Sanctuary solar food dehydrator/es
Resumen
Los cuatro miembros del equipo BALM son estudiantes de Ingeniería de Recursos Ambientales en Cal Poly Humboldt en ENGR 215, Introducción al diseño.
El análisis del problema define las especificaciones requeridas al Santuario, así como las consideraciones necesarias para identificar información pertinente relacionada con la ubicación, el cliente y los deshidratadores solares de alimentos.
Soluciones alternativas a la necesidad del Santuario de contar con un deshidratador solar de alimentos. La lluvia de ideas incluida en esta sección es el proceso que utilizó el equipo BALM para encontrar diferentes alternativas a seguir. El proceso de decisión describe cuál de los diseños propuestos se elige para el deshidratador solar de alimentos del Santuario.
La solución se describe a continuación en la sección de descripción de la solución, respaldada por un diseño generado por computadora y un plan de acción.
El equipo BALM construyó un deshidratador solar de alimentos para el Santuario, una organización sin fines de lucro ubicada en Arcata, California.
Antecedentes
El equipo BALM está formado por estudiantes de ingeniería de Cal Poly Humboldt que cursan el curso Introducción al diseño. El equipo BALM está formado por Lynn Brown , Brayden Leach , Andrew Rushing y Marissa Woolsey . El cliente del proyecto es Sanctuary.
El Santuario es una corporación sin fines de lucro ubicada en Arcata, California. La misión del Santuario es inspirar el crecimiento creativo a través de las artes. El Santuario ofrece instalaciones de arte para la comunidad de Arcata y el público en general. Las instalaciones de arte incluyen una tienda general, un jardín, una biblioteca, una cocina y espacios de taller para textiles, cerámica, joyería, música, grabados y reparación de bicicletas. El santuario se centra en la restauración, el reciclaje y la reutilización de materiales, así como en inspirar la prevención y el desvío de residuos.
El Santuario utiliza diferentes métodos para desviar y prevenir la generación de residuos. Una de las formas en que el Santuario desvía los residuos es mediante el sistema de compostaje ubicado en la propiedad. El sistema reduce la cantidad de residuos de alimentos que se envían a los vertederos y proporciona nutrientes que se utilizan en el jardín. Otra forma en que el Santuario desvía los residuos es mediante un acuerdo con las granjas locales. Las granjas locales donan al Santuario los alimentos con imperfecciones o que no se pueden vender. Las granjas suelen tirar los alimentos donados, pero esta oportunidad reduce el desperdicio en la comunidad y, al mismo tiempo, alimenta a la comunidad. Las donaciones de alimentos se realizan en grandes cantidades a la vez. El producto está disponible para todos los que visitan el Santuario. Los alimentos se utilizan en la cocina del santuario. Cuando no hay suficiente demanda de donaciones antes de que se echen a perder, el Santuario crea formas alternativas de conservar los alimentos. Los medios de conservación de los alimentos se realizan mediante el enlatado y la deshidratación en el Santuario.
El Santuario utiliza deshidratadores de alimentos para conservar el exceso de alimentos. Los dos deshidratadores actuales que hay en el lugar funcionan con electricidad y ambos se almacenan en el espacio interior del taller. Uno de los deshidratadores de alimentos actuales es grande y produce mucho ruido cuando está en uso. Debido al tamaño y al peso del deshidratador de alimentos, el personal del Santuario no lo puede transportar fácilmente.
Planteamiento del problema y criterios
Planteamiento del problema
El Santuario necesita una solución alternativa para deshidratar los alimentos. El deshidratador de alimentos actual consume demasiada energía. El espacio en los talleres del Santuario es dinámico y limitado; los dos deshidratadores del lugar utilizan una cantidad significativa de este espacio.
Objetivo
El objetivo de este proyecto es encontrar y crear un sistema de deshidratación de alimentos que refleje la misión del Santuario en materia de desvío y reciclaje de residuos. El deshidratador de alimentos debe utilizar energía solar y ser portátil.
