Evaporative cooling (Practical Action)/de
Ein Großteil der Nachernteverluste bei Obst und Gemüse in Entwicklungsländern ist auf den Mangel an geeigneten Lagermöglichkeiten zurückzuführen. Kühlhäuser sind zwar die beste Methode zur Konservierung von Obst und Gemüse, aber Anschaffung und Betrieb sind teuer. Daher besteht in Entwicklungsländern ein Interesse an einfachen, kostengünstigen Alternativen. Viele davon basieren auf Verdunstungskühlung, die unkompliziert ist und keine externe Stromversorgung benötigt.
Das Grundprinzip beruht auf Kühlung durch Verdunstung. Wenn Wasser verdunstet, entzieht es seiner Umgebung Energie, was einen erheblichen Kühleffekt erzeugt. Verdunstungskühlung tritt auf, wenn nicht zu feuchte Luft über eine nasse Oberfläche strömt; je schneller die Verdunstung, desto stärker die Kühlung. Die Effizienz eines Verdunstungskühlers hängt von der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft ab. Sehr trockene Luft kann viel Feuchtigkeit aufnehmen, sodass eine stärkere Kühlung erfolgt. Im Extremfall, wenn die Luft vollständig mit Wasser gesättigt ist, kann keine Verdunstung stattfinden und es tritt keine Kühlung ein. Aus diesen Gründen gibt es allgemeine Betriebsbedingungen, unter denen Verdunstungskühlung die meisten Vorteile bietet: Klima mit geringer Luftfeuchtigkeit (weniger als 40 % relative Luftfeuchtigkeit), relativ hohen Temperaturen (maximale Tagestemperatur über 25 °C), ein- bis dreimal täglich Wasser zum Nachfüllen des Geräts und ein Standort an einem schattigen und gut belüfteten Ort.
Ein Verdunstungskühler besteht in der Regel aus einem porösen Material, das mit Wasser gespeist wird. Heiße, trockene Luft wird über das Material gesaugt. Das Wasser verdunstet in die Luft, erhöht deren Luftfeuchtigkeit und senkt gleichzeitig die Lufttemperatur. Es gibt viele verschiedene Arten von Verdunstungskühlern. Das Design hängt von den verfügbaren Materialien und den Anforderungen des Nutzers ab. Im Folgenden werden einige Beispiele für Verdunstungskühlungsdesigns beschrieben.
Topfdesigns
Dies sind einfache Ausführungen von Verdunstungskühlern für den Heimgebrauch. Die Grundkonstruktion besteht aus einem Vorratsbehälter, der in einen größeren Wasserbehälter gestellt wird. Im inneren Behälter werden Lebensmittel gekühlt.
Eine Variante des Doppeltopf-Grundkonzepts ist der Janata-Kühler, der vom Food & Nutrition Board of India entwickelt wurde. Ein Vorratstopf wird in eine Tonschüssel mit Wasser gestellt. Der Topf wird mit einem feuchten Tuch abgedeckt, das in das Wasserreservoir getaucht wird. Das im Tuch aufsteigende Wasser verdunstet und hält den Vorratstopf kühl. Die Schüssel wird zusätzlich auf nassen Sand gestellt, um den Topf vom heißen Boden zu isolieren.
