Locally Delicious school solar dehydrator/nl

Vanaf het voorjaarssemester van 2011 werkte Team SodHoppers samen aan een project dat een heel semester duurde en dat hen was toegewezen door Lonny Grafman. Hun klant, Locally Delicious, gaf hen de kans om een ​​zonne-droger te ontwerpen en te bouwen die in een nabijgelegen basisschool zal worden geplaatst. Dit ontwerp zal uiteindelijk worden opgenomen in het nieuwe boek van Locally Delicious, "Lunchbox Envy", waardoor scholen in het hele land het ontwerp ook kunnen implementeren.

Achtergrond

Locally Delicious is een groep vrouwen die samenwerken aan een nieuw boek getiteld "Lunch Box Envy". Verschillende projecten van Engineering 215 zullen erin worden opgenomen. De zonne-energiedroger van de school is daar een van.

Team SodHoppers:

• Alisha Sughroue
• Mary Wooldridge
• Justin Thompson
• James Courtney

Doelstelling en criteria

Doelstelling

Het doel van dit project is om de jongeren die meedoen aan dit project kennis bij te brengen over het drogen van voedsel, conserveringstechnieken en de duurzaamheid van voedsel.

Criteria

Er zijn verschillende criteria gewogen en gedefinieerd, die in de onderstaande tabel zijn weergegeven.

Beschrijving van het eindproject

Het doel van het project was om een ​​op zonne-energie werkende voedseldroger te ontwerpen die op scholen in de Verenigde Staten zou worden nagebouwd.

Zonlicht komt via de beglazing, een polycarbonaatplaat, de schuin geplaatste zonnecollector binnen en verwarmt een metalen plaat. De lucht tussen de beglazing en de zonnecollector warmt op, waardoor de dichtheid ervan afneemt en opstijgt. Terwijl deze lucht stijgt, wordt deze vervangen door buitenlucht die via de onderkant van de collector binnenkomt en vervolgens ook wordt verwarmd. De opstijgende lucht verlaat uiteindelijk de collector en komt in een geïsoleerde, verhoogde kast met een ventilatieopening aan de bovenkant terecht. Omdat de lucht in de kast een lagere dichtheid heeft dan de buitenlucht die wordt verwarmd, beweegt deze zich verticaal in de kast en verlaat de kast via de ventilatieopening. De kast bevat horizontaal geplaatste frames met nylon gaas waarop groenten en fruit worden geplaatst. Deze groenten en fruit drogen door de bewegende, hete lucht waaraan ze worden blootgesteld.

De zonnecollector bestaat uit een zwart geverfde koperen plaat die op isolatiemateriaal in een met polycarbonaat bedekte houten kast ligt.

Kosten

Ontwerpuren

Figuur 1: Cirkeldiagram waarin gedetailleerd wordt weergegeven hoe de SodHoppers hun tijd aan het project hebben besteed.

Materiaalkosten

Testresultaten

Het eindproduct was zeer succesvol. Appels en mango's werden gedroogd zoals weergegeven in respectievelijk figuur 2 en 2a. Het leverde producten van goede kwaliteit op. De binnentemperatuur van de droogkast bleef rond de 43 °C, een optimale droogtemperatuur. De buitentemperatuur lag tijdens de twee droogdagen tussen de 15 °C en 21 °C. Op beide dagen van de test was het licht bewolkt.

Hoe te bouwen

Zonnecollector

De zonnecollector, afgebeeld in figuur 3c, is opgebouwd uit multiplex en balken van 2 bij 4 inch. Het frame is afgebeeld in figuur 3d. Het hout is aan elkaar bevestigd tot een rechthoekige doos van 165 x 68 cm, met multiplex als basis. Vervolgens is de doos geïsoleerd door stukken gerecycled piepschuim op de basis te bevestigen, zoals afgebeeld in figuur 3f. Vervolgens wordt de koperen plaat, die als warmtegeleider fungeert, op de isolatie geplaatst. Ten slotte wordt het gegolfde polycarbonaatpaneel, dat als beglazing fungeert, met speciale gegolfde eind- en zijstukken op de doos bevestigd en tot slot vastgeschroefd.

