectively reduces the NH3 losses if it takes place as soon as possible after spreading, preferably directly or at least within 4 hours after spreading. Another possibility is to band spread the slurry onto the growing cereals because the canopy provides a microclimate which reduces the NH3 losses, as compared to spreading on a bare field. Late application during the vegetation period or spreading before the autumn sowing, often results in lower nitrogen utilization by the plants, and thereby higher risks of nitrogen leakage. Due to interactions between different sources on a farm, reduction in NH3 emission from the individual sections of the livestock production system cannot be simply added to give the net reduction in emission from the total system. Thus a whole farm system approach is needed for devising control strategies for reducing NH3 emission. Four scenarios were evaluated in this report. Scenario 1 consists of: Reduction of the crude protein in the feed from 14.5 % to 12.5 %, relatively simple technique inside the pig house to reduce NH3 emission, covering the slurry tank and new technique when spreading manure. Scenario 2 consists of: Using biproducts from industry (16.5 % crude protein instead of 14.5 %) and cleaning of exhausting air, covering the slurry tank and new technique when spreading manure. Scenario 3 comprises conditions similar to those of Scenario 1, including high dietary feed fiber content in combination with biogas production. Scenario 4 comprises conditions similar to those of Scenario 2, including high dietary feed fiber content and in combination with biogas production. Preliminary calculations indicate that the scenarios may reduce emissions by 47-68 %. It should be pointed out that the calculations are still very uncertain. The calculations show that Scenario 3 appears to be the most effective way of reducing NH3 emissions. So the combination of using low protein feed with high fiber content together with the production of biogas appears to be a promising method for future development. Even Scenario 1, which used only simple techniques, has a significant result: lowering the protein content affects the entire chain from feed to the field. From the literature review, it can be concluded that one should consider whole farm systems when trying to reduce NH3 emissions. Having a roof on the manure storage, using band spreading together with incorporation, e.g. harrowing, within a few hours after spreading, are the most important and easiest ways of reducing NH3losses. When discussing the method of animal keeping, feeding and housing, a low protein level in the feed has a positive effect along the entire production chain, and appears to be the most effective means of reducing NH3 emissions. Using more fiber or acids/salts in the feed will reduce the NH3 emission even more. When biproducts from industry are used in the pig feed, cleaning the exhausting air from the manure channel may be an option. More research is needed before recommendations can be given
|
|
| 5. |
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
|
|
| 8. |
- Jeppsson, Knut-Håkan, et al.
(författare)
-
Dimensionering av belysningsstyrka i djurstallar med programmet DiaLux och en kvantitativ jämförelse av ljusmiljö i beteshagar och kostallar
- 2014
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Delprojekt 1: dimensionering av belysning i djurstallar Den totala direkta energivändningen inom jordbruket uppskattades till att vara 3,7 TWh/år varav 1,1 TWh/år var elenergi. Belysningen använder ca 10 % av elenergin i djurstallar undantaget värphöns där något mera används. Uppskattningsvis förbrukas 69-179 GWh av elenergin till belysning i stallar för olika djurslag. För att uppnå de rekommenderade värdena för belysningsstyrka använder specialister på belysning idag dimensioneringsprogram av typen Dialux där man utifrån lokalens mått, väggmaterialens färg och struktur väljer lämpliga armaturer och ljuskällor så att önskad intensitet och fördelning erhålls. Ljuskällorna definieras med både ljusflöde och spridningsvinkel för att även ge en jämn belysning när så krävs. Dimensioneringsprogrammen är emellertid inte anpassade till förhållandena i lantbruksbyggnader. Exempelvis finns inte uppgifter på reflektansen för specifika material i djurstallar såsom golvytor med strömedel alternativt gödsel. Det finns inte heller uppgifter på hur ljuskällans samt ytmaterialens reflektans påverkas av nedsmutsningen i djurstallar. Syftet med delprojekt 1 var att öka kunskapen om hur man dimensionerar energieffektiv belysning anpassad till djurstallar med moderna dimensioneringsprogram; att ta fram reflektansen för ytmaterial som är specifika för djurstallar och