Mohammed Bah Abba, ein Lehrer aus Nigeria, entwickelte ein kleines „Topf-in-Topf“-Lagersystem mit zwei leicht unterschiedlich großen Töpfen. Der kleinere Topf wird in den größeren gestellt, und der Zwischenraum zwischen den beiden Töpfen wird mit Sand gefüllt. Für seinen Entwurf gewann Mohammed den Rolex 200 Award für Unternehmertum. Weitere Einzelheiten finden Sie in Ausgabe 4, Band 27, Oktober/Dezember 2000 von Appropriate Technology. Eine zusätzliche Bauanleitung findet sich im Best Practices Guide, der auf Studien in Mali basiert, die vom MIT D-Lab, dem World Vegetable Center und Movement eV durchgeführt wurden. [1]
Im Sudan experimentierten Practical Action und die Frauenvereinigung für Steingutherstellung mit dem Aufbewahrungskonzept von Mohammed Bah Abba. Ziel der Experimente war es, herauszufinden, wie effektiv und wirtschaftlich die Zeer-Aufbewahrung bei der Konservierung von Lebensmitteln ist. Zeer ist die arabische Bezeichnung für die verwendeten großen Töpfe. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
| Produzieren | Haltbarkeit von Produkten ohne Verwendung des Zeer | Haltbarkeit von Produkten mit dem Zeer |
|---|---|---|
| Tomaten | 2 Tage | 20 Tage |
| Guaven | 2 Tage | 20 Tage |
| Rakete | 1 Tag | 5 Tage |
| Okra | 4 Tage | 17 Tage |
| Karotten | 4 Tage | 20 Tage |
Als Ergebnis der Tests begann die Woman’s Association for Earthenware Manufacturing mit der Produktion und Vermarktung von Töpfen speziell für die Lebensmittelkonservierung.
Ein Bambuskühler
Der Boden der Kühlbox besteht aus einer großen Schale mit Wasser. In diese Schale werden Ziegelsteine gelegt, und darauf wird ein offenmaschiger Zylinder aus Bambus oder einem ähnlichen Material platziert. Jutetuch wird um den Bambusrahmen gewickelt. Das Tuch muss ins Wasser eintauchen, damit das Wasser an der Zylinderwand hochsteigen kann. Lebensmittel werden im Zylinder aufbewahrt, der mit einem Deckel verschlossen ist.
Ein Almirah-Kühler
Die Almirah ist eine anspruchsvolle Kühlbox mit einem Holzrahmen, der mit Stoff bezogen ist. Am Boden und oben am Rahmen befindet sich eine Wasserschale, in die der Stoff eintaucht und so feucht bleibt. Eine Klapptür und Innenregale ermöglichen einen einfachen Zugriff auf die gelagerten Produkte.
Ein Holzkohlekühler
Der Holzkohlekühler besteht aus einem offenen Holzrahmen mit den Abmessungen ca. 50 mm x 25 mm (2" x 1"). Die Tür wird durch einfaches Anbringen einer Scharnierseite des Rahmens hergestellt. Der Holzrahmen ist innen und außen mit einem Netzgewebe bedeckt, sodass ein 25 mm (1") großer Hohlraum entsteht, der mit Holzkohlestücken gefüllt wird. Die Holzkohle wird mit Wasser besprüht und sorgt im nassen Zustand für Verdunstungskühlung. Der Rahmen wird außen am Haus an einer Stange befestigt. Ein Metallkegel soll Ratten abschrecken und eine dicke Fettschicht soll verhindern, dass Ameisen an das Futter gelangen.
Die Oberseite ist normalerweise massiv und mit Stroh gedeckt und verfügt über einen Überhang, um fliegende Insekten abzuhalten (in Abbildung 2 nicht dargestellt).
Alle Kühlschränke sollten schattig aufgestellt werden, und Wind unterstützt die Kühlwirkung. Luftströme können künstlich durch einen Kamin erzeugt werden. Beispielsweise kann ein kleiner Ventilator oder eine Öllampe einen Luftstrom durch den Kamin erzeugen – der entstehende Luftzug saugt kühlere Luft in den darunterliegenden Schrank. Der Bhartya-Kühlschrank nutzt dieses Prinzip, um seinen Inhalt kühl zu halten. Drahtgitterböden und Löcher im Boden des erhöhten Schranks sorgen für eine ungehinderte Luftzirkulation über den gelagerten Lebensmitteln.
Statische Kühlkammern
Das indische Institut für Agrarforschung hat ein Kühlsystem entwickelt, das mit lokal verfügbaren Materialien in jedem Teil des Landes gebaut werden kann.
