MIT의 D-lab은 농업 폐기물을 사탕수수 숯 과 옥수수 속대 숯 과 같은 저렴한 무연 연료로 바꾸는 방법을 개발했습니다 . 이 농업 폐기물 숯은 삼림 벌채를 방지하고 실내 요리 화재 의 위험한 영향을 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다 . 이 기술 채택의 한 가지 제한 요소는 숯 분쇄기가 필요하다는 것입니다.
불타는 탄화 속은 일반 바이오매스 연료보다 연기가 덜 발생하지만 탄화 속은 위험한 수준의 일산화탄소 W를 생성합니다 . D-lab은 숯가루를 안전하게 타는 조밀한 연탄으로 바꾸는 장치를 개발했지만, 위험한 양의 숯 가루를 흡입하지 않고 탄화된 속살을 숯가루로 부수는 것은 어렵습니다. 우리 팀의 숯 분쇄 장치는 이 대체 연료 프로세스의 격차를 해결합니다.
자세한 내용은 mailto:crushers@mit.edu 로 팀에 문의하십시오.
팀 정보
- Joshua Cholobesa, 잠비아 Mumbwa 지구 의원
- Nathan Cooke, 제품 디자인, 미국 Pasadena 소재 Art Center College of Design
- Bernard Kiwia, 기계공 및 전기 기술자, 탄자니아 Global Alliance Vijana Centre의 적절한 기술 강사
- Sumit Pahwa, 제조 엔지니어링, Sant Longowa Institute of Engineering and Technology, 인도
- Jessica Vechakul, 기계 공학, MIT, 미국
소개
20억 명이 넘는 사람들이 목재, 숯, 배설물 또는 농업 잔류물을 요리 및 난방에 필요한 주요 연료로 사용하여 건강, 경제 및 환경에 심각한 영향을 미치고 있습니다.
- 매년 거의 200만 명이 실내 요리 화재로 인한 연기를 흡입하여 사망합니다 [1]
- 호흡기 감염은 전 세계적으로 어린 아이들의 주요 사망 원인입니다.
- 매년 약 500억 시간이 장작 수집에 소요됩니다.
- 나무와 숯이 부족한 일부 지역에서는 가족 소득의 4분의 1 이상이 연료비로 사용됩니다.
MIT D-lab은 농업 폐기물을 숯으로 만드는 방법을 개발했습니다. 들판에서 나오는 이 연료는 연기가 나지 않으며 현지에서 저렴하게 만들 수 있습니다. 주식이 옥수수를 기반으로 하는 국가에서 옥수수 속 숯은 삼림 벌채를 크게 줄이고 목재 연료보다 더 저렴하고 건강한 요리 연료 대안을 제공할 수 있는 잠재력이 있습니다. 옥수숫대 숯의 홍보에 대한 주요 장벽 중 하나는 위험한 수준의 일산화탄소를 생성하고 실내에서 사용할 수 없다는 것입니다. 저희 팀은 옥수숫대 숯을 분쇄하여 연탄으로 만들 수 있는 것보다 일산화탄소가 많이 발생하지 않고 실내에서 사용할 수 있는 방법을 개발했습니다.
시장 이해
탄자니아의 평균 가정은 한 달에 40kg의 목탄을 30달러의 비용으로 사용합니다.
설계 요구 사항
저렴한 비용: $20-$50
현재 탄화 속은 밟거나 콘크리트 블록과 같은 무거운 물체로 때리면 부서진다. 또 다른 쌀포대를 덧댄 쓰레기 비닐봉투를 깐 쌀포대에 탄화 속을 넣어 숯가루 흡입을 줄인다. 플라스틱 쓰레기 봉투는 파쇄 과정에서 구멍이 생기므로 각 배치 후에 교체해야 합니다. 기업가가 하루에 5개의 숯을 만들면 일주일에 25개의 비닐봉지 또는 연간 약 1250개의 비닐봉지를 사용하게 됩니다(연간 50주 동안 일한다면). 가방 25개들이 한 상자의 가격이 2달러라면 1년치 가방의 가격은 100달러입니다. 사용자가 우리 장치를 구매하도록 장려하기 위해 현재 대안의 절반 비용으로 장치를 설계하고 있습니다.
빠름: 10분에 6파운드.
탄화 코브의 각 배치는 약 6파운드이며 10분 안에 밟으면 부서질 수 있습니다. 우리 장치는 그만큼 빠르도록 설계되었습니다.
안정적인 성능
이 장치는 직경이 5mm 미만인 입자를 생성합니다. 미세 분말에서 5mm 덩어리에 이르는 입자의 혼합물이 균일하게 연소되고 일산화탄소가 거의 없는 연탄으로 형성될 수 있음이 밝혀졌습니다.