undersöka nedsmutsningens betydelse; samt att jämföra beräknad belysningsstyrka och ljusfördelning med uppmätta värden. Under vintern 2012-2013 har mätningar av byggnadsytornas reflektans samt belysningsstyrkan vid artificiell belysning i rummet utförts i 6 byggnader för djur. Mätningarna har utförts med hjälp av en referensskiva med känd reflektans samt ett universalinstrument för mätning av luminans, Hagner S4 Universal Photometer. Mätningarna genomfördes både före och efter att armaturernas kupor tvättats samt i två fall även före och efter att stallet tvättats. Samtliga lysrörsarmaturer var slutna och utan reflektorer. Belysningen i djurstallarna har beräknats med dataprogrammet Dialux (version 4.11) och beräknad belysningsstyrka samt ljusfördelning har jämförts med resultaten från mätningarna. Golven har lägst reflektans i djurstallar. Uppmätta värden ligger mellan 0,07 och 0,32. Fuktiga, nyligen tvättade och smutsiga golv har lägre reflektans (ca 0,10) än torra golvytor utanför boxarna (0,20 – 0,25). Fuktiga och smutsiga dränerande golv (betong, metall) kan ha lägre reflektans än 0,10. Strömedel på golv ökar reflektansen till ca 0,30. Boxmellanväggar och inredning har ofta högre reflektans än golven och har reflektans mellan 0,20 – 0,40. Innerväggar i djurstallarna är ofta målade och färgen avgör till stor del reflektansen. Mätningarna visar värden mellan 0,25 – 0,60, där reflektansen är lägre för nedre delen av väggarna både pga smutsmängd men även att nedre delen av väggarna är målade med mörkare färg. Övre delen av innerväggarna hade i ett fall mycket hög reflektans (0,91). Innertaket är ofta av ljus korrugerad plåt men kan också vara av träpanel. Plåttaken i de undersökta djurstallarna hade reflektans mellan 0,50 – 0,80. Både boxmellanväggar, innerväggar och innertak får högre reflektans efter tvättning. Reflektansen från en mjölkko (Holstein) mättes, där svart hårrem hade reflektansen 0,02 och vit hårrem 0,41. Belysningsstyrkan i stallarna var lägst för slaktsvin och högre för ko och häst. Belysningsnivån 0,45 m över golvet uppgick till 61-75 lux för slaktsvin, 164 lux för digivande suggor, 120 resp. 154 lux för mjölkkor och 255 resp. 135 lux för häst. Tvättning av lampkupor förbättrade ljusstyrkan med 3-20 % beroende på stalltyp, mer för svinstallar än för övriga. Störst skillnad i ljusfördelning (kvoten mellan uppmätt belysningsstyrka och medelbelysningsstyrka) hade grisningsstallet medan övriga låg på ca 0,55- 1,55. Belysningen i ett rum förändras med ljuskällans och armaturens ålder, nedsmutsning av armatur och ytor samt underhållsnivån. Beräkningarna i datorprogrammet Dialux är utförda med bibehållningsfaktorn 1,0 samt med uppmätta reflektanser för tvättade byggnadsytor. Den beräknade belysningsstyrkan var för samtliga byggnader högre än uppmätt belysningsstyrka. Skillnaden mellan uppmätt och beräknad belysningsstyrka var en faktor mellan 0,63 – 0,89. Genom att välja bibehållningsfaktor i Dialux kan effekten av ljuskällornas och armaturernas ålder, nedsmutsningen av armaturer och ytor samt underhållsnivån korrigeras. Dimensioneringsprogrammet Dialux är ett bra hjälpmedel för beräkning av belysningsstyrka i lantbruksbyggnader för att erhålla noggrannare dimensionering och energibesparing. Reflektansen för golvytorna i djurstallar varierar mellan 0,07 och 0,32 och beror av hur smutsiga och fuktiga golven är samt typ av golv och mängden strömedel. Boxmellanväggar har reflektans mellan 0,20 – 0,40 och innerväggar mellan 0,25 – 0,60. Innertak av korrugerad plåt har reflektans mellan 0,50 – 0,80. Totala bibehållningsfaktorn bör sättas till värden mellan 0,60 – 0,85 i djurstallar för att erhålla korrekt belysningsstyrka vid beräkning i programmet Dialux. Lägre bibehållningsfaktor (0,60 – 0,70) i stallar som blir mycket nedsmutsade (exempelvis gris- och nötstallar) och högre bibehållningsfaktor (0,80 – 0,85) stallar som blir mindre smutsiga (exempelvis häststallar). Beräkningar i programmet Dialux visade en ljusfördelning som var ±15 % från uppmätta värden. Hur inredning ritas in i Dialux kan påverka ljusfördelningen i stallet. För att förbättra noggrannheten vid beräkningar i programmet Dialux bör det införas standardritningar på utrustning och inredning som kan inverka på belysningsstyrka och ljusfördelning. Delprojekt2: ljusmiljön i kostall jämfört med hagmark Synsinnet hos respektive djurarter är anpassat till den naturliga miljö som de en gång utvecklades i. Detta betyder att både själva ögat och den del av hjärnan som behandlar synintryck hos varje djurart har sina speciella egenskaper som gör att synen fungerar på bästa sätt under ljusförhållanden som liknar den miljö deras vilda förfäder levde i. Det finns goda skäl att