Met een zonne-dehydrator (of zonnedroger ) kan de gebruiker voedsel bewaren zonder de energiekosten of vervuiling die gepaard gaan met andere droogtechnieken.
Landbouw- en andere producten worden al duizenden jaren door de zon en de wind in de open lucht gedroogd. Het doel is om ze te bewaren voor later gebruik, zoals het geval is met voedsel; of als integraal onderdeel van het productieproces, zoals bij hout, tabak en witwassen. In geïndustrialiseerde regio's en sectoren is het drogen aan de open lucht nu grotendeels vervangen door gemechaniseerde drogers, met ketels om de binnenkomende lucht te verwarmen en ventilatoren om deze er met hoge snelheid doorheen te persen. Gemechaniseerd drogen is sneller dan drogen in de open lucht, gebruikt veel minder land en levert doorgaans een product van betere kwaliteit op. Maar de apparatuur is duur en vereist aanzienlijke hoeveelheden brandstof of elektriciteit om te kunnen functioneren.
'Drogen op zonne-energie' verwijst in de context van deze technische opdracht naar methoden om de energie van de zon te gebruiken voor het drogen, maar sluit 'drogen in de open lucht' uit. De rechtvaardiging voor zonnedrogers is dat ze misschien effectiever zijn dan drogen in de zon, maar lagere bedrijfskosten hebben dan gemechaniseerde drogers. Een aantal ontwerpen zijn technisch bewezen en hoewel er nog geen enkele op grote schaal wordt gebruikt, heerst er nog steeds optimisme over hun potentieel.
Inhoud
Soorten
Rijst zonne-droger
Een bekend type zonne-droger wordt weergegeven in figuur 1. Deze is ontworpen voor de specifieke vereisten van rijst, maar de principes gelden voor andere producten en ontwerptypen, omdat de basisbehoefte om water te verwijderen hetzelfde is.
Lucht wordt door natuurlijke convectie door de droger gezogen. Het wordt verwarmd terwijl het door de collector gaat en vervolgens gedeeltelijk gekoeld terwijl het vocht uit de rijst opneemt. De rijst wordt zowel door de lucht als direct door de zon verwarmd.
Warme lucht kan meer vocht vasthouden dan koude lucht. De benodigde hoeveelheid hangt dus af van de temperatuur waartoe deze in de collector wordt verwarmd en van de hoeveelheid die wordt vastgehouden (absolute vochtigheid) toen deze de collector binnenkwam.
De manier waarop het vochtabsorptievermogen van lucht wordt beïnvloed door de aanvankelijke vochtigheid en door de temperatuur waartoe de lucht vervolgens wordt verwarmd, wordt weergegeven in Tabel 1.
Het doel van de meeste droogprocessen is om het vochtgehalte van het product tot een bepaalde waarde te verlagen. Het vochtgehalte (natte basis) wordt uitgedrukt als het gewicht van het water als percentage van het totale gewicht. Het vochtgehalte van rijst moet doorgaans worden verlaagd van 24% naar 14%. Om één ton rijst te drogen moet dus 100 kg water worden verwijderd. Als de verwarmde lucht een 'absorptievermogen' heeft van 8 g/m3, dan is er 100/0,0008 = 12.500/m3 lucht nodig om één ton rijst te drogen. De warmte die nodig is om water te verdampen is 2,26 kJ/kg. Er is dus ongeveer 250 MJ (70 kWh) energie nodig om 100 kg water te verdampen. Er is geen vaste vereiste voor de toevoer van zonnewarmte naar de droger. Dit komt omdat de binnenkomende omgevingslucht een deel van zijn interne energie kan opgeven om het water te verdampen (waardoor het kouder wordt). Als de omgevingslucht droog genoeg is, is er geen warmte-inbreng nodig. Toch is extra warmte om twee redenen nuttig. Ten eerste: als de lucht warmer is, is er minder nodig. Ten tweede kan de temperatuur in de rijstkorrels zelf een belangrijke factor zijn, vooral in de latere stadia van het drogen, wanneer vocht uit de kernen van de korrels naar hun oppervlakken moet worden 'getrokken'. Deze temperatuur zal zelf voornamelijk afhangen van de