Ein Solardörrgerät (oder Solartrockner ) ermöglicht dem Benutzer die Konservierung von Lebensmitteln ohne die Energiekosten oder die Umweltverschmutzung, die mit anderen Trocknungstechniken verbunden sind.
Landwirtschaftliche und andere Produkte werden seit Jahrtausenden von Sonne und Wind im Freien getrocknet. Der Zweck besteht entweder darin, sie für die spätere Verwendung aufzubewahren, wie es bei Lebensmitteln der Fall ist; oder als integraler Bestandteil des Produktionsprozesses, wie bei Holz, Tabak und Wäsche. In industrialisierten Regionen und Sektoren wurde die Lufttrocknung inzwischen weitgehend durch maschinelle Trockner ersetzt, die mit Kesseln zum Erhitzen der einströmenden Luft und Ventilatoren ausgestattet sind, um sie mit hoher Geschwindigkeit durchzulassen. Die maschinelle Trocknung ist schneller als die Trocknung im Freien, verbraucht viel weniger Land und liefert in der Regel ein qualitativ besseres Produkt. Die Ausrüstung ist jedoch teuer und erfordert zum Betrieb erhebliche Mengen an Kraftstoff oder Strom.
„Sonnentrocknung“ bezieht sich im Kontext dieser technischen Kurzbeschreibung auf Methoden zur Nutzung der Sonnenenergie zum Trocknen, schließt jedoch die „Sonnentrocknung“ im Freien aus. Der Grund für Solartrockner liegt darin, dass sie möglicherweise effektiver sind als die Sonnentrocknung, aber geringere Betriebskosten haben als maschinelle Trockner. Eine Reihe von Designs haben sich technisch bewährt und obwohl noch keines davon weit verbreitet ist, besteht dennoch Optimismus hinsichtlich ihres Potenzials.
Inhalt
Typen
Reis-Solartrockner
Ein bekannter Typ eines Solar-Dörrgeräts ist in Abbildung 1 dargestellt. Es wurde für die besonderen Anforderungen von Reis entwickelt, die Prinzipien gelten jedoch auch für andere Produkte und Designtypen, da die grundlegende Notwendigkeit, Wasser zu entfernen, das gleiche ist.
Die Luft wird durch natürliche Konvektion durch den Trockner gezogen. Beim Durchgang durch den Kollektor wird es erhitzt und dann teilweise abgekühlt, während es Feuchtigkeit aus dem Reis aufnimmt. Der Reis wird sowohl durch die Luft als auch direkt durch die Sonne erhitzt.
Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit speichern als kalte Luft. Daher hängt die benötigte Menge von der Temperatur ab, auf die sie im Kollektor erhitzt wird, sowie von der Menge (absolute Luftfeuchtigkeit), die beim Eintritt in den Kollektor enthalten ist.
Die Art und Weise, wie die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit der Luft durch ihre anfängliche Luftfeuchtigkeit und durch die Temperatur, auf die sie anschließend erhitzt wird, beeinflusst wird, ist in Tabelle 1 dargestellt.
Das Ziel der meisten Trocknungsprozesse besteht darin, den Feuchtigkeitsgehalt des Produkts auf einen bestimmten Wert zu reduzieren. Der Feuchtigkeitsgehalt (Nassbasis) wird als das Gewicht des Wassers im Verhältnis zum Gesamtgewicht ausgedrückt. Der Feuchtigkeitsgehalt von Reis muss typischerweise von 24 % auf 14 % reduziert werden. Um eine Tonne Reis zu trocknen, müssen also 100 kg Wasser entfernt werden. Wenn die erhitzte Luft eine „Absorptionskapazität“ von 8 g/m3 hat, sind 100/0,0008 = 12.500/m3 Luft erforderlich, um eine Tonne Reis zu trocknen. Die zum Verdampfen von Wasser erforderliche Wärme beträgt 2,26 kJ/kg. Daher sind etwa 250 MJ (70 kWh) Energie erforderlich, um die 100 kg Wasser zu verdampfen. Es gibt keine feste Anforderung für den Solarwärmeeintrag in den Trockner. Dies liegt daran, dass die einströmende Umgebungsluft einen Teil ihrer inneren Energie abgeben kann, um das Wasser zu verdampfen (wobei es kälter wird). Wenn die Umgebungsluft trocken genug ist, ist nämlich keine Wärmezufuhr erforderlich. Dennoch ist zusätzliche Wärme aus zwei Gründen sinnvoll. Erstens: Wenn die Luft wärmer ist, wird weniger davon benötigt. Zweitens kann die Temperatur in den Reiskörnern selbst ein wichtiger Faktor sein, insbesondere in den späteren Trocknungsstadien, wenn Feuchtigkeit aus der Mitte der Körner an ihre Oberfläche „gezogen“ werden muss. Diese Temperatur hängt hauptsächlich