Rocket stove biomass charcoal/id

Data proyek

Jenis	Kompor roket
Penulis	Hoon yang Tak Tertandingi Mitch Girard
Lokasi	Arcata , California, Haiti
Status	Prototipe
Dibuat	Ya
Biaya	Rp 150
Penggunaan	memproduksi arang
Manifes OKH	Unduh

Mitch Girard dan Hoon Peerless akan bekerja sama untuk meneliti, merancang, menguji, dan melaporkan penggunaan briket arang limbah biomassa untuk kompor roket di ENGR305 di Cal Poly Humboldt , selama Semester Musim Semi 2010. Kami akan mencari pengetahuan tentang jenis bahan biomassa, bahan pengikat, dan mekanisme pengepres arang.

Sumber daya luar kemungkinan besar mencakup fakultas HSU, lulusan teknik HSU terkini, Pusat Penelitian Aprovecho, dan afiliasi yang saat ini berlokasi di Haiti yang tengah mengerjakan teknologi tepat guna bagi penduduk setempat. Sasaran proyek ini adalah untuk memproduksi briket arang biomassa dan alat pengepres, serta menguji briket tersebut menggunakan kompor roket Stovetec.

Pernyataan masalah

Kayu, arang, batu bara, dan biomassa lainnya digunakan oleh sekitar 2,4 miliar orang di seluruh dunia sebagai bahan bakar utama untuk memasak. ^{[ 1 ]} Di negara-negara 'berkembang', bahan bakar ini sering dibakar di api terbuka atau kompor yang tidak berfungsi dengan baik. ^{[ 2 ]} Beberapa faktor dari proses memasak ini telah terbukti merusak kesehatan manusia, terutama yang menyebabkan penyakit yang berhubungan dengan pernapasan. Asap dalam ruangan yang dikeluarkan oleh bahan bakar ini mengandung unsur-unsur termasuk jelaga kecil atau partikel debu yang dapat menembus jauh ke dalam paru-paru. Setiap tahun, polusi udara dalam ruangan bertanggung jawab atas kematian 1,6 juta orang - yaitu satu kematian setiap 20 detik. ^{[ 3 ]} Wanita dan anak-anak, sebagai orang-orang yang paling terlibat atau terpapar lingkungan ini, adalah yang paling terkena dampaknya. ^{[ 1 ]}

Produksi arang telah dikaitkan dengan isu lingkungan seperti penggundulan hutan yang selanjutnya meningkatkan kerentanan lingkungan dan sosial lainnya. Pohon yang tumbuh paling lambat; pohon kayu keras menghasilkan arang kualitas tertinggi, yang semakin meningkatkan dampaknya. ^{[ 1 ]} Kayu atau arang kayu merupakan bahan bakar utama untuk memasak di Haiti, dan ketergantungan ini telah menyebabkan hanya tersisa 2% hutan Haiti. ^{[ 4 ]} Di tempat-tempat seperti Haiti , ketersediaan kayu yang terbatas berarti bahwa mencari bahan bakar menghabiskan waktu dan energi, menyebabkan cuaca yang lebih buruk, meningkatkan kerentanan, mengurangi kapasitas, menghabiskan uang dan selanjutnya menekan sumber daya yang sudah terkuras. Di beberapa tempat seperti di Mali, karena perubahan di sektor energi dan ekonomi, terjadi peralihan yang nyata dari kayu bakar ke arang yang menimbulkan kekhawatiran bagi sumber daya lokal ^{[ 5 ]}

Ada beberapa alternatif untuk memproduksi arang dari kayu; arang dapat diproduksi dari limbah pertanian yang sesuai. Beberapa tanaman yang berbeda dapat digunakan dengan ketersediaan lokal yang menentukan apa yang digunakan. Di Haiti, tebu kering atau ampas tebu digunakan, karena merupakan produk sampingan yang tersedia dari produksi gula. Briket arang diproduksi dengan menyisir biomassa yang dikarbonisasi dengan pengikat yang juga sesuai dengan kebutuhan lokal, di Haiti, tepung singkong digunakan. Campuran tersebut kemudian dibuat menjadi briket menggunakan semacam alat pres dan dibiarkan kering.