안전성 : 숯가루 흡입 최소화
이 장치는 흡입 시 유해한 숯 먼지에 대한 사용자의 노출을 제한합니다. 숯가루는 탄화된 속살을 부수거나 숯가루를 운반하거나 휘저을 때 공기 중에 흩뿌려지는 초미세 숯입자로 구성되어 있습니다. 하나의 용기에서 다른 용기로 숯 분말이 이동하는 것을 최소화하기 위해 장치는 습식 바인더와 혼합되는 용기에 숯 분말을 직접 보관합니다. 사용자가 장치의 호퍼에 탄화 코브를 넣으면 뚜껑이 숯 먼지가 빠져나가는 것을 방지합니다.
사용 가능한 재료로 현지에서 제작
장치의 두 모델 모두 목재 보드와 일반 강관 및 막대로 구성됩니다. 사용 가능한 재료에 따라 격자 실린더는 강철 파이프에 용접된 확장된 강철 압정으로 만들거나 PVC 파이프로 만든 몰드에 시멘트를 부어 만들 수 있습니다. 두 모델 모두 수공구와 용접으로 만들 수 있습니다.
직관적
이 장치는 사용 및 수리가 직관적입니다.
인체공학적
이 장치는 수동식이며 한 사람이 조작할 수 있습니다. 이 장치는 페달 동력에 맞게 조정될 가능성이 있지만 필요한 속도와 토크에는 필요하지 않습니다.
설계
탄화 옥수수 속대의 기름 통
갈은 숯 한 줌, 상당히 더럽습니다.
최종 프로토타입 스케치
메모가 포함된 최종 프로토타입 스케치
콘크리트 롤러
가접 용접 확장 강철이 있는 강철 롤러
D-Lab에서 개발한 2달러짜리 연탄
연탄 농업 폐기물 무연 연소 준비
기본 구성에 대한 측정
상자 구조 내부의 롤러에 대한 기본 측정
핸들 구성을 위한 측정
소송 비용
| 안건 | 비용 |
|---|---|
| 기름 통 | $10 |
| 숯 분쇄기 | $25 |
| 연탄 3개 | $6 |
| 총 | $41 |
기름통 1개에서 5kg의 탄화된 농업 폐기물이 나옵니다. 연탄 50kg은 고객에게 $30에 판매됩니다.
| 안건 | 비용 |
|---|---|
| 카사바(바인더) | $0.51 |
| 운송 | $1.46 |
| 포장 | $1.50 |
| 노동 | $15 |
| 총 | $18.82 |
| 고객 비용 | $30 |
| 가변 비용 | $18.82 |
| 총 이윤 | $11.18 |
| 시나리오 1 | 시나리오 2 |
|---|---|
|
|
다음 단계
우리 팀은 설계 기준을 충족하는 숯 분쇄기의 작업 프로토타입을 개발했습니다. 프로세스의 다음 단계는 개선이 필요한 부분에 대한 피드백을 얻을 수 있도록 숯 프로세스에 대한 정보를 사용자에게 전파하는 것입니다. 우리는 현재 우리가 개발한 디자인을 문서화하는 작업을 하고 있습니다. 우리는 아이티 와 함께 일하는 MIT Charcoal 팀에 제공할 생산 매뉴얼을 제작할 것입니다., 그리고 페루에서 일하고 있는 Jesse Austin-Breneman에게. 그들은 해당 지역의 기업가와 NGO에 정보를 전파할 것입니다. 잠비아에서 Joshua Cholobesa는 World Vision International과 Christian Children's Fund(CCF)에 목탄 프로젝트를 제안할 예정입니다. Joshua는 또한 자신이 지역 의원(지방 정부 직위)인 Mumbwa 지역의 마을 촌장들과 프로젝트에 대해 논의할 것입니다. Joshua는 또한 자신의 지역에 있는 지역 고등학교와 협력할 계획입니다. 고등학교에는 목공 수업이 있어 학생들이 숯 분쇄기의 일부를 만드는 방법을 배울 수도 있습니다. 탄자니아에서 Bernard Kiwia는 Arusha의 Global Alliance Vijana Center와 협력할 예정입니다. 센터의 적정기술 강사입니다. 2008년 1월, D-lab 학생들은 Vijana Center에서 옥수수 속대에서 숯을 만드는 방법과 드럼통 가마 및 연탄 압착기를 만드는 방법을 교육했습니다. Bernard는 숯 분쇄기를 만드는 방법을 알고 있으며 다른 사람들에게 만드는 방법을 가르칠 수 있습니다. Vijana Center는 다른 NGO 및 커뮤니티 그룹을 위한 교육 및 시연도 실시할 수 있습니다. 2009년 1월에 Sumit은 Pan Himalayan Grassroots Foundation, Avani, Selco India Limited 및 인도의 Sewa Bank에 목탄 프로젝트를 제안할 것입니다.