Criterios y restricciones
Después de sentarnos con el cliente, estos fueron los principales criterios ponderados en una escala del 1 al 10
| Criterios | Peso | Restricción |
|---|---|---|
| Seguridad | 10 | La unidad debe poder operarse sin causar daño a los usuarios. Debe tener el peso distribuido de tal manera que sea difícil que se vuelque. Los alimentos resultantes deben ser seguros para comer después de la deshidratación. |
| Durabilidad | 10 | Debe resistir el ambiente durante dos años con mantenimiento semestral. |
| Materiales reciclados | 9 | Para ahorrar costes y mantener los estándares del cliente, es imprescindible utilizar piezas recicladas. Deben estar fabricadas con materiales adecuados. |
| Protección contra insectos | 9 | Debe evitar que los insectos entren en el compartimento de alimentos. |
| Eficacia | 9 | La unidad debe funcionar según lo diseñado y deshidratar los alimentos en un tiempo razonable. |
| Adaptabilidad | 8 | El deshidratador debe poder cambiar, ya sea empacándolo y llevándolo a una nueva ubicación o almacenándolo fácilmente fuera de temporada, cuando la deshidratación no puede ocurrir. |
| Portabilidad | 8 | El diseño debe favorecer el movimiento en el espacio exterior del Santuario. |
| Facilidad de uso | 7 | Debe poder operarse con menos de quince minutos de entrenamiento para un adulto. |
| Estética | 7 | Supera la apariencia del deshidratador de alimentos Bayside, debe lucir como si perteneciera al Santuario |
| Costo | 7 | Debe utilizar la menor cantidad de dinero posible. |
| Replicabilidad | 6 | La gente necesita poder mirar el diseño y recrearlo. |
Descripción del Proyecto Final
Diseño final
El deshidratador solar de alimentos fabricado para el Santuario es una caja de alimentos trapezoidal con un colector solar desmontable sobre un soporte. Las dimensiones de la caja de alimentos son: base 19" x 21.5", parte superior 19" x 24" y altura 27". Los paneles laterales son idénticos entre sí. El frente de la caja es una pieza enmarcada de policarbonato unida al extremo en ángulo de los paneles laterales. El espacio de 4" x 19" debajo del marco es para el colector solar desmontable. Figura 5-1 AutoCAD del diseño final es el modelo generado por computadora del proyecto. El espacio de estantería disponible para deshidratar es un área de 41 𝑓𝑡!.
Documento final
TeamBALM_Document
Este documento describe el trabajo del equipo para lograr nuestro producto final. También incluye la investigación que se ha realizado para la construcción del deshidratador solar y el proceso de toma de decisiones.
Descripción Vídeo
Diagrama etiquetado
Esta es una imagen etiquetada del diseño final del deshidratador.
Diagrama de AutoCAD
Esta es la visión del diseño realizado utilizando el programa AutoCAD
Cómo utilizar
Este es un paso a paso sobre cómo utilizar el deshidratador.
- Paso 1: Corte las frutas y verduras deseadas en trozos de media pulgada.
- Paso 2: Configure la unidad de modo que maximice la luz solar que llega al colector.
- Paso 3: Abra la puerta trasera y saque una bandeja.
- Paso 4: Coloque las frutas y verduras en la bandeja.
- Paso 5: Cierre la puerta y verifique cada 2 horas hasta que los artículos estén deshidratados.
Costos
Esta gráfica muestra la cantidad que el equipo BALM gastó en materiales utilizados para el proyecto y la cantidad total gastada.
