UTC solar water pasteurizer/id

Data proyek

Jenis	Pasteurisasi air tenaga surya
Penulis
Lokasi	Parras , Meksiko
Status	Prototipe
Bertahun-tahun	tahun 2008
Dibuat	TIDAK
Direplikasi	TIDAK
Biaya	MXN 1.118
Manifestasi OKH	Unduh

Air minum yang tidak aman merupakan salah satu penyebab utama penyakit di dunia. Menurut data Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) tahun 2004, sekitar 1,8 juta orang meninggal setiap tahun akibat diare. Selain itu, 88% kasus penyakit ini disebabkan oleh air minum yang tidak aman atau kurangnya kebersihan dan sanitasi. Mereka juga memperkirakan bahwa 35-39% kasus diare dapat diatasi hanya dengan pengolahan air di tingkat rumah tangga. ^{[ 1 ]}

Banyak orang saat ini menganjurkan penggunaan air matang untuk keperluan sanitasi. Namun, bertentangan dengan kepercayaan umum, banyak agen penyebab penyakit dalam air mati jauh di bawah titik didih (100ºC), yaitu sekitar 65ºC. ^{[ 2 ]} Pasteurisasi surya bekerja dengan menggunakan energi matahari untuk memanaskan air hingga suhu yang cukup tinggi dan dalam waktu yang cukup lama hingga air tersebut layak minum. Metode ini tidak efektif dalam menghilangkan limbah padat maupun anorganik dari air, tetapi akan sangat efektif dalam menghilangkan penyakit yang ditularkan melalui air.

Tujuan

Proyek ini dirancang untuk menyediakan air minum aman bagi rumah tangga besar atau komunitas kecil melalui pasteurisasi surya . Kami memperkirakan bahwa di daerah yang kurang berkembang, setiap orang membutuhkan sekitar 4 galon air per hari. Desain kami dirancang untuk memenuhi kebutuhan ini. Air yang digunakan dalam sistem ini akan dikumpulkan oleh anggota masyarakat dari sumber-sumber lokal untuk kemudian diolah dari patogen dan bakteri. Kami bertujuan untuk menciptakan sistem yang praktis, mudah digunakan, tahan lama, dan relatif murah.

Kriteria keberhasilan proyek

Rencana Desain Awal

Setelah mempertimbangkan dengan matang, kami memutuskan bahwa gerobak dorong akan menjadi alas yang paling cocok untuk pasteurisasi kami. Gerobak dorong ini dapat dipindahkan, memiliki bak air internal, dan cukup dangkal untuk mempercepat proses pemanasan air. Kami juga menggabungkan ide rumah kaca rangka dingin dan kompor surya untuk membuat rangkanya. Rangkanya akan terbuat dari bambu, bahan lokal terbarukan (dan cukup ringan), dengan pelapis dinding reflektif di bagian belakang dan samping serta plastik transparan di bagian depan.

Untuk pemurnian air yang lebih baik, kami menambahkan filter pasir lambat , yang terbuat dari beberapa lapisan pasir dengan ukuran berbeda, yang efektif dalam menghilangkan banyak kontaminan padat dan logam dalam air. Selain itu, filter kain katun akan dipasang pada saluran keluar pasteurisasi untuk penyaringan lebih lanjut.

Indikator yang digunakan pengguna untuk mengetahui air aman untuk diminum adalah perangkat sederhana berupa lilin di dalam tabung gelas. Indikator WAPI yang paling umum terbuat dari lilin kedelai yang meleleh tepat pada suhu pasteurisasi air lengkap. Namun, karena lokasi kami yang terpencil, kami berencana untuk bereksperimen dengan campuran lilin lebah dan lilin carnuba, yang telah ditemukan meleleh pada sekitar 70ºC, lilin lokal yang terbuat dari tanaman gurun, atau campuran lilin gurun dan lilin lebah untuk melihat mana yang paling baik. Tabung tersebut ditahan di dalam air oleh pencuci di ujung terdalam gerobak dorong, yang merupakan tempat air dipasteurisasi terakhir. Tabung tersebut digantung dengan lilin padat mengarah ke atas dan saat memanas, lilin meleleh dan tenggelam ke dasar tabung, yang menunjukkan bahwa pasteurisasi telah selesai.