Kompor roket StoveTec yang dirancang di Pusat Penelitian Aprovecho dioptimalkan untuk menyediakan solusi berbiaya rendah, rendah emisi, dan hemat bahan bakar. Kompor ini meningkatkan perpindahan panas dan efisiensi pembakaran untuk memasak yang lebih bersih dan efisien. ^{[ 6 ]} Kompor ini dapat membakar kayu, arang, atau biomassa lainnya. Kompor roket yang digunakan di Haiti saat ini mengurangi jumlah arang yang dibutuhkan untuk memasak hingga 70%. ^{[ 7 ]}

Tujuan kami adalah untuk mengembangkan mesin pembuat briket yang efisien dan produksi yang terbuat dari bahan-bahan yang tersedia secara lokal; menguji berbagai bahan limbah pertanian; menguji kinerja mesin dalam hal rasio pemadatan, mengevaluasi kekencangan briket, dan menghitung nilai panasnya. ^{[ 8 ]}

Kriteria

Kriteria tersebut akan membantu kami menilai hasil proyek dan prioritas proyek dengan lebih baik.

Tinjauan Pustaka

Ini adalah tinjauan literatur yang tersedia yang berkaitan dengan proyek arang biomassa kompor roket.

Teori Desain Kompor

Tujuan teknis utama dari desain kompor adalah untuk: 

1. Memaksimalkan efisiensi proses pembakaran bahan bakar
2. Mentransfer panas dari sumber ke makanan pada tingkat yang diperlukan seefisien mungkin. ^{[ 9 ]} 

Pengantar Kompor Arang

• Meskipun tungku arang tradisional biasanya lebih efisien daripada tungku kayu tradisional, 60% hingga 80% energi hilang dalam proses mengubah kayu menjadi arang. Karena biaya transportasi, penanganan, dan penyimpanan per unit energi lebih rendah, arang memiliki banyak keuntungan ekonomis dibandingkan kayu. Arang terbakar lebih bersih, menghasilkan lebih sedikit asap, dan membutuhkan lebih sedikit perawatan untuk mempertahankan keluaran panas yang konstan. ^{[ 9 ]}
• Pedoman desain untuk kompor arang berbeda dengan kompor kayu karena:
  • bahan bakar mengandung lebih banyak energi per satuan volume dan dapat dikemas dengan rapat
  • sebagian besar perpindahan panas berasal dari lapisan arang daripada dari api yang bergerak
  • bahan bakar hanya perlu dirawat setiap setengah jam, atau lebih lama, dibandingkan dengan tungku kayu yang perlu dirawat setiap 3-10 menit
  • biasanya tidak ada atau sedikit asap dari api arang, jadi cerobong asap tidak diperlukan ^{[ 9 ]}
• Kompor arang ringan, mudah dibawa, memiliki satu api per panci, dan tidak memiliki cerobong asap. Perbaikan desain untuk meningkatkan kinerja memasak berpusat pada perubahan pada badan kompor di sekitar kotak api. ^{[ 9 ]}

Komponen desain dasar ^{[ 9 ]}

• Pintu masuk udara utama
• Memarut
• Ruang pembakaran
• Kursi Pot
• Perisai Panci
• Badan Kompor 

Pengujian Kompor ^{[ 9 ]}

• Pengujian untuk mengungkap informasi kuantitatif dan kualitatif mengenai kinerja kompor dan/atau bahan bakar akan mencakup hal berikut:
  • Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk memasak sejumlah makanan tertentu
  • Efisiensi termal (atau Persentase Panas yang Dimanfaatkan -PHU) untuk berbagai tingkat perebusan air
  • Kisaran daya keluaran (juga dinyatakan sebagai 'rasio penurunan')
  • Kemudahan pengoperasian
  • Tingkat polusi
  • Persyaratan pemeliharaan
  • Karakteristik ini akan diuji melalui beberapa uji perebusan dan pemasakan air.