luchttemperatuur, maar ook van de hoeveelheid zonnestraling die rechtstreeks door de rijst wordt ontvangen. In een natuurlijk convectiesysteem wordt de luchtstroom veroorzaakt doordat de warme lucht in de droger lichter is dan de koelere lucht buiten. Dit verschil in dichtheid zorgt voor een klein drukverschil over het graanbed, waardoor de lucht er doorheen wordt geperst. Dit effect neemt toe naarmate de hoogte van het bed boven de inlaat (h1) en de uitlaat boven het bed (h2) groter is. Het effect van een verhoogde h2 is kleiner dan dat van een verhoogde h1, omdat de lucht wordt gekoeld terwijl deze door het bed stroomt. Geschatte dichtheden voor verschillende gevallen worden weergegeven in Tabel 2Het is duidelijk dat als de binnenkomende lucht slechts met 10-30°C wordt verwarmd, de aanwezigheid van een schoorsteen bovenop de droger weinig of geen verschil zou maken, tenzij deze efficiënt als zonnecollector zou fungeren en de temperatuur van de droger zou verhogen. lucht aanzienlijk. Opgemerkt moet worden dat zelfs als het verschil in dichtheid maar liefst 0,05 kg/m2 bedraagt, het resulterende drukverschil slechts 0,5 Pa (5 miljoenste van de atmosferische druk) per meter schoorsteen bedraagt. Ter vergelijking: geforceerde convectiesystemen werken doorgaans met drukverschillen van 100-500 Pa. Veel producten raken beschadigd door te hoge temperaturen. De strengste beperkingen gelden voor bonen (35°C), rijst (45°C) en alle granen als deze voor zaad gebruikt moeten worden (45°C).Zonnedroger met geforceerde convectie
Door een ventilator te gebruiken om de luchtstroom te creëren, kan de droogtijd met een factor 3 worden verkort. Bovendien wordt het benodigde collectoroppervlak tot wel 50% verminderd. Daarom zou het collectoroppervlak dat nodig is voor een bepaalde productdoorvoer met een factor 5-6 kunnen worden verminderd. De initiële kosten van een droger van één ton per dag liggen tussen de £1500 en £2000. De ventilator zou ongeveer 500 watt verbruiken gedurende 6 uur, en dus zouden de elektriciteitskosten (bij 0,07/kWh) ongeveer 0,20 per ton gedroogde rijst bedragen.
Tentdroger
Het onderscheidende kenmerk van tent-, box- en kastdrogers is dat de droogkamer en de collector in één zijn gecombineerd, zie figuur 3. Dit zorgt voor lagere initiële kosten. De droogtijden zijn echter niet altijd veel korter dan bij drogen in de open lucht. (Waarschijnlijk is er tot nu toe onvoldoende aandacht besteed aan het benutten van natuurlijke convectie.) Het hoofddoel van de drogers kan zijn het bieden van bescherming tegen stof, vuil, regen, wind of roofdieren en ze worden meestal gebruikt voor fruit, vis, koffie of andere producten waarvoor de verspilling anders hoog is. Er zijn nog tal van andere soorten. Kasdrogers zijn een meer geavanceerde versie van tentdrogers. Boxdrogers kunnen thermische isolatie bevatten om hogere temperaturen te bereiken. Opslagbakdrogers combineren de functies van drogen en langdurige opslag. Houtovens op zonne-energie kunnen een warmwateropslag omvatten om de noodzakelijke controle van de droogsnelheid mogelijk te maken. Drogen op zonne-energie of drogen in de open lucht?
Ten eerste is een belangrijk voordeel van drogen op zonne-energie dat het product wordt beschermd tegen regen, insecten, dieren en stof dat mogelijk fecaal materiaal bevat. Sommige systemen bieden ook bescherming tegen direct zonlicht. Ten tweede vermindert een snellere droging de kans op schimmelgroei. Ten derde zorgen hogere droogtemperaturen ervoor dat een vollediger droging mogelijk is, en dit kan veel langere opslagtijden mogelijk maken (maar alleen als herbevochtiging tijdens de opslag wordt voorkomen). Ten slotte bieden complexere typen zonnedrogers enige controle over de droogsnelheden.
Welke zonnedroger?
