Efficient Cooking Stove fueled by Cow Dung/hi
दक्षिण एशिया में ग्रामीण महिलाओं द्वारा बनाए गए गोबर के उपले का उपयोग खाना पकाने के दौरान ईंधन के रूप में किया जाता है, जब लकड़ी की कमी होती है। गोबर को सुखाकर उपलों का आकार दिया जाता है, जिन्हें फिर गर्मी पैदा करने के लिए जलाया जाता है [1] । अधिकांश खाना पकाने वाले चूल्हे गोबर से गर्मी पैदा करने में अक्षम हैं- ऊर्जा कुशल खाना पकाने वाले चूल्हे को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि गोबर से बड़ी मात्रा में गर्मी निकले। अतीत में पारंपरिक रसोई के चूल्हे में कई संशोधन किए गए हैं। उन संशोधनों और ईंधन स्रोत के रूप में गाय के गोबर को ध्यान में रखते हुए, ऐसे चूल्हे को गोबर जलाने से होने वाली गर्मी को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ये उपकरण गोबर के सतह क्षेत्र को अधिकतम करने और अधिक हवा में उड़ाने के आधार पर काम करते हैं। चूल्हे में अधिक हवा फूंकने से कुशल दहन होता है, जिससे CO गैसों का निर्माण कम होता है। एकमात्र उप-उत्पाद पानी और कार्बन डाइऑक्साइड है क्योंकि पूर्ण दहन होता है। इसका लक्ष्य उच्च दहन दक्षता प्राप्त करना है क्योंकि गाय के गोबर में आमतौर पर कम दक्षता होती है। डिज़ाइन को यथासंभव सरल रखा गया है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि स्थानीय लोहार इसे स्वयं बना सकें।
गाय के गोबर को ईंधन के रूप में इस्तेमाल करने वाले दो प्रमुख स्टोव विकसित किए गए हैं। एक को माधव इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी एंड साइंस के कुमार और शेंडे ने विकसित किया है और इसमें द्रवीकृत बिस्तर दहन के सिद्धांत का उपयोग किया गया है, जबकि दूसरे को भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान के राजेंद्र प्रसाद ने विकसित किया है।
संदर्भ
दक्षिण एशिया में गायों का बहुत महत्व है। दक्षिण एशिया की ज़्यादातर अर्थव्यवस्थाएँ कृषि और उसके बाद की खेती पर आधारित हैं , इसलिए प्राचीन काल से ही गाय के गोबर के फ़ायदों की खोज और परीक्षण किया जाता रहा है, जैसे कि खाद, दवा, ईंधन स्रोत और अब सबसे महत्वपूर्ण रूप से बायोगैस प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। गाय के गोबर से बायोगैस बनाने की संभावना बहुत ज़्यादा है और वर्तमान में नेपाल में इसका बड़े पैमाने पर पता लगाया जा रहा है।
भारत में गाय पूजा की वस्तु है। सदियों से भारत में गाय के गोबर और मूत्र का इस्तेमाल कई उद्देश्यों के लिए किया जाता रहा है। जब भारत ब्रिटिश कब्जे में था, तब गाय के मूत्र का इस्तेमाल ब्लीच के रूप में किया जाता था। इसके कई औषधीय गुण हैं- कुछ लोग मुंहासों के इलाज के लिए गाय के मूत्र का इस्तेमाल करते हैं! यह बीज रक्षक, मच्छर भगाने वाला और ईंट बनाने में इस्तेमाल होने वाला घटक है और त्वचा के घावों का भी इलाज कर सकता है। इसलिए दक्षिण एशिया के ग्रामीण इलाकों में घरों पर गोल आकार की टिकिया बिखरी हुई देखना असामान्य नहीं है, जो धूप में पक रही होती हैं और कोई भी व्यक्ति लगभग इसकी गंध का आदी हो जाता है!
