Fallstudie: Tangerine Dreams – Bewässerung einer Zitrusplantage mithilfe von Masterflex

„Da meine Wasserdurchflussmengen je nach Bedarf zwischen 20 und 250 Gallonen pro Minute (GPM) variieren können, ist diese Kombination aus Pumpe und Schläuchen ideal.

Stellen Sie sich vor, Sie stehen inmitten einer Zitrusplantage, umgeben von Mandarinenbäumen. Es ist Sommer im San Joaquin Valley, die Sonne brennt und die Nachbarn in diesem landwirtschaftlichen Zentrum Kaliforniens sind darauf bedacht, eine reiche Ernte einzufahren.

Sprinkleranlagen versprühen Wasser, das aus der Schneeschmelze der Sierra Nevada stammt. Das Wasser sammelt sich in Seen und Reservoirs und wird als Hauptquelle für die Bewässerung an die Pflanzen in der Gemeinde verteilt. Auf der Earthly Delights Farm werden 10 Hektar Bäume den ganzen Tag über bewässert. Neben dem Wasser, das die Pflanzen versorgt, sammeln sich in dem Mikrosprinklersystem auch Sand, Staub und andere Partikel sowie eine blühende Algenpopulation.

Seit 1998 ist Ronny Tannenbaum Eigentümer und Betreiber der Earthly Delights Farm in Tulare County. Um den Wasserdruck in seinen Bewässerungssystemen zu erhöhen, hat er eine Zentrifugalpumpe eingebaut. Da der Druck jedoch aufgrund von Reibungsverlusten und unterschiedlichen Bodenerhebungen schwankt, fügte er Druckkompensatoren hinzu, um die Gleichmäßigkeit zu erhöhen.

Tannenbaum überprüfte seine Sprinkler regelmäßig auf Verstopfungen und stellte fest, dass sie häufig verstopft waren. Also führte er eine Reinigung des kompletten Systems durch. Bei mehreren tausend Sprinklern bedeutete das mehr Zeit und Aufwand, als er bereit war, für dieses Unterfangen aufzuwenden.

„Es wurde zu einer lästigen Pflicht, die ich den gesamten letzten Sommer und bis zum Beginn dieses Sommers aufschob“, so Tannenbaum. Die vorhandenen Sandfilter reinigten das Wasser von Partikeln, hatten aber keine Wirkung auf die Algen, die außer Kontrolle geraten waren.

Die Lösung

Tannenbaum prüfte mehrere Möglichkeiten. Er stellte fest, dass das Einspritzen kleiner Mengen Chlor in das Wasser die Algen bekämpfen würde. Landwirte, die Tropfbewässerung, ein langsames Verfahren mit niedrigem Druck, verwendeten, leiteten Chlor in ihre Systeme. Einige verwendeten Chlorinatoren (drucklose Kammern, wie sie in Schwimmbädern verwendet werden), die gleichmäßige Chlormengen lieferten. Bei der Verwendung von Trockentabletten löst sich die Chemikalie mit einer bekannten Rate auf und die Lösung wird in das Hauptsystem gepumpt.

Tannenbaum überlegte nun, wie er diese Informationen in eine Lösung für seinen Hain verwandeln sollte. Seine Situation war insofern kompliziert, als dass er nicht immer den gesamten Hain auf einmal bewässerte. Da sein Hain verschiedene Bodentypen aufweist, die unterschiedliche Mengen an Wasser benötigen, was sich wiederum auf die Qualität und den Ertrag der Früchte auswirkt, gibt es im Hain mehrere Zonen. Für manche ist eine Bewässerung von 250 Gallonen pro Minute erforderlich, für andere wesentlich weniger.

Da er sich über Chlor informiert hatte, wusste er, dass es chemisch aggressiv ist, was es hart für Stahl und unbrauchbar für bestimmte Kunststoffe macht. Außerdem ist es instabil, besonders bei hohen Temperaturen.

Um Chlor in das Bewässerungssystem einzuleiten und einige der Nachteile der Verwendung eines Chlorinators zu vermeiden, benötigte er eine Pumpe, die den korrosiven Wirkungen der Chemikalie standhalten und die Durchflussmenge leicht variieren konnte.

Das (verbesserte) System

Tannenbaum kannte sich bereits mit Peristaltikpumpen aus und erinnerte sich daran, dass sich die Durchflussmenge durch Verstellen eines Drehknopfes an der Pumpe verändern lässt. Er hatte die Vermutung, dass eine Peristaltikpumpe die passende Antwort sein könnte. Er setzte sich mit uns in Verbindung und sprach mit unseren Experten für technische Anwendungen, die ihm den Masterflex L/S® Economy Variable-Speed digitalen Antrieb, L/S^® Easy-Load^® Pumpenkopf für Präzisionsschläuche und Norprene^® Pumpenschläuche empfahlen.

Mit dem Masterflex L/S Pumpensystem kommt die Chemikalie nur mit dem Schlauch in Berührung, der relativ einfach und kostengünstig zu ersetzen ist. Dies ist besonders wichtig, weil damit auch landwirtschaftliche Chemikalien wie Herbizide gepumpt werden können, die Dichtungen und andere Teile der Geräte angreifen können.

„Der Vorteil dieses Peristaltikpumpen-Systems besteht darin, dass das System selbst von der Chemikalie isoliert ist – nur die Schläuche kommen damit in Kontakt“, so Tannenbaum.

Eine Membranpumpe würde zwar weniger kosten, sie könnte die von ihm benötigte niedrige Durchflussrate jedoch nicht bewältigen.

Vor dem Kauf wollte Tannenbaum sicherstellen, dass die Schläuche der Natriumhypochloritlösung standhalten und gleichzeitig UV-stabil sind. UV-Strahlen sind dafür bekannt, dass sie Kunststoffe zersetzen. „Bei den Norprene-Schläuchen war ich mir sicher, dass sie diese Aufgabe erfüllen würden“, so Tannenbaum weiter.

Tannenbaum begann Anfang Juni mit dem Einsatz des Systems und injizierte die Lösung an der Einlassseite der Zentrifugalwasserpumpe. Die Algen begannen zu verschwinden.

„Ich freue mich, dass das Problem mit den Algen nun fast der Vergangenheit angehört. Ich habe einige Variablen verändert und bin zu einer 6%igen Lösung übergegangen, die meiner Meinung nach stabiler ist. Da meine Wasserdurchflussraten je nach Bedarf zwischen 20 und 250 Gallonen pro Minute (GPM) schwanken können, ist diese Kombination aus Pumpe und Schlauch ideal. Ich kann die passende Durchflussrate der Chlorlösung mit einem einfachen Tastendruck einstellen. Ohne weitere Änderungen außer der Einstellung der Durchflussmenge könnte dieses System bei Bedarf bis zu 1.000 GPM behandeln“, erklärt Tannenbaum. „Ich würde es jederzeit weiterempfehlen.“