von der Lufttemperatur ab, aber auch von der Menge der Sonnenstrahlung, die der Reis direkt erhält. In einem natürlichen Konvektionssystem wird die Luftströmung dadurch verursacht, dass die warme Luft im Trockner leichter ist als die kühlere Luft draußen. Dieser Dichteunterschied erzeugt einen kleinen Druckunterschied über dem Getreidebett, der die Luft durch das Getreidebett drückt. Dieser Effekt verstärkt sich, je größer die Höhe des Bettes über dem Einlass (h1) und die Höhe des Auslasses über dem Bett (h2) ist. Der Effekt eines erhöhten h2 ist geringer als der eines erhöhten h1, da die Luft beim Durchgang durch das Bett abgekühlt wird. Ungefähre Dichten für verschiedene Fälle sind in Tabelle 2 aufgeführtEs ist ersichtlich, dass, wenn die einströmende Luft nur um 10–30 °C erwärmt wird, das Vorhandensein eines Schornsteins auf dem Trockner kaum oder gar keinen Unterschied machen würde, es sei denn, er fungiert effizient als Sonnenkollektor und erhöht die Temperatur des Trockners Luft erheblich. Es ist zu beachten, dass selbst wenn der Dichteunterschied bis zu 0,05 kg/m2 beträgt, der resultierende Druckunterschied nur 0,5 Pa (5 Millionstel des Atmosphärendrucks) pro Meter Schornstein beträgt. Zum Vergleich: Zwangskonvektionssysteme arbeiten üblicherweise mit Druckunterschieden von 100–500 Pa. Viele Produkte werden durch zu hohe Temperaturen beschädigt. Die strengsten Einschränkungen gelten für Bohnen (35 °C), Reis (45 °C) und alle Getreidesorten, wenn sie als Saatgut verwendet werden sollen (45 °C).
Solartrockner mit erzwungener Konvektion
Durch die Verwendung eines Ventilators zur Erzeugung des Luftstroms kann die Trocknungszeit um den Faktor 3 verkürzt werden. Außerdem wird die benötigte Kollektorfläche um bis zu 50 % reduziert. Daher könnte die für einen gegebenen Produktdurchsatz erforderliche Kollektorfläche um den Faktor 5–6 reduziert werden. Die Anschaffungskosten für einen Trockner mit einer Tonne pro Tag liegen in der Größenordnung von 1.500 bis 2.000 £. Der Ventilator würde 6 Stunden lang etwa 500 Watt verbrauchen, sodass die Stromkosten (bei 0,07/kWh) etwa 0,20 pro Tonne getrocknetem Reis betragen würden
Zelttrockner
Das Unterscheidungsmerkmal von Zelt-, Kasten- und Schranktrocknern besteht darin, dass die Trockenkammer und der Kollektor in einem vereint sind, siehe Abbildung 3. Dies ermöglicht niedrigere Anschaffungskosten. Allerdings sind die Trocknungszeiten nicht immer viel kürzer als bei der Trocknung im Freien. (Wahrscheinlich wurde der Nutzung der natürlichen Konvektion bisher nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt.) Der Hauptzweck der Trockner besteht möglicherweise darin, Schutz vor Staub, Schmutz, Regen, Wind oder Raubtieren zu bieten, und sie werden normalerweise für Obst, Fisch, Kaffee oder anderes verwendet Produkte, bei denen es ansonsten zu hohem Ausschuss kommt. Es gibt zahlreiche andere Arten. Gewächshaustrockner sind eine anspruchsvollere Version von Zelttrocknern. Kastentrockner können mit einer Wärmedämmung ausgestattet sein, um höhere Temperaturen zu erreichen. Vorratsbehältertrockner vereinen die Funktionen Trocknung und Langzeitlagerung. Solare Holzöfen können über einen Warmwasserspeicher verfügen, um die notwendige Steuerung der Trocknungsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Solare Trocknung oder Trocknung im Freien?
Ein wichtiger Vorteil der Solartrocknung besteht erstens darin, dass das Produkt vor Regen, Insekten, Tieren und Staub, der Fäkalien enthalten kann, geschützt ist. Einige Systeme bieten auch Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung. Zweitens verringert eine schnellere Trocknung die Wahrscheinlichkeit der Schimmelbildung. Drittens bedeuten höhere Trocknungstemperaturen, dass eine vollständigere Trocknung möglich ist, was möglicherweise viel längere Lagerzeiten ermöglicht (jedoch nur, wenn eine Wiederbefeuchtung bei der Lagerung verhindert wird). Schließlich ermöglichen komplexere Arten von Solartrocknern eine gewisse Kontrolle über die Trocknungsgeschwindigkeiten.
Welcher Solartrockner?