कुमार और शेंडे डिज़ाइन
कुमार और शेंडे द्वारा विकसित कुक स्टोव द्रवीकृत बिस्तर दहन के सिद्धांत पर आधारित है जिसमें चूर्णित सूखी गाय के गोबर को पहले से गरम हवा में जलाया जाता है। इस डिजाइन में दहन से पहले हवा को पहले से गरम करना और गाय के गोबर के साथ-साथ द्रवीकृत करना शामिल है। कुमार और शेंडे का अनुमान है कि यह स्टोव सामान्य स्टोव की तुलना में 4 गुना अधिक कुशल है। 'काउंटर-करंट' के माध्यम से ईंधन का उत्पादन करने के लिए गाय के गोबर के पाउडर के प्रवाह की विपरीत दिशा में ओवन में हवा उड़ाई जाती है। हवा को शुरू में कक्ष के तल पर ईंधन के प्रज्वलन तापमान तक गर्म किया जाता है। चूर्णित गाय के गोबर को पहले से गरम हवा में डाला जाता है और दहन द्रवीकृत अवस्था में होता है।
गाय के गोबर में मुख्य रूप से कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन होता है। दहन में कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प और राख उत्पन्न होती है। राख को चूल्हे में एक जाली लगाकर निपटाया जाता है। दहन में शामिल बुनियादी अभिक्रियाएँ हैं:
C + O2 -> CO2 + ऊष्मा और H2 + ½ O2 -> H2O + ऊष्मा
गोबर को पाउडर के रूप में रखने का मुख्य कारण यह है कि इसका सतह क्षेत्र अधिक होता है, जिससे इसे अधिक कुशलता से जलाया जा सकता है क्योंकि इसे तरल अवस्था में लाने के लिए कम हवा की आवश्यकता होती है। अगर कुछ गांवों में बिजली की सुविधा नहीं है तो हवा को हाथ से उड़ाया जा सकता है।
चूल्हे का डिज़ाइन आरेख से देखा जा सकता है। चैम्बर के नीचे से हवा अंदर आती है, जो पहले से गरम होने पर ऊपर की ओर जाती है। दाईं ओर एक फ़नल है जो चैम्बर में गाय के गोबर के चूर्ण को डालता है। राख भंडारण टैंक के ऊपर दाईं ओर एक छोटी चिमनी है, जिसका उपयोग गैसों को बाहर निकालने के लिए किया जाता है।
गणना
प्रति मिनट 20 ग्राम सूखा चूर्ण गोबर जलाया जाता है। वजन के हिसाब से गोबर का अंतिम विश्लेषण इस प्रकार है:
- कार्बन - 31.6%
- हाइड्रोजन - 05.18%
- 0ऑक्सीजन - 37.8%
- नाइट्रोजन - 06.12%
- राख - 19.3%
- ताजी हवा से आवश्यक शुद्ध O2 17.368 ग्राम है।
- आपूर्ति की गई वायु (20% अधिक के साथ) 90.6 ग्राम है।
- फ्लू गैस में कुल कार्बन डाइऑक्साइड 22.18 ग्राम है।
- कुल निर्मित जलवाष्प 9.324 ग्राम है।
- फ्लू गैस में कुल नाइट्रोजन 70.99 ग्राम है।
- फ्लू गैस में कुल ऑक्सीजन 26.05 ग्राम है।
हवा को 25oC से 200oC तक गर्म किया जाता है
प्रीहीटिंग के लिए आवश्यक ऊर्जा = Ma* वायु का Cp * (200 – 25)
91.725 *.241 *175
3868.50 कैलोरी/मिनट
चूल्हे के लिए लोहे की चादरें इस्तेमाल की जाती हैं, जो आसानी से उपलब्ध हैं। चूंकि यह चूल्हा अभी इस्तेमाल में नहीं है, इसलिए इसकी कीमत का अनुमान नहीं है, हालांकि आदर्श रूप से इसकी कीमत लगभग 5 अमेरिकी डॉलर के आसपास होनी चाहिए, जो कि अधिकांश ग्रामीण पारंपरिक खाना पकाने के चूल्हे खरीदने के लिए चुकाते हैं।
राजेंद्र प्रसाद डिजाइन
प्रसाद का खाना पकाने का चूल्हा भारत में मौजूद 2 गाय के गोबर के चूल्हों पर आधारित एक अध्ययन के बाद डिज़ाइन किया गया था। उन्होंने कुछ बुनियादी समस्याओं को रेखांकित किया, जिन्हें उन्होंने ध्यान में रखना ज़रूरी समझा। उन्होंने समस्याओं की पहचान की जैसे कि पूर्ण दहन के लिए पर्याप्त और उचित हवा की आपूर्ति बनाए रखने की कमी, एक बड़े फायरबॉक्स की आवश्यकता जो पूरे खाना पकाने की अवधि के लिए आग जलाए रखे और अंत में लकड़ी की तुलना में गाय के गोबर के अलग-अलग दहन गुणों को समझने की आवश्यकता।
गाय के गोबर के गुण
- यह भारी है.