| Cantidad | Material | Fuente | Costo ($) | Total ($) |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 4'x8' - Madera contrachapada de pino | La ferretería | 22.00 | 44,00 |
| 1 | Plástico de policarbonato corrugado, 4' x 4', transparente | La ferretería | 33,47 | 33,47 |
| 150 | Tornillos (varios tamaños) | La ferretería | 16.00 | 16.00 |
| 1 | Pintura en aerosol negra | La tienda de pinturas | 8,50 | 8,50 |
| 1 | Doble panel | La ferretería | 54,00 | 54,00 |
| 1 | Tubo de silicona | La ferretería | 8.00 | 8.00 |
| 1 | Rollo de malla de pantalla | La ferretería | 21.00 | 21.00 |
| 1 | Rollo de material resistente a la intemperie, 25" x 17' | La ferretería | 5.00 | 5.00 |
| Costo total | $189,97 | |||
Trabajo
Resultados de las pruebas
Hasta el 8 de diciembre de 2016, no se han realizado pruebas en el deshidratador de alimentos. Se construyó una caja deshidratadora de alimentos y un colector de calor que es estable y seguro. Lo que aún falta por hacer es pintar el exterior y crear bandejas. El plan para probar la unidad está programado para el 10 de diciembre de 2016. Se ha colocado un termómetro en la caja deshidratadora que permitirá a los usuarios controlar la temperatura en el interior. El deshidratador solar de alimentos se utilizará durante las estaciones de primavera y verano. Los resultados se agregarán una vez que se realicen las pruebas.
Cómo construir
Caja de secado de alimentos
En esta sección se explica cómo construir la caja de secado de alimentos.
- Paso 1 : Compra los materiales necesarios en tu ferretería local.
- Paso 2 : Las dimensiones de la caja de alimentos son: base 19" x 21,5", parte superior 19" x 24" y altura 27". Los paneles laterales son idénticos entre sí. Consulte AutoCAD para el diseño.
- Paso 3 : corte la pieza superior, la pieza inferior y la puerta para que coincidan con los paneles laterales. Asegúrese de que la puerta tenga 22" de ancho y 25" de largo. Corte todo esto en madera contrachapada de 1/2"
- Paso 4 : corte piezas de madera de 1" x 1" y fíjelas para enmarcar los paneles laterales.
- Paso 5 - Atornille todas las piezas juntas usando los lados como guía principal
- Paso 6 - Fije la puerta con bisagras
- Paso 7 : Construya el marco para policarbonato con piezas de 1" x 1", coloque el policarbonato en el marco y fije el marco al frente de la unidad.
- Paso 8 : corte trozos de 1" x 1" y fíjelos al interior de la unidad a 1 pulgada de distancia entre sí para que actúen como rieles para las bandejas.
- Paso 9 - Corte agujeros en la puerta de 2 pulgadas de diámetro para la salida de aire.
- Paso 10 : Coloque la tercera bisagra en el lado opuesto de las bisagras de la puerta para que actúe como un seguro hermético. Asegúrese de que la bisagra tenga un pasador extraíble.
Colector de calor
Esta sección explica cómo construir el colector de calor.
- Paso 1 - Compra los materiales necesarios en una ferretería local
- Paso 2 : corte madera contrachapada de 1/2 pulgada a 22" x 30"
- Paso 3 : Pinte la madera contrachapada de color negro con pintura apta para alimentos.
- Paso 4 - Corte el plástico corrugado a las mismas dimensiones
- Paso 5 - Corte 2 tablones de 2 x 4 de 30 pulgadas
- Paso 6 : Fije los 2x4 a los lados largos de la madera contrachapada con tornillos para madera.
- Paso 7 : Fije el plástico corrugado a los 2x4 con tornillos para madera y silicona.
- Paso 8 - Dobla la malla metálica y deslízala debajo del plástico corrugado.
De pie
- Paso 1 : simplemente use un taburete que mida entre 1,5 y 3 pies (45 cm y 90 cm) de alto.
Mantenimiento
Esta es una guía básica de mantenimiento del deshidratador solar de alimentos. El programa de mantenimiento se divide en tareas diarias, semanales y anuales.
Horario
Esto es cuando hay que mantener qué.
- A diario
- Asegúrese de que la unidad no reciba luz solar mientras se intenta la deshidratación.
- Semanalmente
- Bandejas limpias
- Limpie la parte inferior interna de la unidad
- Anual
- Inspeccionar la integridad de la bandeja
- Revise los sellos para asegurar su integridad.
