Solar dehydrator/nl
Met een zonne-droger (of zonne-droger ) kan de gebruiker voedsel conserveren zonder de energiekosten of vervuiling die gepaard gaan met andere droogtechnieken.
Landbouwproducten en andere producten worden al duizenden jaren in de open lucht gedroogd door de zon en de wind. Het doel is om ze te bewaren voor later gebruik, zoals bij voedsel, of als integraal onderdeel van het productieproces, zoals bij hout, tabak en wasgoed. In geïndustrialiseerde regio's en sectoren is het drogen in de open lucht nu grotendeels vervangen door gemechaniseerde drogers, met boilers om de inkomende lucht te verwarmen en ventilatoren om deze er met hoge snelheid doorheen te persen. Gemechaniseerd drogen is sneller dan drogen in de open lucht, gebruikt veel minder land en levert doorgaans een product van betere kwaliteit op. De apparatuur is echter duur en vereist aanzienlijke hoeveelheden brandstof of elektriciteit.
'Zonnedroging' verwijst in de context van deze technische briefing naar methoden om zonne-energie te gebruiken voor het drogen, maar sluit 'zondrogen' in de open lucht uit. De rechtvaardiging voor zonnedrogers is dat ze mogelijk effectiever zijn dan zonnedrogen, maar lagere bedrijfskosten hebben dan gemechaniseerde drogers. Een aantal ontwerpen heeft zich technisch bewezen en hoewel er nog geen wijdverbreid gebruik is, heerst er nog steeds optimisme over hun potentieel.
Types
Rijstdroger op zonne-energie
Een bekend type zonne-droger wordt getoond in Figuur 1. Deze is speciaal ontworpen voor de rijstproductie, maar de principes gelden ook voor andere producten en ontwerpen, omdat de basisbehoefte om water te verwijderen hetzelfde is.
Lucht wordt door natuurlijke convectie door de droger gezogen. Deze wordt verwarmd terwijl deze door de collector stroomt en vervolgens gedeeltelijk afgekoeld doordat deze vocht uit de rijst opneemt. De rijst wordt verwarmd door zowel de lucht als direct door de zon.
Warme lucht kan meer vocht bevatten dan koude lucht. De benodigde hoeveelheid hangt af van de temperatuur waarop de lucht in de collector wordt verwarmd en van de hoeveelheid vocht die de lucht vasthoudt (absolute vochtigheid) op het moment dat de lucht de collector binnenkomt.
In Tabel 1 wordt weergegeven hoe het vochtopnamevermogen van lucht wordt beïnvloed door de initiële luchtvochtigheid en door de temperatuur waartoe de lucht vervolgens wordt verwarmd.
Het doel van de meeste droogprocessen is om het vochtgehalte van het product te verlagen tot een bepaalde waarde. Het vochtgehalte (op natte basis) wordt uitgedrukt als het gewicht van water ten opzichte van het totale gewicht. Het vochtgehalte van rijst moet doorgaans worden verlaagd van 24% naar 14%. Om één ton rijst te drogen, moet dus 100 kg water worden verwijderd. Als de verwarmde lucht een absorptievermogen heeft van 8 g/m³, dan is 100/0,0008 = 12.500/m³ lucht nodig om één ton rijst te drogen. De warmte die nodig is om water te verdampen is 2,26 kJ/kg. Er is dus ongeveer 250 MJ (70 kWh) energie nodig om de 100 kg water te verdampen. Er is geen vaste vereiste voor de toevoer van zonnewarmte naar de droger. Dit komt doordat de binnenkomende omgevingslucht een deel van zijn interne energie kan afstaan om het water te verdampen (en daarbij kouder wordt). Als de omgevingslucht droog genoeg is, is warmtetoevoer inderdaad niet nodig. Toch is extra warmte om twee redenen nuttig. Ten