Die Grundstruktur der Kühlkammer, die oft als Verdunstungskühlkammer (oder ECC) bezeichnet wird, kann aus Ziegeln und Flusssand gebaut werden, mit einer Abdeckung aus Schilf oder anderem Pflanzenmaterial und Säcken oder Stoff. Außerdem muss sich in der Nähe eine Wasserquelle befinden. Die Konstruktion ist relativ einfach. Zunächst wird der Boden aus einer einzigen Ziegelschicht errichtet, dann wird um die Außenkante des Bodens eine Hohlwand aus Ziegeln errichtet, mit einem Abstand von etwa 75 mm (3 Zoll) zwischen Innen- und Außenwand. Dieser Hohlraum wird anschließend mit Sand gefüllt. Zum Bau einer Kammer der in Abbildung 3 gezeigten Größe mit einem Fassungsvermögen von etwa 100 kg werden etwa 400 Ziegel benötigt. Die Abdeckung der Kammer besteht aus mit Sackleinen umwickeltem Schilf, das in einem Bambusrahmen montiert ist. Die gesamte Konstruktion sollte durch ein Dach vor der Sonne geschützt werden, um Schatten zu spenden.
Nach dem Bau werden Wände, Boden, Sand im Hohlraum und Deckel gründlich mit Wasser gesättigt. Sobald die Kammer vollständig benetzt ist, genügt zweimal tägliches Besprühen mit Wasser, um Feuchtigkeit und Temperatur der Kammer aufrechtzuerhalten. Ein einfaches automatisches Tropfbewässerungssystem kann ebenfalls hinzugefügt werden, wie in Abbildung 3 dargestellt.
Eine weitere detaillierte Anleitung zum Bau findet sich im Best Practices Guide, der auf Studien in Mali basiert, die vom MIT D-Lab, dem World Vegetable Center und Movement eV durchgeführt wurden. [2]
Naya Kellerlager
Practical Action Nepal hat erfolgreich Kühltechnologie, ähnlich dem Design des Indian Agricultural Research Institute, insbesondere in ländliche Gebiete übertragen. Die Anlage heißt „Naya Cellar Storage“ und wurde ursprünglich von Dr. Gyan Shresthra von der Green Energy Mission und Herrn Joshi entwickelt. Das Design lässt sich vergleichsweise einfach an die Bedürfnisse der Nutzer anpassen, und die Konstruktion besteht aus lokal verfügbaren Materialien. Die Ergebnisse sind ermutigend für ländliche Lebensmittelverarbeiter, die über kein oder nur geringes Einkommen verfügen und sich keine teuren Kühlschränke leisten können.
Für den Bau des Naya Kellerlagers werden folgende Grundmaterialien benötigt:
- Ziegel-1200-1500
- Sand – 400–500 Kilogramm (880–110 Pfund)
- Polyethylenschlauch - 6 Meter (26')
- Wassertank/Eimer – 100 Liter Fassungsvermögen (22 Gallonen)
- Bambus/Holz - 1,82 Meter (6') zweiteilig und 2,15 Meter (7') zweiteilig
- Stroh - 2 Bündel
- Säcke
Konstruktionsdetails
Wählen Sie ein kleines Grundstück von etwa 1,52 m² (5'x 5'), das der Sonne abgewandt oder im Schatten liegt oder wo die Sonne nicht so viele Stunden pro Tag scheint. Der Boden sollte leicht abfallen, damit das Grundwasser von Ihrer Konstruktion abfließt und nicht in die Kammer sickert.
Die Größe des Kellerlagers kann je nach Bedarf variiert werden. Je größer das zu lagernde Volumen, desto größer muss die Kammer sein. Normalerweise wird eine rechteckige, 1,22 x 0,92 Meter große, mörtellose Stein- oder Ziegelkonstruktion errichtet.