Proses Pembangunan

13/07/2008

Kendala pertama, dan tak diragukan lagi yang terbesar, adalah menemukan bahan-bahan yang diperlukan. Kami mulai dengan bagian termudah dan terpenting dari proyek kami, yaitu gerobak dorong dan bambu. Kami pergi ke huerta (perkebunan) lokal milik seorang teman kami dari suku Parras yang mengizinkan kami menebang beberapa bambunya. Ia kemudian menurunkan kami dan kami pergi membeli gerobak dorong dan kayu untuk membangun bagian bawah rangka kami.

Selain itu, konstruksi akhirnya dimulai dan kami membangun sebagian besar rangka tempat rangka dingin akan dibangun. Kami menggunakan papan 2"x1" dan membuat alas yang mengikuti bentuk dasar gerobak dorong. Kami mengebor lubang-lubang pada papan terlebih dahulu, dan karena sudut sambungannya, kami melubangi kepala sekrup kami. Untuk ini, kami menggunakan mata bor yang lebih besar untuk membuat lubang kasar yang kemudian kami haluskan dengan Dremel. Kami menyelesaikan sebagian besar sambungan pada hari itu, tetapi baterai pada peralatan kami akhirnya habis, sesuatu yang akan menjadi kendala besar bagi kemajuan kami selama proses pembangunan.

14/07/2008

Rangka gerobak dorong hampir selesai saat ini. Kami mengalami sedikit kesalahan saat menggunakan mata bor yang salah untuk sekrup, dan meskipun sekrupnya masih terpasang, kami memperkuat sambungannya dengan lem kayu agar lebih stabil.

Kami juga mulai memotong bambu untuk rangka dingin. Keterbatasan peralatan kami membuat kami menggunakan tali, kawat, dan gambar di dinding untuk memastikan semuanya memiliki panjang dan rata yang tepat. Alih-alih membangun rangka persegi dengan dirinya sendiri, kami memutuskan untuk membangunnya persegi dengan tanah. Artinya, potongan bambu depan jauh lebih pendek daripada bagian belakang. Kami percaya bahwa hal ini menciptakan permukaan yang lebih baik dan lebih efisien bagi sinar matahari untuk masuk.

Kami juga mulai berpikir tentang cara menyatukan bambu menggunakan baut/paku/dll.

15-17 Juli 2008

Setelah berdiskusi dengan instruktur kami, ide kami tentang pemasangan bambu beralih dari gaya yang lebih "modern" dengan baut, dll., ke gaya yang lebih "tradisional" dengan tali atau kawat. Hal ini membuat kami jauh lebih sibuk karena harus membuat alur yang pas dengan potongan-potongan bambu secara dremel satu per satu dan memasang kawatnya dengan tangan. Proses ini berjalan lambat karena kami masih mempelajari mata bor Dremel mana yang lebih baik untuk berbagai material.

• Tip 1: Menggunakan gergaji pada pisau saku jauh lebih cepat, jauh lebih efisien, cukup presisi, dan dapat diperbaiki dengan Dremel jika perlu.

Untuk menyatukan potongan-potongan belakang rangka dingin, kami terlebih dahulu mengebor lubang, yang penting untuk menghindari bambu terbelah, dan menyambungkan potongan-potongan tersebut dengan kawat.

18/07/2008

Kami mengalami beberapa masalah penyusutan bambu selama beberapa hari terakhir karena bambu yang masih sangat hijau terus mengering. Hal ini mudah diatasi dengan menyambungkan potongan-potongan bambu dengan kawat, karena memperbaikinya hanya perlu mengencangkan kawatnya sedikit.

• Tip 2: Biarkan bambu mengering setidaknya satu atau dua minggu sebelum konstruksi untuk menghindari masalah penyusutan.

Hari ini kami juga menemukan cara menyambungkan bagian belakang rangka dingin ke rangka kayu. Prosesnya cukup sulit karena kami harus menghindari sekrup yang sudah ada di kayu, tetapi kami menemukan cara untuk menempelkan balok-balok kecil yang tersisa di bagian belakang rangka, yang kemudian kami gunakan untuk memasang baut pada bambu.

Kami juga mulai memotong dan mengolah bagian-bagian bersudut yang memanjang dari bagian belakang rangka dingin hingga ke bagian depan.

• Tip 3: Saat memotong atau mengebor bambu, bungkus area yang akan dipotong/dibor dengan selotip untuk menghindari putus dan terkelupasnya serat luar.