Bahan Limbah Pertanian

Bila diukur dari segi berat, kandungan energi atau nilai gizinya, limbah/residu pertanian merupakan komponen penting dalam sistem pertanian pedesaan. Limbah/residu pertanian merupakan sumber daya utama, meskipun pola produksi dan penggunaannya sangat berbeda di berbagai negara dan sistem pertanian. ^{[ 10 ]} Bahan limbah pertanian yang dapat digunakan untuk membuat arang:

• Ampas tebu
• Tongkol jagung
• Serbuk gergaji
• Kulit kopi
• Batok kelapa
• Bambu
• Kulit kacang tanah
• Sekam padi

Akses dan Ketersediaan

• Ketersediaan limbah pertanian bergantung pada faktor produksi, sosial dan ekonomi.
• Akses dipengaruhi oleh kepemilikan dan status lahan
• Musiman pasokan merupakan faktor penting ^{[ 11 ]}
• Pertimbangan terhadap beberapa fasilitas penyimpanan harus diberikan untuk memungkinkan operasi/pasokan sepanjang tahun ^{[ 10 ]}

Kepedulian Lingkungan

• Dua permasalahan utama yang berkaitan dengan produksi arang adalah penggundulan hutan dan penanaman monokultur secara intensif serta masalah lingkungan yang berhubungan dengan karbonisasi (yaitu asap, panas dan produk sampingannya) ^{[ 8 ]}

Pembuatan Briket Arang

Empat langkah utama: ^{[ 11 ]}

1. Persiapan arang halus
2. Mencampur serbuk arang dengan bahan pengikat
3. Briketing campuran
4. Pengeringan briket

Pengikat

• Bahan pengikat diperlukan ketika tekanan yang dihasilkan oleh peralatan pemadatan terlalu rendah untuk 'pengikatan sendiri' atau ketika bahan yang dipadatkan tidak dapat mengikat sendiri seperti jerami, beras, sekam, dan arang. Bahan pengikat yang umum digunakan termasuk pati dari jagung, gandum, singkong, tetes tebu, tar, pitch, resin, lem, serat, limbah ikan, dan tanaman tertentu seperti alga ^{[ 11 ]}
• Efek penambahan agen pengikat adalah untuk meningkatkan kohesi dan mengurangi kebutuhan tekanan. Pengikat menahan komponen melalui adhesi mekanik dan kimia, dan terjadi ketika molekul pengikat melekat pada titik-titik tertentu dalam struktur molekul perekat ^{[ 8 ]}
• Singkong, tanaman umbi-umbian tropis yang sering digunakan sebagai bahan pengikat, cukup kuat dan dapat tumbuh di tanah yang tidak subur. Ia juga memiliki sifat-sifat unik seperti viskositasnya yang tinggi dan ketahanan terhadap pembekuan ^{[ 8 ]}

Data

Data yang berguna untuk dikumpulkan

• Rasio pemadatan
• Kekencangan Briket
• Panas yang Dimanfaatkan ^{[ 8 ]}
• Waktu pembakaran

Garis waktu

Sepanjang Semester Musim Semi tahun 2010, anggota kelompok meneliti, merancang, menguji, dan melaporkan proyek ini. Berikut adalah tugas-tugas yang telah diselesaikan beserta tanggal penyelesaiannya. Kondisi cuaca terbukti sulit selama beberapa waktu, sehingga menjelaskan kepadatan pekerjaan pada tanggal-tanggal tertentu.