Wandfüllmaterial: Sauberer Sand. Es sollte frei von Erde sein, um eine Kontamination durch organische Verunreinigungen zu vermeiden.
Legen Sie zunächst eine mindestens 25 mm dicke Sandschicht aus, verteilen und verdichten Sie diese gründlich auf dem Boden über dem Bereich, in dem die Kammer gebaut werden soll, und legen Sie eine Schicht Ziegel oder Steine auf den Sand. So flach und eben wie möglich. Verwenden Sie ein langes, gerades Stück Holz zum Abmessen und füllen Sie zusätzlichen Sand unter die Ziegel oder Steine, die angepasst werden müssen. (Sie können auch zuerst eine Schicht Ziegel legen, um einen ebeneren Boden zu erhalten, wenn Sie sich die Mehrkosten leisten können.)
Aus den Ziegeln wird eine doppelwandige Kammer gebaut. Siehe Abbildung 3 oben. Der Abstand zwischen Außen- und Innenwand der Kammer beträgt ca. 125 mm (5 Zoll). Der Hohlraum zwischen diesen beiden Wänden wird mit sauberem Sand gefüllt. Wenn Sie Regale oder Haken an den Innenwänden anbringen möchten, können Sie jetzt Befestigungselemente an den dafür vorgesehenen Stellen vorbereiten. Durch den Einbau von Metallbefestigungen zwischen den verschiedenen Ziegelschichten (die die Innenwand der Kammer bilden) können Sie die Regale stabiler machen. Achten Sie jedoch darauf, dass die Befestigungen und die Regale ausreichend stabil sind, je nachdem, wie viel Gewicht Sie später darauf lagern möchten. Lassen Sie keine großen Lücken zwischen den Ziegelschichten, da sonst Sand oder Wasser aus der mittleren Schicht in die Kammer eindringen kann.
Bauen Sie bis zu einer Höhe von etwa 1,22 Metern (3 Fuß) oder so hoch, wie Sie es sich leisten können. Fügen Sie später zusätzliche Ziegelschichten hinzu, um die Wandhöhe und den Lagerraum zu vergrößern. Denken Sie jedoch daran, dass Sie außerhalb der Kammer auf dem Boden stehen und Ihre gelagerten Waren im Inneren der Kammer erreichen können müssen.
Bewässerungssystem: Ein dichter Polyethylenschlauch mit vielen kleinen Löchern über die gesamte Länge wird auf die Sandschicht zwischen den beiden Wänden, nahe der Oberseite der Konstruktion, gelegt. Der Schlauch ist am Ende verschlossen, damit sich das aus einem Tank abgelassene Wasser durch diese Löcher verteilt und den Sand in allen Wänden feucht hält. Packen Sie Sand um den Schlauch, sodass er fest, aber nicht zu kompakt oder dauerhaft eingebettet liegt. Falls Sie feststellen, dass er verstopft ist, müssen Sie ihn später möglicherweise anheben und die Löcher im Schlauch reparieren oder freimachen.
Bauen Sie ein stabiles Stroh- oder Flachdach aus Holz, Brettern, Bohlen oder Bambus. Es darf nicht zu schwer sein, da Sie es manuell entfernen müssen, um Zugang zum Lagerraum zu erhalten. Stecken Sie mehrere kurze Bambusstangen (mindestens 4–6) gleicher Länge gleichmäßig tief in die Sandschicht und verteilen Sie sie gleichmäßig am Rand (vor allem an den Ecken). Die Stangen sollten nur einen Zentimeter über die oberste Ziegelschicht hinausragen. So wird das Dach gestützt und etwas über dem Kühlraum gehalten. Das Dach kann mit jedem Material gedeckt werden, das sich sicher befestigen lässt, z. B. gewebte Textilfolien, feinmaschige Netze oder große Säcke. Befestigen Sie das Dach gut, damit es sich nicht (durch starken Wind oder Tiere) lösen kann. Sie können auch Scharniere an einer äußeren Ziegelwand anbringen, um das Dach schnell und bequem öffnen und schließen zu können. So können Sie Ihr Dach auch mit einem Schloss versehen. Wenn Sie sich für ein Flachdach für Ihre Kammer entscheiden, können Sie Ziegelsteine oder andere Gewichte darauf legen und so dafür sorgen, dass kein Regenwasser in Ihre Kammer eindringt.