De keuze tussen alternatieve typen zonnedrogers zal afhangen van de lokale vereisten en vooral van de omvang van de exploitatie. Indien bedoeld voor boeren, kunnen de initiële kapitaalkosten de belangrijkste beperking zijn en kunnen met plastic bedekte tenten of boxendrogers geschikt zijn.
Er kan echter een trend zijn naar meer gecentraliseerd drogen om een intensiever gebruik van de apparatuur mogelijk te maken. De hogere initiële kosten van glazen afdekkingen kunnen dan betaalbaar zijn, en elektriciteit uit het elektriciteitsnet kan beschikbaar zijn om ventilatoren te laten draaien en een veel snellere doorvoer te verkrijgen voor een bepaald collectorgebied.
Voor gemiddelde schaalgrootte en kapitaalkosten is de rijstdroger met natuurlijke convectie een beproefd ontwerp.
De keuze tussen het gebruik van zonnestraling of brandstof om de lucht te verwarmen is voornamelijk een keuze tussen hogere initiële kosten en aanhoudende brandstofkosten, die voor elke locatie moeten worden geanalyseerd. In sommige omstandigheden kan het mogelijk zijn om rijstdoppen of andere brandstof te verbranden tegen lage opportuniteitskosten. Eén ton rijst levert 200 kg schillen op. Brandstofverwarming maakt doorgaans een betere controle van de droogsnelheid mogelijk dan zonneverwarming; het maakt het ook mogelijk om continu te drogen. Als een van deze twee nodig is, kan een gecombineerd systeem geschikt zijn met voorverwarming van de lucht door zonne-energie.
Gerelateerde projecten
Hier zijn alle originele Appropedia- projecten die laten zien hoe je een zonne-droogoven maakt of bouwt . Voel je vrij om je eigen pagina toe te voegen door een pagina te maken en 'Solar dehydrator' toe te voegen aan de parameter 'Instance of' in het projectgegevensvak .
Zie ook
- Drogen van voedsel (Praktische actiebrief)
- Voedseldrogen met oververhitte stoom
- Kleinschalige droogtechnologie (Praktische actiebrief)
Externe links
- Ontwerpen voor zonne-drogers op Permies.com
- Plannen voor zonne-drogers op Permies.com
- Film over een zonne-droger op Permies.com
Verder lezen
- Drogen van voedsel ( technische korte praktische actie )
- Droogtechnologieën Praktische actie Technische briefing
- Dienbladendrogers Praktische actie Technische briefing
- De Anagi dienbladendroger Praktische actie Technische briefing
- Bouw en gebruik van een eenvoudige zonnedroger om voedsel te bewaren voor HEDON buiten het seizoen
- Huishoudelijk energienetwerk
- Voedsel drogen voor winst: een gids voor kleine bedrijven Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
- Een voedseldroogbedrijf opzetten: een stapsgewijze handleiding Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002
- Zonnedrogers Commonwealth Science Council, 1985
- Drogen op zonne-energie: praktische methoden voor het bewaren van voedsel, ILO, 1988
- Productie van op zonne-energie gedroogde groenten en fruit voor de ontwikkeling van kleinschalige ondernemingen, NRI 1996
- Probeer het te drogen! Casestudies over de verspreiding van technologie voor het drogen van trays, Barrie Axtell & Alex Bush, IT Publishing, 1991
| Trefwoorden | zonne-energie , zonnekoker , energie |
|---|---|
| SDG | SDG07 Betaalbare en schone energie |
| Licentie | CC-BY-SA-3.0 |
| Taal | Engels (nl) |
| Vertalingen | Japans , Chinees , Duits |
| Verwant | 3 subpagina's , 236 pagina's link hier |
| Aliassen | Drogen op zonne-energie , Drogen op zonne-energie , Uitdrogen op zonne-energie , DIY-projecten voor voedseldrogers op zonne-energie , DIY-projecten op zonne-energie , Origineel: drogen op zonne-energie , dehydratoren op zonne-energie |
| Invloed | 3.651 paginaweergaven |
| Gemaakt | 25 februari 2008 door Lonny Grafman |
| Gewijzigd | 23 oktober 2023 door StandardWikitext-bot |
| Citeer als | "Zonne-droogoven" . Appropedia. 2008–2023 . Opgehaald op 28 mei 2024 . |
| API-query's | basic , semantisch , html , bestanden , meer |