19-21 Juli 2008

Sean mulai memotong plastik sesuai kebutuhan kami menggunakan mata potong pada dremel. Pekerjaan ini memakan waktu lama dan melelahkan, dan dremel terus-menerus kehilangan daya, jadi sementara itu kami juga memotong bagian samping dan belakang rangka dingin dari kayu lapis.

• Kiat ke-4: Menggunakan teknik pemotongan dan pembengkokan pada plastik secara signifikan mengurangi jumlah waktu yang diperlukan untuk memotong bentuk...serta jumlah pengisian ulang Dremel yang diperlukan.

Kayu lapis dipotong agar rata dengan rangka bambu. Saat mencari bahan di toko, kami juga menemukan layar reflektif untuk kaca depan yang terbuat dari plastik gelembung mylar. Kami membuat stensil dan memotong potongan-potongan layar yang sesuai untuk ditempelkan di bagian samping dan belakang. Kami menggunakan staples untuk menempelkan plastik gelembung ke potongan-potongan tersebut, petualangan yang berbeda. Kami mencari di seluruh Parras untuk menemukan staples (tidak berhasil) sebelum kami meminta perusahaan bus ibu Sean yang memberi kami beberapa staples. Setelah kami memilikinya, kami selesai menempelkan potongan-potongan tersebut dan dapat mulai menempatkannya di rangka yang dingin. Setelah berpikir sejenak, kami memutuskan untuk menggunakan sealant silikon untuk menempelkan kayu lapis ke bambu.

22/07/2008

Setelah plastik dipotong sesuai ukuran, kami dapat mulai memasangnya juga. Karena keterbatasan ukuran potongan plastik yang dipungut, kami akhirnya menggunakan dua lembar untuk bagian depan rangka pendingin. Kami meletakkan plastik di lantai dan memasang silikon pada sambungan antara kedua potongan karena menyambungkannya pada rangka pendingin akan sangat sulit. Kami juga memotong sepotong plastik untuk menutupi celah di bagian depan gerobak dorong yang tidak tertutup oleh rangka pendingin. Ini hanya sedikit menambah cahaya dan mencegah area gelap pada pasteurisasi.

Pada hari ini, kami juga mulai mengerjakan titik keluar air. Kami menandai sebuah lingkaran di mana pipa seharusnya berada dan mengebor lubang di bagian bawah gerobak dorong yang kemudian diperlebar dengan dremel. Setelah selesai, kami memasang perlengkapan, flens di bagian dalam gerobak dorong, beberapa ring, dan katup gerbang di bagian luar gerobak dorong agar air bersih dapat dikeluarkan dari bak.

23-25 Juli 2008

Kini saatnya memikirkan apa yang telah kami tunda selama ini, bagaimana cara memasang filter pasir ke rangka gerobak dorong. Kami telah mengubah desain kami untuk menempatkan filter di bagian depan gerobak dorong, agar tidak mengganggu pengguna dan agar bebannya yang berat tidak terlalu terasa.

Bahasa Indonesia: Saat memeriksa tumpukan sampah di UTC, kami mengambil beberapa potongan logam dari meja-meja tua untuk digunakan sebagai penyangga dan penyangga. Kami juga menemukan sepotong logam kebiruan yang aneh di ruang kelas tua yang kami letakkan di sekitar ember. Potongan logam dipotong sesuai ukuran dengan dremel dan dipalu untuk menghilangkan lengkungan. Kami menggunakan satu potongan panjang sebagai penyangga tempat filter akan bertumpu yang terpasang secara vertikal ke lengkungan depan sumur roda menggunakan baut. Dua potongan yang lebih kecil digunakan sebagai penyangga yang terpasang dengan baut ke baut gerobak dorong yang ada. Potongan-potongan yang lebih kecil ini juga terhubung ke lingkaran logam biru yang dibuat untuk gerobak dorong di lubang bawah sementara di lubang atas kami menempatkan baut besar dengan mur kupu-kupu untuk mengencangkan lingkaran di sekitar ember. Semua lubang di potongan logam dibor dengan mata bor logam dan kemudian dibuat dengan dremel ke ukuran yang tepat.

Selain itu, kami membuat alas kayu untuk ember dari dua potong kayu lapis yang diikatkan ke penyangga tegak dudukan dengan baut.

