Электронные носы для животноводческих ферм будут актуальны в 2022 году
Корейские ученые напоминают, что запахи в животноводческом агробизнесе играют очень важную роль
Группа исследователей из Департамента образовательных технологий, Институт экологического менеджмента животноводства, Корея, разработали систему мониторинга запаха домашнего скота с использованием информационных и коммуникационных технологий и датчика аммиака. В статье, опубликованной в журнале «Agriculture 2022» на портале MDPI, авторы поясняют актуальность разработки.
С развитием крупных интенсивных ферм в животноводстве интерес к контролю запахов значительно возрос. Запахи животноводческих ферм содержат множество соединений, таких как аммиак, сероводород, летучие жирные кислоты и п-крезол. Аммиак — наиболее распространенное пахнущее соединение.
Методы измерения запаха домашнего скота можно разделить на сенсорный анализ и индивидуальный анализ запаха.
Метод сенсорного анализа подразумевает человеческое обоняние для количественной оценки загрязнения с числовым или буквальным описанием проблемы.
Практические методы включают интенсивность запаха, концентрацию, гедонический тон и дескрипторы. Отдельные химические вещества должны быть проанализированы количественно и качественно для дальнейшей оценки воздействия потенциального риска запаха для людей, окружающей среды и биологии.
В связи с довольно частыми случаями жалоб на запахи от домашнего скота, особенно около крупных хозяйств, исследования по мониторингу этого параметра расширяются. Системы электронного носа (e-носа) недавно появились как технологии и сейчас проходят количественные проверочные исследования на птицефабриках и свинофермах, в основном.
Электронный нос — альтернативная технология, которая обеспечивает такие преимущества, как количественный анализ, быстрое измерение, высокая чувствительность и воспроизводимость результатов, а также объективная идентификация запаха без предубеждений.
В нескольких исследованиях была выполнена проверка концентрации летучих органических соединений (ЛОС) с помощью электронного носа, и это предложено в качестве эффективного метода обнаружения и классификации летучих газов на животноводческих фермах.
Кроме того, посредством мониторинга и моделирования сероводорода, образующегося в основном на свиноводческих фермах, была проанализирована диффузия газа для контроля концентрации сероводорода в единицах ppb.
В исследовании, проведенном сотрудниками корейского Института экологического менеджмента животноводства, рассматривалась актуальность системы мониторинга запаха домашнего скота на основе USN (Ubiquitous Sensor Network), которая может автоматически и удаленно контролировать запахи домашнего скота, как услуга, связанная с отраслью животноводства с использованием искусственного интеллекта и датчиков.
Система мониторинга запаха домашнего скота состоит из двух главных компонентов — LOMS и LOCS.
LOMS, оборудование для измерения запаха домашнего скота, в основном состоит из датчиков (электрохимического датчика для обнаружения аммиака и датчика для определения температуры и влажности). Сюда также входит блок управления для работы датчиков, блок связи для передачи измеренных данных в центральную систему мониторинга и кожух для защиты устройства. В каждом месте есть от 2 до 4 точек для измерения. Причем эту систему обычно устанавливают на границе фермы или свинарника. Данные об аммиаке генерируются каждые 30 минут с измерительного оборудования и передаются на сервер.
LOCS — это система, состоящая из данных мониторинга, передаваемых на сервер. На этом сервере хранятся данные, и программа работы пользователя может использовать проверку и управление в реальном времени. Основные функции включают мониторинг для управления данными, функцию сенсорной информации для управления датчиками, функцию статистического анализа и управления данными и другие нюансы управления.
Вывод. Электронный нос действительно эффективно измеряет и контролирует запахи и аммиак, образующиеся на животноводческих фермах.
Используя эту технологию, менеджер фермы может напрямую проверять образующийся аммиак, для уменьшения или предотвращения появления запахов в определенных областях или на отдельных животноводческих фермах, где возникает много жалоб.
Электронный нос позволит достичь двух целей: улучшить общественное восприятие животноводческих ферм и условия содержания животных.
В будущем можно ожидать более эффективной работы, если датчик обнаружения других веществ, вызывающих запах (например, соединений серы, ЛОС), будет расширен и добавлена функция анализа для прогнозирования образования запаха.