Benodigde materialen

• Groot stuk multiplex
• Schroeven van roestvrij staal
• Grote koperplaat (ter grootte van een collector)
• Metaalsnijders
• 2' x 4' hout
• Isolatie (gerecyclede/hergebruikte gangbare isolatie)
• Voedselveilige kit met kitpistool
• Boormachine inclusief cirkelboor
• Groot stuk polycarbonaat van minimaal 165 x 76 cm
• Gerecycled raamhor
• Punaises
• Buitenlak mat zwart spuiten
• 4' x 4' houten palen

Procedure

1. Zaag multiplex op maat van 165 x 68 cm. Dit wordt de basis van de opvangbak.
2. Zaag twee stukken van 2 x 4 inch (5 x 10 cm) van 165 cm lang. Zaag vervolgens nog twee stukken van 2 x 4 inch (5 x 10 cm) van 58 cm lang. De vier stukken van 2 x 4 inch (5 x 10 cm) vormen de zijkanten van de opvangbak.
3. Boor vier gaten van 5 cm, op gelijke afstand van elkaar, in een van de 68 cm lange stukken 2 x 10 cm. Dit stuk wordt aan de voorkant van de collector geplaatst, waar de lucht binnenkomt.
4. Boor drie gaten van 5 cm op gelijke afstand van elkaar in het andere stuk van 68 cm van 5 x 10 cm. Dit stuk wordt aan de achterkant van de collector geplaatst, waar de verwarmde lucht de verwarmingskast in stroomt.
5. Zaag 4 x 4 stukken af ​​om twee stukken van 10 inch te maken. Zaag vervolgens elk stuk van 4 x 4 in een hoek van 45 graden, zodat de poten van de collector plat op de grond kunnen staan ​​wanneer de collector tegen de kast wordt geplaatst. Deze twee stukken worden de voorste poten van de collector.
6. Schroef de twee gezaagde stukken van 4 x 4 aan beide uiteinden vast aan het multiplex, zodat de voorkant van de collector ontstaat.
7. Gebruik een kitpistool met een food-grade sealer om de gehele omtrek van het multiplex te bekleden voordat u de 2 x 4 stukken vastschroeft. Dit zorgt voor een betere isolatie.
8. Schroef 2 x 4 stukken op multiplex, zorg ervoor dat je de 2 x 4 vastschroeft met 4 gaten aan de zijkant met de poten. Schroef vervolgens de 2 x 4 stukken aan de uiteinden aan elkaar vast. Dit vormt nu de basis van je collector.
9. Leg een laag piepschuim (van koelboxen of tv-boxen) op de onderkant van het multiplex. Bevestig het piepschuim aan het hout zodat het niet verschuift. Leg vervolgens isolatiemateriaal op het piepschuim, zodat het hele oppervlak binnen de fundering bedekt is. Een deken, houtsnippers of ander isolatiemateriaal kan worden gebruikt in plaats van het piepschuim en de isolatie.
10. Spuit de koperen plaat met zwarte verf. De zwarte verf absorbeert zoveel mogelijk warmte.
11. Zodra de verf droog is, plaats je het koper in de fundering, bovenop de isolatie. Bedek vervolgens de twee binnenzijden van de 2 x 4 met isolatie.
12. Knip een rechthoekig stuk gaas uit dat past op de breedte en hoogte van de 4 gaten in het voorste 2 x 4-paneel. Niet het gaas vast aan de binnenkant van het 2 x 4-paneel. Zo voorkomt u dat insecten in de opvangbak komen.
13. Breng een kit aan die geschikt is voor levensmiddelen op de buitenrand van de 2 x 4, zodat de beglazing goed aansluit op de fundering.
14. Leg 159 x 69 cm glas op de fundering van de collector. Schroef vervolgens het glas vast op de 5 x 10 cm om de constructie van de zonnecollector af te ronden.

Droogkast

De droogkast, afgebeeld in figuur 3, die de Sodhoppers gebruikten, was in feite een gerecyclede kast. Elk soort doos zou een goede kandidaat zijn geweest voor de behuizing van de droger. De deuren werden verwijderd en isolatiemateriaal werd aan de binnenkant van de kast vastgeniet, zoals afgebeeld in figuur 3a. Vervolgens werden de planken geplaatst. Deze bestonden uit vier houten blokken op elke hoek en kleinere stukken hout die eraf liepen om een ​​plank te vormen waar de droogrekken gemakkelijk op konden staan, zoals afgebeeld in figuur 3b. De droogkast met rekken erin is afgebeeld in figuur 3j. Vervolgens werden de deuren teruggeplaatst met nieuwe scharnieren en een grendel om de deuren vast te zetten, zoals afgebeeld in figuur 3k.