eerste is er minder warmte nodig als de lucht warmer is. Ten tweede kan de temperatuur in de rijstkorrels zelf een belangrijke factor zijn, vooral in de latere stadia van het drogen, wanneer vocht vanuit het midden van de korrels naar hun oppervlak moet worden 'getrokken'. Deze temperatuur hangt voornamelijk af van de luchttemperatuur, maar ook van de hoeveelheid zonnestraling die de rijst rechtstreeks ontvangt. In een natuurlijk convectiesysteem wordt de luchtstroom veroorzaakt doordat de warme lucht in de droger lichter is dan de koelere lucht erbuiten. Dit verschil in dichtheid creëert een klein drukverschil over het bed van de korrels, waardoor de lucht erdoorheen wordt geperst. Dit effect neemt toe naarmate de hoogte van het bed boven de inlaat (h1) en de uitlaat boven het bed (h2) groter is. Het effect van een verhoogde h2 is kleiner dan dat van een verhoogde h1, omdat de lucht afkoelt terwijl deze door het bed stroomt. Geschatte dichtheden voor verschillende gevallen worden weergegeven in Tabel 2.Het is duidelijk dat als de inkomende lucht slechts met 10-30 °C wordt verwarmd, de aanwezigheid van een schoorsteen bovenop de droger weinig tot geen verschil zou maken, tenzij deze efficiënt als zonnecollector zou werken en de temperatuur van de lucht aanzienlijk zou verhogen. Opgemerkt moet worden dat zelfs als het verschil in dichtheid maar liefst 0,05 kg/m² bedraagt, het resulterende drukverschil slechts 0,5 Pa (5 miljoenste van de atmosferische druk) per meter schoorsteen bedraagt. Ter vergelijking: geforceerde convectiesystemen werken doorgaans met drukverschillen van 100-500 Pa. Veel producten raken beschadigd door te hoge temperaturen. De zwaarste beperkingen gelden voor bonen (35 °C), rijst (45 °C) en alle granen die bestemd zijn voor zaadproductie (45 °C).Geforceerde convectie zonnedroger
Door een ventilator te gebruiken om de luchtstroom te creëren, kan de droogtijd met een factor 3 worden verkort. Bovendien wordt het benodigde collectoroppervlak tot 50% verminderd. Daardoor kan het benodigde collectoroppervlak voor een bepaalde productdoorvoer met een factor 5-6 worden verminderd. De initiële kosten van een droger met een capaciteit van één ton per dag liggen rond de £ 1500-2000. De ventilator verbruikt ongeveer 500 watt gedurende 6 uur, waardoor de elektriciteitskosten (bij 0,07/kWh) ongeveer 0,20 per ton gedroogde rijst bedragen.
Tentdroger
Het onderscheidende kenmerk van tent-, box- en kastdrogers is dat de droogkamer en de collector in één geheel zijn gecombineerd, zie figuur 3. Dit zorgt voor lagere initiële kosten. De droogtijden zijn echter niet altijd veel korter dan bij drogen in de open lucht. (Waarschijnlijk is er tot nu toe onvoldoende aandacht besteed aan het gebruik van natuurlijke convectie.) Het belangrijkste doel van de drogers kan zijn om bescherming te bieden tegen stof, vuil, regen, wind of roofdieren en ze worden meestal gebruikt voor fruit, vis, koffie of andere producten waarvan de verspilling anders hoog is. Er zijn talloze andere typen. Kasdrogers zijn een geavanceerdere versie van tentdrogers. Boxdrogers kunnen thermische isolatie bevatten om hogere temperaturen te bereiken. Opslagbunkerdrogers combineren de functies van drogen en langdurige opslag. Zonne-houtovens kunnen een warmwateropslag hebben om de nodige controle over de droogsnelheid mogelijk te maken. Zonne-drogen of drogen in de open lucht?