- इसमें राख की मात्रा अधिक होती है
- इसमें बड़ी मात्रा में वाष्पशील पदार्थ होता है।
- कार्बन की मात्रा कम है.
- जलने का अनुपात कम है.
चूल्हा
- 2 मिमी अंतराल के साथ धातु शीट से बनी बेलनाकार दोहरी दीवार।
- 0.5 सेमी मोटी लोहे की छड़ें जो जाली बनाती हैं।
- पैर, हैंडल और बर्तन का सहारा।
बेलनाकार दोहरी दीवार का उद्देश्य इन्सुलेशन बनाना है ताकि आस-पास की हवा में कम गर्मी खो जाए जिससे दहन कुशल हो सके क्योंकि उच्च तापमान बनाए रखा जा सकता है। फायरबॉक्स के तल पर आंतरिक बेलनाकार धातु शीट में छिद्र कुशल दहन को सक्षम करने के लिए गर्म हवा खींचते हैं।
डिज़ाइन
यह एक सामान्य बेलनाकार स्टोव की तरह दिखता है, जिसमें दो स्टील बेलनाकार दीवारें हैं जो 2 मिमी से अलग हैं और नीचे से खुली हैं और ऊपर से सील हैं। आंतरिक स्टील की दीवार में नीचे की तरफ छिद्र हैं। ग्रेट लोहे की छड़ों से बना है जो 0.5 सेमी मोटी हैं और 0.5 सेमी की दूरी पर हैं।
ग्रेट दहन के लिए आवश्यक प्राथमिक हवा की आपूर्ति करने के लिए कार्य करता है और यह राख को अवरुद्ध किए बिना हवा को स्वतंत्र रूप से बहने देता है।
प्रदर्शन
- धुआँ कम करता है.
- लगातार ईंधन भरने की आवश्यकता कम हो जाती है।
- इसे जलाना आसान है।
- लम्बी स्थिर लपटें.
- 30% दक्षता (जो कि गाय के गोबर से बने चूल्हे के लिए उच्च और अच्छी है)।
संदर्भ
- 'घरेलू प्रयोजनों के लिए द्रवित अवस्था में गोबर का दहन' झा श्रवण कुमार और शेंडेड रासायनिक अभियांत्रिकी विभाग, माधव प्रौद्योगिकी एवं विज्ञान संस्थान, http://www.ese.iitb.ac.in/aer2006_files/papers/027.pdf
- 'गाय के गोबर के उपलों का उपयोग करके ईंधन कुशल चूल्हे' डॉ. राजेंद्र प्रसाद, ब्वॉयलिंग प्वाइंट, अंक 30 (1993) बिक्री और सब्सिडी, ग्रामीण विकास और उपयुक्त प्रौद्योगिकी केंद्र, आईआईटी, नई दिल्ली http://www.hedon.info/goto.php/FuelEfficientCookstovesUsingCowDungCakes
- हर्बस्पेयर वेबसाइट. 'हे भगवान! गोबर में नाक से भी ज्यादा कुछ है' http://web.archive.org/web/20091018122102/http://www.herbsphere.com:80/tester.htm