Benodigde materialen

• Multiplex
• 2' x 4' hout
• Nietpistool
• Isolatiemateriaal
• Schroeven
• Gerecycleerde keukenkast
• 1 x 1 hout
• Boormachine met meegeleverde cirkelboor
• Witte verf op waterbasis
• Schuurpapier
• Extra polycarbonaat beglazing
• 1 x 2 hout
• ¾ inch multiplex

Procedure

1. Verwijder de deuren door de scharnieren los te draaien. Laat de kastdeuren aan de zijkant vrij.
2. Boor twee gaten met een diameter van vijf centimeter in elke zijkant, helemaal bovenaan aan de zijkant bij de kastopening. Hier kan het vocht van het drogende voedsel ontsnappen.
3. Boor drie gaten met een diameter van vijf centimeter in de achterkant van de kast, helemaal onderaan. Hierop wordt de collector aangesloten, die warmte doorlaat.
4. Bevestig isolatiemateriaal aan de binnenkant van de kast, zodat alle oppervlakken bedekt zijn. Zorg ervoor dat de gaten passen bij de gaten die al in de kast zijn geboord.
5. Zaag vier stukken van 2 x 4 op maat, passend bij de hoogte van de binnenkant van de kast. Boor schroeven in de 2 x 4 stukken en verbind ze met de vier hoeken van de kast. Dit wordt de basis voor de te monteren laderekken.
6. Zaag tien stukken 1x1 plank in 15 lengtes die op de 2x4 in de kast worden geboord. Schroef de 1x1 planken horizontaal vast aan de 2x4 planken die eerder zijn geboord. Zorg voor 15 cm tussenruimte om aan elke kant 5 bevestigingspunten te maken. In deze bevestigingspunten worden de droogrekken geschoven.
7. Niet nu de isolatie op de kastdeuren vast, maar schroef ze nog niet vast.
8. Schroef twee stukken hout van 1 x 2 op de bovenkant van de kast, één tegen elke buitenkant.
9. Zorg ervoor dat de kast geen verf op oliebasis heeft. Als dat wel het geval is, schuur dan alle verf weg. Verf de kast vervolgens met twee lagen verf. Laat de eerste laag drogen voordat u de tweede laag aanbrengt. Verf vervolgens de kastdeuren zoals u de kast schildert.
10. Zodra de verf volledig is opgedroogd, schroeft u de kastdeurtjes weer vast.
11. Gebruik vervolgens het extra glasstuk van de collector en schroef het vast in de 1 x 2 stukken hout bovenop de kast. Zorg ervoor dat het glas de kast horizontaal bedekt. ​​Dit wordt de dakbedekking van de kast om de scharnieren te beschermen tegen regen en roestschade.
12. Zaag twee stukken multiplex van 1,9 cm lang en 7,6 cm hoog om de bovenste ventilatiegaten aan de zijkanten van de kast te bedekken. Deze worden gebruikt voor ventilatieregeling door ze heen en weer te schuiven om meer of minder lucht uit de kast te laten stromen.
13. Zaag 8 stukken multiplex van 1,9 cm op maat van 5 x 18 cm. Deze stukken vormen het frame voor de ventilatieregeling.
14. Plaats het schuifstuk in het midden over het gat voor de uitsparing in de kast, gelijk met de grond, en maak markeringen van een achtste inch onder en boven het stuk hout.
15. Plaats één van de framedelen direct onder de onderste lijn die gevormd wordt door het inlaatgat en een ander framedeel direct erboven.
16. Plaats twee andere stukken hout bovenop en tegen de buitenrand van de zojuist neergelegde stukken.
17. Boor vier schroeven in elke hoek van het frame om het frame vast te zetten.
18. Herhaal het proces van het bouwen van het frame voor het andere ventilatiegat in de kast.
19. Zaag 2 x 4 tot 22 inch (5,7 x 10,1 cm) af en zaag vervolgens met een tafelzaag een hoek van 45 graden van het hout af. Dit stuk wordt de collector om op te monteren. Schroef vervolgens het stuk hout met de geschaafde kant naar boven tegen de kast onder de 3 gaten.

Basisbewerking

De basis, weergegeven in figuur 3i, bestond uit vier 4x4-balken, multiplex en plexiglas. Het multiplex werd op de 4x4-balken geplaatst en het plexiglas werd aan beide kanten gemonteerd om te voorkomen dat de droogkast zou verschuiven.

Benodigde materialen

• 4 x 4 hout
• Multiplex
• Acrylglas (1 x 4 hout kan als vervanging worden gebruikt omdat het gemakkelijker te snijden is)
• Schroeven
• Schroevendraaier

Procedure

1. Zaag vier stukken van 10 x 10 cm (4 x 4 x 91 cm) lang. Dit worden de poten voor de basis.
2. Zaag het multiplex op maat van 68 x 46 cm. De kast komt op dit multiplex te rusten.
3. Snij 4 stukken acrylglas. Twee stukken zijn 68 x 15 cm en de andere twee zijn 46 x 15 cm.
4. Schroef multiplex op de vier 4x4-stukken zodat de basis vrij kan staan. Schroef vervolgens de stukken acrylglas op de zijkanten van de basis, zodat de kast stevig in de basis wordt bevestigd. Zorg ervoor dat er vijf tot drie centimeter acrylglas boven de basis van het multiplex uitsteekt.