• Minggu tanggal 7 Maret - Menerima pesanan limbah organik tebu, membeli bahan pengikat, membangun ruang pembakaran dari drum 55 galon.
• Minggu tanggal 7 Maret - Panen Rumput Pampas invasif lokal dari masyarakat.
• Akhir pekan tanggal 13 Maret - Produksi pertama arang.
• 25 Maret - Merancang dan memproduksi mesin pengepres arang dengan besi tua dan sedikit pengelasan.
• 15-31 Maret - Lebih banyak produksi arang dengan berbagai bahan, pengikat, dan teknik pengepresan.
• Awal April- Analisis data komparatif dari produksi arang sebelumnya untuk menentukan teknik/bahan terbaik.
• Akhir April - Hasil proyek dibahas, dan informasi disediakan melalui appropedia.

Anggaran

Desain Mesin Press Briket

Proses

Persiapan (bervariasi)

Langkah-langkah

1

Buat lubang pada bagian bawah drum untuk aliran udara saat pembakaran.

2

Isi lubang dengan biomassa.

3

Dengan drum tegak isi dengan sekitar 75% biomassa.

4

Jika menggunakan tanaman atau bagian tanaman yang berbeda, susunlah secara berlapis. Letakkan tongkat besar di tengah untuk membantu aliran udara.

5

Letakkan drum di atas 3 batu sehingga udara mengalir melalui bagian bawah, cahaya dari bagian bawah.

6

Biarkan terbakar selama 5-10 menit hingga asapnya hilang atau berubah warna.

7

Asap masih buram...

8

Berubah menjadi jelas...

9

Tutup dengan penutup, dan singkirkan batu dari dasar sambil menyangga drum dengan tongkat besar. Tutup bagian bawah dengan pasir atau tanah.

10

Tunggu setidaknya dua jam.

11

Hancurkan arang. Ada banyak cara untuk melakukannya, kita masukkan ke dalam kantong plastik dan injak.

12

Tunggu setidaknya dua jam.

Pembuatan briket

1

Saring arang yang dihancurkan untuk memisahkan potongan-potongan yang lebih besar dan/atau tidak terkarbonisasi.

2

Campur bahan pengikat. Kami menggunakan tepung terigu yang dicampur dengan air. Bahan pengikat harus berupa bubur kental dan lengket.

3

Gabungkan binder & arang. Semakin sedikit binder yang dibutuhkan, semakin ideal. Rasio 10%-90% akan ideal dan 50%-50% akan terlalu banyak.

4

Membuat briket dengan menggunakan alat press.

Hasil

Proses Briket

Uji Kompor

Testing

Intended Use

This process and press is intended for small families and/or communities. There are presses and grinders that have been made for higher production rates and industrial uses. For best maintenance of the press, it is ideal to clean it out when each session is finished. There can be a main entity who produces the charcoal and one who produces briquettes as well. The briquettes can be for personal use or made to be sold. Because local knowledge and processes of producing the charcoal and the appearance(minus the shape) are altered little, the briquettes have a better chance of being adopted in place of regular wood charcoal.

Conclusion

Our tests produced about 12 briquettes per barrel of biomass.

It takes about 3 hours to make the charcoal itself, and about 1 hour to make the 12 briquettes -including preparing and sifting.The whole process is about 5-6 hours including preparation and clean up.

Number of briquettes that could be made in a day with one barrel, are about 24-30

Our tests resulted in about an average of 6 briquettes per meal. With 3 meals a day, that is about 18 briquettes from one days use of fuel.

These results will vary with biomass used and how efficient the carbonizing process is.