26/07/2008

Pengujian suhu awal dimulai hari ini!

27-29 Juli 2008

Hari-hari ini seperti mimpi buruk yang panjang karena harus mencari pasir dan batu yang masih bisa digunakan. Batu-batu itu kami temukan di beberapa tumpukan di sekitar kampus dan di tempat kerja rekan-rekan kami. Bagian tersulitnya adalah mencari tahu cara mencucinya. Akhirnya kami melakukan apa yang terasa seperti siklus tanpa akhir: menyaring kotoran, membilas, menyaring, mencuci, membilas, menyaring, mencuci, dan seterusnya.

• Tips 5: Saring kotoran sebelum membasahi batu. Setelah siap dicuci, masukkan batu ke dalam ember dan biarkan terendam, aduk airnya sesekali, cukup lama sebelum disaring dan dibilas.

Kami juga mencoba merendamnya dalam larutan sabun dan meskipun itu sedikit membantu, ternyata menghilangkan sabun sama sulitnya dengan menghilangkan kotorannya.

Namun, pasir adalah hal yang paling sulit ditemukan di Parras. Kami berjalan berjam-jam di bawah terik matahari, beberapa hari sekali, tetapi tidak berhasil. Akhirnya, seorang teman mahasiswa UTC melihat kami kesulitan membersihkan bebatuan, mendengar kami membutuhkan pasir, dan memberi tahu kami bahwa ia punya sebotol pasir dari Mazatlan di kamarnya... yang penting selalu siapa yang kita kenal di Parras.

30/07/2008

Hal terakhir yang perlu kami lakukan adalah membuat lubang di dasar ember untuk memasang selang air. Filter pasir kemudian dirakit dengan saringan jaring di bagian bawah, batu di atasnya, kerikil di tengah, dan pasir di atasnya, ditambah saringan jaring yang dapat dilepas untuk menyaring dedaunan dan sebagainya.

Anggaran

Pengujian dan Hasil

After completing the construction of our solar water pasteurizer we began testing to see if our system could reach the desired pasteurization temperature of 65º C(149º F). For our first run the pasteurizer reached a maximum temperature of 52º C after 2hrs and remained at this temperature for the next two hours. At this point we had a fairly good seal between the cold frame construction and the wheelbarrow so we predicted that the problem was related to lack of light entering the system or a lack of insulation. The excessive condensation that formed on the plastic face of the pasteurizer concerned us because more light would be diffracted and resulting in less light entering the system. The pan of our wheelbarrow base is made of metal and we were concerned that this may have been the source of excessive heat loss.Since we had already secured the plastic face to the cold frame construction, we decided to work towards insulating the pan of the wheelbarrow. We first insulated by placing a black-tarp skirt around the the edge of the wheel barrow that reached the ground. This method yielded a higher temperature of 58º C which told us that heat loss through the pan due insufficient insulation was a major factor. Next we acquired several cardboard boxes and cut and adhered them to the bottom of the wheel barrow pan. The next time we tested, the water only reached a 52º C after 4hrs. We then noticed that the gasket we had fixed to the top of the wheel barrow to provide a seal between the cold frame and the wheel barrow had begun to fall off. We had used silicon to adhere the gasket initially and this did not hold. We finally decided to fix the gasket to the top of the wheel barrow using small screws. We also proceeded to add a second layer of cardboard insulation. After both of these tasks were completed we tested again. This run yielded our highest temperature of 62º C. According to Dr. Bob Metcalf, a leader in solar water pasteurization research, 60º C is sufficient to kill all of the diarrhea causing bacteria and rotaviruses and 90 percent of Hepatitus A virus after 2 minutes. After this final testing day we had several days of clouds and thunderstorms. Our highest subsequent temperature reached 60ºC with other recorded temperatures below 55º C.

Problems and Recommendations

The toughest part about completing this project was finding and buying the materials. Every hardware store in Parras, Mexico carries different materials and nothing was ever easy to find. The best way to get things done in Mexico is to make friends and utilizing every contact. Often we had to adapt our design to utilize the available materials. We had to make this compromise when we purchased a grey wheel barrow when black would have been a more effective color choice.

Another problem we had with the proper functioning of this system, aside from the insulation issues, was with the condensation buildup on the plastic face of the cold frame construction. We settled on a 30º angle for the face of the frame to minimize the height of the pasteurizer, when a greater angle would have facilitated the runoff of the condensation. By reducing the amount of condensation on the face of the frame we would have increased the amount of light entering the system. More light entering the system would have resulted in both a higher internal temperature and a higher water temperature.