Die Wahl zwischen alternativen Arten von Solartrocknern hängt von den örtlichen Anforderungen und insbesondere vom Betriebsumfang ab. Wenn sie für Kleinbauern gedacht sind, können die anfänglichen Kapitalkosten das Haupthindernis sein und mit Kunststoff überzogene Zelt- oder Kastentrockner können geeignet sein.
Es besteht jedoch möglicherweise ein Trend zu einer stärker zentralisierten Trocknung, um eine intensivere Nutzung der Geräte zu ermöglichen. Die höheren Anschaffungskosten für Glasabdeckungen können dann erschwinglich sein, und es steht möglicherweise Netzstrom zur Verfügung, um Ventilatoren zu betreiben und einen viel schnelleren Durchsatz für eine bestimmte Kollektorfläche zu erzielen.
Für mittlere Größenordnungen und Investitionskosten ist der Reistrockner mit natürlicher Konvektion eine bewährte Konstruktion.
Die Wahl zwischen der Nutzung von Solarstrahlung oder Brennstoff zur Erwärmung der Luft hängt hauptsächlich von höheren Anschaffungskosten und fortlaufenden Brennstoffkosten ab, die für jeden Standort analysiert werden müssen. Unter bestimmten Umständen kann es möglich sein, Reishülsen oder anderen Brennstoff mit geringen Opportunitätskosten zu verbrennen. Eine Tonne Reis ergibt 200 kg Schalen. Die Brennstoffheizung ermöglicht in der Regel eine bessere Kontrolle der Trocknungsgeschwindigkeit als die Solarheizung; es ermöglicht auch eine kontinuierliche Trocknung. Wenn eines davon erforderlich ist, kann ein kombiniertes System mit Luftvorwärmung durch Solarenergie sinnvoll sein.
Ähnliche Projekte
Hier sind alle Originalprojekte von Appropedia , die zeigen, wie man einen Solar-Dörrapparat herstellt oder baut . Sie können gerne Ihre eigene hinzufügen, indem Sie eine Seite erstellen und „Solar-Dehydrator“ zum Parameter „Instanz von“ im Feld „Projektdaten“ hinzufügen .
Siehe auch
- Trocknen von Lebensmitteln (Practical Action Brief)
- Lebensmitteltrocknung mit überhitztem Dampf
- Trocknungstechnologie im kleinen Maßstab (Practical Action Brief)
Externe Links
- Solar-Dörrgeräte-Designs bei Permies.com
- Solar-Dehydrator-Pläne bei Permies.com
- Film über Solar-Dörrgeräte bei Permies.com
Weiterführende Literatur
- Trocknen von Lebensmitteln ( Technische Kurzbeschreibung für praktische Maßnahmen )
- Technischer Überblick über praktische Maßnahmen zu Trocknungstechnologien
- Technische Übersicht über praktische Maßnahmen zu Tabletttrocknern
- Die praktische technische Beschreibung des Anagi-Tray-Trockners
- Bau und Verwendung eines einfachen Solartrockners zur Konservierung von Lebensmitteln für die Nebensaison HEDON
- Haushaltsenergienetzwerk
- Trocknen von Lebensmitteln für Profit: Ein Leitfaden für Kleinunternehmen Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
- Aufbau eines Lebensmitteltrocknungsunternehmens: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002
- Solartrockner Commonwealth Science Council, 1985
- Solartrocknung: Praktische Methoden zur Lebensmittelkonservierung, ILO, 1988
- Produktion von solargetrocknetem Obst und Gemüse für die Entwicklung kleiner Unternehmen, NRI 1996
- Versuchen Sie es zu trocknen! Fallstudien zur Verbreitung der Schalentrocknungstechnologie, Barrie Axtell & Alex Bush, IT Publishing, 1991
| Schlüsselwörter | Solar , Solarkocher , Energie |
|---|---|
| SDG | SDG07 Bezahlbare und saubere Energie |
| Lizenz | CC-BY-SA-3.0 |
| Zugehörigkeiten | Praktisches Handeln |
| Sprache | Englisch (en) |
| Welche Links hier | 227 Seiten |
| Aliase | Solartrocknung , Solartrocknung , Solardehydrierung , DIY-Solar-Dörrgeräte-Projekte , DIY-Solar-Dörrgeräte-Projekte , Original: Solartrocknung , Solar-Dörrgeräte |
| Übersetzungen | Koreanisch , Vietnamesisch , Türkisch , Spanisch , Französisch , Chinesisch , Urdu |
| Auswirkungen | 3.651 |
| Erstellt | 25. Februar 2008 von Lonny Grafman |
| Geändert | 23. Oktober 2023 vom StandardWikitext-Bot |
| Zitieren als | „Solarer Dörrapparat“ . Appropädie. 2008–2023 . Abgerufen am 3. November 2023 . |
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