Throughout the project we ran into many constraints including time, local culture, and most importantly climate. The collecting of biomass to burn was fairly simple, but the drying process was made significantly more difficult by the constant occurrence of rain and heavy local moisture. The rain not only made for difficult drying, but also for difficultly burning and drying of the briquettes. The results of our charcoal production in the majority of our trials were either inefficient or were unsuccessful due to wet biomass. The local culture of Humboldt County is committed to environmentally sound thought, but the lack of knowledge and irregular use of charcoal made collecting information much more difficult. Without local resources, we were forced to rely on information pertaining to different culture's approaches to charcoal making, and not our own. Because there is not a local demand for this project, the use of local materials and methods can now be used as a template for cultures with similar constraints to expand the sphere of knowledge surrounding the process. Our analysis from the data gathered leads us to believe that the single family production of briquettes for personal use would not likely be efficient, because of the amount of materials needed and labor required for the output. It would take approximately ten 55 gallon oil drums of unburnt biomass to produce briquettes for a small family to cook with for a week (see calculations above). If the labor was instead preformed by a group of laborers with access to numerous oil drums and large quantities of biomass, the time spent with production could be far more efficient. The laborers could then focus solely on the task, and distribution within the community could be focused to make the entire process as efficient as possible both socially and economically. The entire process was very informative and fun, with challenging aspects that needed to be overcome or worked around. The designing and building of the charcoal press was a particularly fun aspect, as well as burning the product that we spent so much time creating! This was a great project that looks at an issue of vast importance all over the world, with many areas that could be affected in the near future.

References

Buku

• Barnard, Geoffrey dan Lars Kristoferson. Limbah Pertanian sebagai Bahan Bakar di Dunia Ketiga. Laporan Teknis No.4. London: IIED, 1985.
• Barnes, Douglas F. 1994. Apa yang Membuat Orang Memasak dengan Kompor Biomassa yang Lebih Baik?

tinjauan internasional komparatif tentang program kompor. Washington DC: Bank Dunia.

• Foley, Gerald. 1986 Pembuatan arang di negara berkembang.

London: Earthscan, Institut Internasional untuk Lingkungan dan Pembangunan.

• Kristoferson, LA dan V. Bokalders. Teknologi Energi Terbarukan. Oxford: Pergamon, 1986.
• Stewart,Bill. Tungku Pembakaran Kayu, Limbah, dan Arang yang Lebih Baik. London: IT Publications, 1987.

London: Intermediate Technology Publications.

Jurnal

• Antal, Michael J., Eric Croiset, Xiangfeng Dai. Arang Biomassa Hasil Tinggi.

Energi Bahan Bakar 10(3). 652-658 Kemajuan dalam aspek produksi arang biomassa efisiensi tinggi, termasuk penurunan waktu reaksi dan produksi lebih cepat.

• Bhattacharya, SC, DO Albina, Aung Myint Khaing.
• Pengaruh parameter terpilih terhadap kinerja dan emisi kompor berbahan bakar biomassa. Biomassa dan Bioenergi 23(5). 387-395 Kandungan air, ukuran bahan bakar, ukuran panci, dan metode penyalaan semuanya dibandingkan dengan penggunaan tiga jenis kompor yang berbeda untuk menentukan efisiensi.
• Martin, Jorelyn, Razel Mae Pineda, Johnyver Manaay, Sugar Ray Handa dan Arnulfo Ocreto. "Desain dan pengembangan mesin pembuat briket arang." USM R&D 16 no. 2 (2008): 85-90.

Sumber Web

• http://www.bioenergylists.org/
• Kompor roket CCAT
• http://www.biomasscenter.org/

Data halaman

Bagian dari	Engr305 Teknologi Tepat Guna
Kata Kunci	kompor roket , biomassa , arang , kompor , biofuel
Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs)	SDG07 Energi terjangkau dan bersih
Penulis	Hoon Peerless , Mitch Girard , Lonny Grafman
Lisensi	CC BY SA 3.0
Organisasi	Universitas California, Humboldt
Bahasa	Bahasa Inggris (en)
Terjemahan	Thailand , Jerman , Turki , Polandia , Belanda
Terkait	5 subhalaman , 16 halaman tautan di sini
Dampak	2.971 tampilan halaman ( lebih banyak )
Dibuat	8 Februari 2010 oleh Mitch Girard
Terakhir diubah	18 Juni 2024 oleh Felipe Schenone
Kutip sebagai	Hoon Peerless , Mitch Girard , Lonny Grafman (2010–2024). "Rocket Stove Biomass Charcoal" . Appropedia . Diakses tanggal 3 Januari 2025 .
Kueri API	dasar , semantik , html , file , lebih banyak lagi