Droogrekken

De droogrekken zijn gemaakt van stroken multiplex en nylon gaas, zoals weergegeven in figuur 3g. Het gaas werd tussen een multiplex basis en een bovenblad geplaatst. Het werd aan de basis vastgeniet en vervolgens werd het bovenblad vastgeschroefd, waardoor het gaas effectief op zijn plaats werd gehouden. Zo ontstond een droogrek dat luchtcirculatie mogelijk maakte. Het eindproduct is te zien in figuur 3h.

Benodigde materialen

• 3 meter nylon gaas
• Multiplex
• Schroeven
• Nietpistool en nietjes

Procedure

1. Om vijf rekken voor de voedseldroger te maken, zaagt u 10 stukken multiplex van 5 cm breed en 5 cm lang, passend bij de kastruimte. Zaag vervolgens 10 stukken multiplex die 2,5 cm smaller zijn dan de kastruimte waarin ze worden geplaatst en 5 cm breed.
2. Zaag 10 stukken multiplex die 10 cm breder zijn dan het langste stuk dat u in de vorige stap hebt gezaagd.
3. Zaag 10 stukken multiplex met een breedte van 5 cm en een lengte van 10 cm minder dan de breedte van het kortste stuk dat u in de eerste stap van het maken van de droogrekken hebt gezaagd. Houd er rekening mee dat deze lengtes sterk kunnen variëren vanwege de verschillende soorten kasten die beschikbaar zijn.
4. Plaats de twee langste stukken die u in de eerste stap van het bouwen van de droogrekken hebt gemaakt, parallel aan elkaar.
5. Neem de twee overige stukken uit de eerste stap van het maken van de droogrekken en plaats deze op de uiteinden van de parallelle stukken.
6. Scheid de parallelle stukken totdat er een frame ontstaat.
7. Neem een ​​nietpistool en niet de bevestigingspunten van het frame vast, zodat het op zijn plaats blijft.
8. Neem nylon gaas en knip het op maat van het zojuist gebouwde frame.
9. Niet één zijde van het nylon gaas vast aan een zijde van het frame waar zich één van de originele parallelle stukken bevindt.
10. Neem een ​​van de stukken hout die je uit de tweede kogel in de droogrektrap hebt gesneden en schroef dit vast aan de zijkant met het vastgeniete nylon gaas. Schroef dit vast met twee schroeven op elke hoek en twee andere schroeven op gelijke afstand van elkaar.
11. Stretch the nylon to the other side of the frame and staple it down.
12. Take one of the other pieces of wood cut from the second bullet and screw this down to the frame in the same manner as the one before.
13. While stretching the nylon mesh over the other sides of the frame, staple down the mesh to the rest of the frame.
14. Take one of the pieces of wood cut from the third bulleted step and screw it down to the frame to secure the mesh on the other part of the structure in a similar fashion as before then do the same with the other side.
15. Cut of the excess nylon mesh from the drying rack.
16. Repeat the process for the rest of the racks.

Putting it Together

Materials Required

• Screws
• 2 feet of aluminum ducting
• Screwdriver
• Wire cutters (to cut aluminum ducting)
• Aluminum Tape

Procedure

1. Lift cabinet and place on top of base. Make sure it is completely flat on the base and fits snugly. Next screw the bottom of the cabinet onto the base to ensure stability.
2. Stand collector up and lean against the back of the cabinet below the holes onto the 2 x 4. The legs should rest flat on the ground as well as the collector being at a 30-45 degree angle. Once the collector is placed in its final position, screw the edges of the collector into the 2 x 4.
3. Once the cabinet and collector are both stabilized and connected to one another, it is time to connect the aluminum ducting. Cut the 2 feet of ducting into three pieces.
4. Once 3 pieces are obtained, start by making sure the hole on the outside is completely covered by the ducting. Once covered, begin taping the outer edges with aluminum tape to seal completely ensuring no air escapes. After the hole is completely covered and sealed by the ducting, connect the other end of the ducting to the cabinet hole. Again make sure the ducting completely covers the hole and seal with the aluminum tape.
5. Repeat the previous step 2 more times so that the 3 holes of the collector are connected to the 3 holes of the cabinet.

Gallery

Thank You

The SodHoppers would like to formally thank Marty Reed for all of his guidance and direction while building the design.