- Compruebe el funcionamiento de cerraduras y pestillos
Instrucciones
Estas son instrucciones sobre cómo mantener la unidad.
| Tarea | Instrucción | Tiempo estimado |
|---|---|---|
| Asegúrese de que la unidad no reciba la luz del sol. | Al controlar el progreso de los alimentos cada dos horas, asegúrese también de que el sol siga dando en la unidad. Gire y mueva la unidad según sea necesario. | 5 minutos |
| Limpieza de las bandejas | Saque cada bandeja por completo y use una toalla húmeda para limpiar cualquier resto de comida que haya quedado en la bandeja. | 30 minutos |
| Limpieza de la parte inferior interna de la unidad | Saque las 4 bandejas inferiores de la unidad para que la parte inferior de la misma sea más accesible. Use una toalla húmeda y limpie los restos de comida que hayan podido caer en el fondo de la unidad. Luego, vuelva a colocar las bandejas que retiró. | 15 minutos |
| Inspección de la integridad de la bandeja | Saque todas las bandejas e inspeccione cada una de ellas individualmente. Hágase estas preguntas: ¿La bandeja interior mantiene su estructura? ¿La bandeja exterior también mantiene su estructura? ¿Hay agujeros en la bandeja? | 1 hora |
| Comprobación de los sellos en la unidad | Abra la puerta y asegúrese de que el burlete esté intacto. Revise la silicona que enmarca el marco de policarbonato frontal. Revise los distintos orificios que se rellenaron con silicona y asegúrese de que estén intactos. Revise el colector de calor y asegúrese de que el policarbonato esté todavía ajustado a los tablones de 2x4. | 30 minutos |
| Compruebe el funcionamiento de la cerradura y el pestillo | Asegúrese de que las tres bisagras de la puerta funcionen correctamente. Asegúrese de que los pestillos que sujetan el colector de calor a la caja de secado de alimentos aún se puedan operar con facilidad y soporten el peso de la unidad. | 20 minutos |
Solución de problemas
Esta es una guía para solucionar diversos problemas con la unidad.
| Problema | Sugerencia |
|---|---|
| El colector de calor no se acopla a la caja de secado de alimentos | Asegúrese de que el colector de calor esté completamente introducido en el recipiente de secado de alimentos. Si el problema persiste, intente cerrar un lado y luego el otro. |
| La unidad no mantiene el calor ni alcanza la temperatura deseada | Asegúrese de que la puerta esté bien cerrada y que el colector de calor esté completamente conectado al contenedor de almacenamiento de alimentos. |
| Los insectos están llegando a la comida. | Verifique y asegúrese de que todas las mallas protectoras contra insectos estén en buenas condiciones y no tengan agujeros ni partes rotas. Hay mallas protectoras en los orificios de salida de la puerta, en la entrada de aire en la base del colector de calor y en el espacio sobre el colector de calor y debajo de la caja de secado de alimentos. |
Afiche
Este es el cartel de presentación final.
Discusión y próximos pasos
La cantidad total de horas que el equipo BALM dedicó a fabricar el deshidratador fue de 366,5. El equipo BALM tiene recomendaciones para la construcción de este deshidratador que serán de utilidad para replicar el diseño. Las recomendaciones que son de alta prioridad para la construcción futura son las siguientes. Primero, al reunir los materiales, inspeccione la madera contrachapada para ver si está deformada; los materiales deben estar nivelados; esto hace que alinear componentes como la puerta y el colector de calor solar sea mucho más fácil. Otra recomendación es tener los tamaños de las bandejas configurados antes de la construcción; al hacerlo, la construcción será más fluida. Por último, haga un diagrama completo antes de comenzar la construcción. Esto habría hecho que el proceso fuera más fluido. Al hacerlo, si ocurre un cambio de tamaño o algo de esa naturaleza, puede mantener fácilmente las dimensiones deseadas y recalcular los tamaños.
Las bandejas del deshidratador solar y la pintura son un paso futuro que realizará The Sanctuary.
Referencias
Página de inicio de The Creative Sanctuary Arcata [1]