misstänka att djurens välbefinnande, tillväxt, hälsa och produktion påverkas av ljusmiljön. Analys av bildstatistik för utforskning av omvärldsmiljöer är en ny teknik som växt fram som en bas för kamerastyrd robotik. Med tekniken kan viktiga egenskaper i en visuell miljö identifieras. Bildstatistik ger möjligheter att både undersöka och förstå synsinnets egenskaper, men ännu har inte olika naturliga miljöer analyserats och karaktäriserats med hjälp av modern bildstatistik. Att undersöka ljusmiljöns effekt på djur borde kunna möjliggöra en bättre anpassning av ljusmiljön i ett djurstall. Syftet med delprojekt 2 var att undersöka om det är möjligt att utforma en ljusmiljö som bättre överensstämmer med djurens ursprungliga livsmiljö. Ett analysprogram utvecklades för att kvantitativt kunna jämföra ljusfördelning och kontrastrikedom i olika miljöer. Rådata utgörs av bilder tagna med ett fisheye-objektiv med en bildvinkel på 180°. Varje bild innehåller således information om ljusfördelning och kontraster i olika riktningar. Med hjälp av ett stort antal bilder i varje miljö kan analysprogrammet beräkna medelvärden för den vertikala fördelningen ljus, färger, kontraster och färgkontraster. Mätningar i hagmark och stallmiljö uppvisar mycket stora skillnader. Stallmiljön utmärks av mindre total variation, mindre färger och en onaturlig fördelning av kontraster. Hagmarken karakteriseras av ett mörkt band längs horisonten (beroende på att träd och buskar linjeras upp längs horisonten), medan stallmiljön istället har ett ljust band vid horisonten (fönster). Trots att mängden mätdata är begränsat visar resultaten på en uppenbar potential att med modern LED-belysning göra stallmiljöer betydligt mer naturliga och därmed skapa en möjlighet till ökat välbefinnande och minskad stress hos både djur och människor som befinner sig i miljön.
|
|
| 9. |
|
|
| 10. |
- Martin Ngwabie, Ngwa, et al.
(författare)
-
Effects of animal activity and air temperature on methane and ammonia emissions from a naturally ventilated building for dairy cows
- 2011
-
Ingår i: Atmospheric Environment. - : Elsevier BV. - 1352-2310. ; 45, s. 6760-6768
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Knowledge of how different factors affect gas emissions from animal buildings can be useful for emission prediction purposes and for the improvement of emission abatement techniques. In this study, the effects of dairy cow activity and indoor air temperature on gas emissions were examined. The concentrations of CH(4), NH(3), CO(2) and N(2)O inside and outside a dairy cow building were measured continuously between February and May together with animal activity and air temperature. The building was naturally ventilated and had a solid concrete floor which sloped towards a central urine gutter. Manure was scraped from the floor once every hour in the daytime and once every second hour at night into a partly covered indoor pit which was emptied daily at 6 a.m. and at 5 p.m. Gas emissions were calculated from the measured gas concentrations and ventilation rates estimated by the CO(2) balance method. The animal activity and emission rates of CH(4) and NH(3) showed significant diurnal variations with two peaks which were probably related to the feeding routine. On an average day, CH(4) emissions ranged from 7 to 15 g LU(-1) h(-1) and NH(3) emissions ranged from 0.4 to 1.5 g LU(-1) h(-1) (1 LU = 500 kg animal weight). Mean emissions of CH(4) and NH(3) were 10.8 g LU(-1) h(-1) and 0.81 g LU(-1) h(-1), respectively. The NH(3) emissions were comparable to emissions from tied stall buildings and represented a 4% loss in manure nitrogen. At moderate levels, temperature seems to affect the behaviour of dairy cows and in this study where the daily indoor air temperature ranged from about 5 up to about 20 degrees C, the daily activity of the cows decreased with increasing indoor air temperature (r = -0.78). Results suggest that enteric fermentation is the main source of CH(4) emissions from systems of the type in this study, while NH(3) is mainly emitted from the manure. Daily CH(4) emissions increased significantly with the activity of the cows (r = 0.61) while daily NH(3) emissions increased significantly with the indoor air temperatures (r = 0.66). Daily CH(4) emissions were negatively correlated to the indoor air temperature (r = -0.84). This suggests that increased daily indoor air temperatures due to seasonal changes may bring about decreased animal activity which may decrease the release of CH(4) from dairy cows. Finally, changes in daily NH(3) emissions were influenced more by the indoor air temperature than by the activity of the cows. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.
|
|