Ten eerste is een belangrijk voordeel van drogen met behulp van zonne-energie dat het product beschermd is tegen regen, insecten, dieren en stof dat mogelijk fecaliën bevat. Sommige systemen bieden ook bescherming tegen direct zonlicht. Ten tweede vermindert sneller drogen de kans op schimmelgroei. Ten derde zorgen hogere droogtemperaturen voor een vollediger droging, wat aanzienlijk langere opslagtijden mogelijk maakt (maar alleen als herbevochtiging tijdens de opslag wordt voorkomen). Ten slotte bieden complexere typen zonnedrogers enige controle over de droogsnelheid.
Welke zonnedroger?
De keuze tussen alternatieve typen zonnedrogers hangt af van de lokale eisen en met name de schaal van de exploitatie. Als de droger bedoeld is voor kleine boeren, kunnen de initiële investeringskosten de grootste beperking vormen en kunnen tent- of boxdrogers met een plastic kap geschikt zijn.
Er kan echter een trend zijn naar meer gecentraliseerd drogen om intensiever gebruik van de apparatuur mogelijk te maken. De hogere initiële kosten van glazen afdekkingen kunnen dan betaalbaar zijn, en netstroom kan beschikbaar zijn om ventilatoren te laten draaien en een veel snellere doorvoer voor een bepaald collectoroppervlak te realiseren.
Voor middelgrote schaalgrootte en investeringskosten is de natuurlijke convectierijstdroger een beproefd ontwerp.
De keuze tussen het gebruik van zonnestraling of brandstof om de lucht te verwarmen, is voornamelijk een keuze tussen hogere initiële kosten en doorlopende brandstofkosten, die voor elke locatie geanalyseerd moeten worden. In sommige gevallen kan het mogelijk zijn om rijstkaf of andere brandstof te verbranden met lage alternatieve kosten. Eén ton rijst levert 200 kg kaf op. Brandstofverwarming biedt doorgaans een betere controle over de droogsnelheid dan zonne-energie; het maakt ook continu drogen mogelijk. Indien een van beide nodig is, kan een gecombineerd systeem met voorverwarming van de lucht door zonne-energie geschikt zijn.
Gerelateerde projecten
Hier vindt u alle originele Appropedia -projecten die laten zien hoe u een zonne-droger maakt of bouwt . U kunt ook uw eigen project toevoegen door een pagina aan te maken en 'Zonne-droger' toe te voegen aan de parameter 'Instance of' in het projectgegevensvak .
Zie ook
- Drogen van voedingsmiddelen (Praktische Actiebeschrijving)
- Voedsel drogen met oververhitte stoom
- Kleinschalige droogtechnologie (praktische actiebeschrijving)
Externe links
- Ontwerpen van zonne-droogmachines op Permies.com
- Plannen voor een zonne-droogmachine op Permies.com
- Filmpje over een zonne-droogmachine op Permies.com
Verder lezen
- Drogen van voedingsmiddelen ( technische samenvatting praktische actie )
- Droogtechnologieën Praktische Actie Technische Briefing
- Technische beschrijving van praktische actie voor traydrogers
- De Anagi Tray Dryer Praktische Actie Technische Briefing
- Constructie en gebruik van een eenvoudige zonnedroger om voedsel te conserveren voor het laagseizoen HEDON
- Huishoudelijk energienetwerk
- Voedsel drogen voor winst: een gids voor kleine bedrijven Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
- Het opzetten van een bedrijf voor het drogen van voedsel: een stapsgewijze handleiding Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002
- Zonnedrogers Commonwealth Science Council, 1985
- Zonne-drogen: Praktische methoden voor voedselconservering, ILO, 1988
- Het produceren van gedroogd fruit en groenten op zonne-energie voor de ontwikkeling van kleinschalige ondernemingen, NRI 1996
- Probeer het eens te drogen! Casestudies in de verspreiding van tray-droogtechnologie, Barrie Axtell & Alex Bush, IT Publishing, 1991
| Auteurs | |
|---|---|
| Licentie | CC-BY-SA-3.0 |
| Locatie | {{{coördinaten}}} |
| Citeer als | "Zonne-droger" . Appropedia. 2008–2025 . Geraadpleegd op 30 augustus 2025 . |
