Solar- und robotergestützte Maisentkörnung für kleinbäuerliche Betriebe: Entwicklung und experimentelle Analyse eines energieeffizienten Nachernte-Systems
- Beschreibung
Effiziente und nachhaltige Nacherntetechnik ist ein zentraler Baustein für die Sicherung der globalen Ernährung und die Reduzierung von Nachernteverlusten. Mais ist in vielen tropischen Regionen ein Grundnahrungsmittel. Gleichzeitig sind die verfügbaren Nacherntesysteme in kleinbäuerlichen Strukturen häufig:
- arbeitsintensiv und ergonomisch belastend,
- energetisch ineffizient (Dieselgeneratoren, unzuverlässige Stromnetze),
- technologisch veraltet und schwer skalierbar.
Vor diesem Hintergrund wurde am Institut Agrartechnik an der Universität Hohenheim ein photovoltaikbetriebener Maisentkörner entwickelt und erfolgreich getestet. Die Maschine zeigt, dass kompakte, vollständig solarbetriebene Nacherntetechnik technisch realisierbar ist und eine nachhaltige Alternative zu konventionellen, fossil betriebenen Systemen darstellt.
Allerdings haben die bisherigen Untersuchungen gezeigt, dass die manuelle Zuführung der Maiskolben einen systemischen Flaschenhals darstellt: Sie ist zeitaufwändig, monoton, ergonomisch ungünstig und limitiert den erzielbaren Durchsatz.
Um dieses Nadelöhr zu adressieren, wurde bereits ein Roboterarm als potenzielles Zuführsystem erprobt. In Versuchen konnte gezeigt werden, dass ein Roboterarm prinzipiell in der Lage ist, Maiskolben aufzunehmen und dem Entkörner zuzuführen. Parallel dazu wurde eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) entwickelt, die es erlaubt, den Roboterarm aus der Distanz zu bedienen, Betriebsmodi auszuwählen und grundlegende Parameter anzupassen.
Diese Vorarbeiten belegen die grundsätzliche technische Machbarkeit einer robotergestützten Maiskolbenzuführung und bilden eine wichtige Grundlage für das geplante Projekt.
- Beschreibung des interdisziplinären Teils des Projekts
- Das Projekt baut auf der ausgewiesenen Expertise der Universität Hohenheim in den Bereichen: • Agrartechnik / Nacherntetechnik, • erneuerbare Energien in der Landwirtschaft, • nachhaltige Landnutzung und Kleinbauernsysteme.
- Projektzeitraum
- Sommersemester 2026
- Bewerbungszeitraum
- 07. bis 20.04.2026
- Durchführung
- semesterbegleitend
- Details zu Projektzeitraum und Durchführung
Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die experimentelle Bewertung eines solarbetriebenen Maisentkörnungssystems mit automatisierter, roboterbasierter Kolbenzuführung, das unter kleinbäuerlichen Bedingungen einsetzbar ist.
Konkret sollen:
- Der bestehende photovoltaikbetriebene Maisentkörner hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz und Praxistauglichkeit weiter charakterisiert und optimiert werden.
- Das bereits getestete Roboterarmsystem zu einem robusten, zuverlässigen Zuführmodul weiterentwickelt werden, das Maiskolben automatisch aufnimmt und in den Entkörner einbringt.
- Studienfach
- offen für alle Studienfächer
- Betreuende
- Janvier Ntwali, Khandoker Ahammad, Iris Ramaj, Prof. Dr. Joachim Müller
- Institut
- Institut für Agrartechnik (440) (ATS, 440e)
- Sprache
- deutsch/englisch
- Teilnehmendenanzahl
- min. 1, max. 1
- Arbeitsaufwand
-
ca. 180 Stunden pro Teilnehmende:r
| 6
ECTS-Punkte
Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.
- Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich
- Projektart
- experimentell
- Lernziele
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Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:
- unktionsweise und die wesentlichen Komponenten eines solargetriebenen Maisentkörners erklären
- Kennzahlen zur Bewertung von Durchsatz, Bruchkornanteil und Energieeffizienz ermitteln und interpretieren
- Messdaten statistisch auswerten
- Ergebnisse wissenschaftlich fundiert interpretieren.
- Anmerkungen für Studierende
- Schlagworte
- erneurbare Energie, Automatisierung, Maisentkörnung, Agrarrobotik, Nacherntetechnik