We chose to use bamboo to construct the frame of this system to utilize a local renewable material. This turned out decreasing the appropriateness of this system. Due to the irregularities of the bamboo we needed to use a great deal of silicone to fill the gaps between the bamboo frame, the plywood sides, and the plastic face of the cold frame construction. By only using the plywood to construct the cold frame construction we would have greatly reduced the amount of silicone needed.

Finally, insulation is paramount to the success of this system. Even with the two layers of cardboard insulation, heat was still being lost through the bottom of the pan. A better, more weather resistant solution, would be a two pan system with insulation in between. This could be achieved by placing insulation in the pan of the wheel barrow and placing a second wheel barrow pan on top. Although this would increase the weight of the system, which is presently extremely well balanced, it would be worth it to assist in yielding the higher temperature needed to more quickly pasteurize water (65º C).

Conclusions

Sebagian besar masalah yang kami temui saat membangun pasteurisasi air tenaga surya berkaitan dengan kesulitan mendapatkan bahan dan kurangnya peralatan yang sesuai. Awalnya, kami mengira rencana kami sederhana dan mudah. Semua bahan yang dibutuhkan sudah kami kenal dan mudah ditemukan di sebagian besar toko perangkat keras di Amerika Serikat. Namun, ketika kami mulai mencari bahan di Parras, Meksiko, ternyata tidak semua bahan yang kami rencanakan tersedia atau mudah ditemukan. Misalnya, awalnya kami berencana menggunakan semacam weather stripping untuk memberikan segel antara konstruksi rangka dingin dan gerobak dorong, tetapi ternyata tidak mudah ditemukan. Bahan lain yang sulit ditemukan adalah bagian depan plastik untuk permukaan miring konstruksi rangka dingin dan bahan reflektif selain aluminium foil kualitas rendah untuk melapisi dinding bagian dalam rangka. Bahan yang paling sulit diperoleh adalah ember 2,5 galon, termometer, dan yang paling sulit, pasir halus. Kami menghabiskan total sekitar 6 jam mencari pasir halus di bawah terik matahari Parras. Setelah kami akhirnya menyerah, seorang teman lokal memberi tahu kami bahwa ia memiliki satu wadah pasir dari Mazatlan di rumahnya yang bisa kami gunakan. Kami sangat senang dan sekali lagi menyadari bahwa cara paling efisien untuk menyelesaikan berbagai hal di Meksiko adalah dengan menjalin pertemanan dan memanfaatkan koneksi. Dengan melakukan ini, kami akhirnya dapat menemukan semua komponen yang diperlukan untuk menyelesaikan pasteurisasi air tenaga surya kami.

Kelompok kami berhasil merancang dan menyelesaikan prototipe operasional untuk pasteurisasi air tenaga surya yang dapat diangkut. Namun, suhu yang lebih tinggi akan lebih diinginkan sehingga modifikasi diperlukan untuk sistem pasteurisasi yang lebih cepat dan efektif. Jika ada yang mencoba mereplikasi sistem semacam itu, kami mendorong mereka untuk mempertimbangkan rekomendasi kami.

Referensi

Data halaman

Bagian dari	Parras tahun 2008
Kata Kunci	tenaga surya , pemurnian air , memasak dengan tenaga surya
Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (TPB)	SDG06 Air bersih dan sanitasi , SDG07 Energi bersih dan terjangkau , SDG09 Inovasi dan infrastruktur industri
Penulis	Ryndie Azevedo , Anonim1
Lisensi	CC-BY-SA-3.0
Organisasi	Universitas California, Humboldt
Bahasa	Bahasa Inggris (en)
Terjemahan	Korea
Terkait	1 subhalaman , 5 halaman tautan di sini
Pemandangan	404 tampilan halaman ( analitik )
Dibuat	2 Juli 2008 oleh Ryndie Azevedo
Edit terakhir	18 Juni 2024 oleh Felipe Schenone
Kutip sebagai	Ryndie Azevedo , Anonim1 (2008–2024). "Pasteurisasi air tenaga surya UTC" . Appropedia . Diakses 30 Juli 2025 .
Kueri API	dasar , semantik , html , file , dan lainnya