Um die Kammer kühl zu halten, muss der Sand stets feucht sein und die Luftzirkulation in der Kammer muss ungehindert sein. Die Luft im Inneren der Kammer wird durch die aus dem Sand verdunstende Feuchtigkeit gekühlt und durch die porösen Ziegel an die trockene Außenluft abgegeben. Dadurch verlängert sich die Haltbarkeit der gelagerten Lebensmittel.
Operation
Um Schäden an Obst und Gemüse zu vermeiden, sollten diese sorgfältig in Bambus- oder Kunststoffgitterkörben gelagert werden. Die Körbe können vierbeinig sein, sodass ihr Inhalt vom Boden der Kammer abgehoben ist. Sie können auch Textiltaschen an den Innenwänden aufhängen, wenn Sie beim Bau Haken oder andere Befestigungselemente angebracht haben.
Der Wasserfluss durch den Schlauch muss als Reaktion auf Änderungen der Außentemperatur reguliert werden, damit die Bedingungen in der Kammer konstant bleiben.
In einem der Dörfer, in denen Practical Action Nepal „Satso“-Solartrockner installiert hat, konnte eine junge Mutter Kohl und Ingwer dank einer Naya-Kühlkammer bis zu zwei Wochen länger lagern als ohne. Sie verwendete dafür lokal verfügbare Flusssteine für den Bau der Wände und bedeckte die Kammer mit einem Sack, der auf einem Bambusgeflecht befestigt war.
Referenzen und weiterführende Literatur
- Kühlen Sie Ihre Gurken Appropriate Technology Journal Band 24, Nummer 1 Juni 1997 Seite 27
- Kitchen Trails, Food Chain, Nummer 18 Juli 1996, ITDG
- Kühlung ohne Strom, Food Chain, Nummer 12, Juli 1994, ITDG
- Kühl halten: Qualitätserhaltung von Gemüse und Obst während der Lagerung, AT Source Band 19 Nummer 2
- Dorftechnologie für ein besseres Leben und höheres Einkommen, UNICEF hat zwei Seiten, die einen Verdunstungskohlekühler beschreiben
- Angemessene Dorftechnologie für grundlegende Dienstleistungen, UNICEF
- Verarbeitung, Konservierung und Verpackung von Tomaten und Obst. Ein Beispiel für eine Dorffabrik, Guus de Klein, TOOL. In diesem Buch wird ein Raum zur Verdunstungskühlung mit Holzkohle beschrieben.
- Das Zentrum für alternative Technologien hat eine Broschüre mit dem Titel „Grüne Kühlung“ herausgegeben. Diese bietet nützliche Informationen zu den besten Designs von Standardkühlschränken.
- Dörfer im Wandel: Nachrichten und Ansichten aus dem ländlichen Raum, Bd. 14, Nr. 2, April-Juni 1995, Konsortium für ländliche Technologie (CORT)
- Leitfaden für bewährte Verfahren zur Verdunstungskühlung von MIT D-Lab, The World Vegetable Center and Movement eV [3]
- Verdunstungskühlungstechnologien zur verbesserten Gemüselagerung in Mali vom MIT D-Lab und dem World Vegetable Center [4]
Nützliche Kontakte
Herr Mohammed Bah Abba
Jigawa State Polytechnic College of Business and Management Studies
Sani Abacha Way
PMB 7040
Dutse
Jigawa State
Nigeria
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