Torréfacteur solaire de café/en : Différence entre versions

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|Description=Torréfacteur solaire de café à partir d'une bétonnière
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{{Introduction
|Introduction=L'élaboration du café nécessite plusieurs étapes qui permettent de transformer le grain de café frais à peine cueilli sur la plante, à la tasse fumante et odorante qui vous réveille chaque matin.
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|Introduction=Several steps need to be considered in order to turn the coffee grain growing on its tree into the steaming hot drink waking you up every morning.
  
Après avoir été trempé dans l'eau, dénué de sa cosse (ou dépulpé), puis avoir fermenté, le grain de café doit être torréfié avant de pouvoir être moulu. C'est l'étape de torréfaction qui donne au grain de café son arôme.
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After being picked from the tree, the fruit must soak into the water and its husk must be peeled. The grain should then ferment and being roasted before being grinded. This roasting is giving the grain all its flavour.
  
A la Granja Ecologica de Huyro au Pérou, les étudiants et professeurs de l'Université PUCP développent différents outils Low Tech. Dans cette région où est largement cultivé le café, un des principaux produits agricoles d'exportation du Pérou, ils ont mis au point un torréfacteur solaire de café, à partir d'une bétonnière.
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Coffee is one of the main exported product of Peru. At the Granja Ecologica in Huyro, Peru, students and professors from the PUCP University have developed different low tech tools. In this region where coffee is being grown, they created a coffee solar roaster using a cement mixer.
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Designed for the use of a family or a community more than for an industrial use, this roaster can roast 4kg of coffee within 20 minutes. It allows the communities living in coffee plantations to consume their own production, while controling the process of making coffee. Thus, these communities do not have to buy coffee sold on the market, which is usually roasted and packaged on the other side of the world.
  
Voici comment construire une telle machine. Notre objectif est d'inspirer, d'encourager à construire des machines à partir de matériaux de récupération. Adaptez la structure à vos besoins, aux matériaux et outils dont vous disposez localement !
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Roasting coffee using a pan takes a long time, as it is always necessary to stir in the grains. The cement mixer allows a homogeneous grain roasting and we can let the process run while doing something else.
  
Nous sommes deux étudiantes en exploration de Low Tech en Amérique du Sud, pour suivre nos découvertes, c'est par ici : https://www.facebook.com/LAtelierLowTech/.
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The solar coffee roaster saves energy, time and increase the independancy of the communities living in coffee plantations.
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Here is how to built such a machine. Our goal is to inspired and encourage the construction of machines using salvage materials.  You can adapt this device to your needs, the material and tools you have at your disposal!
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We are two French students exploring low technologies in South America. Do not hesitate to follow our adventure here : https://www.facebook.com/LAtelierLowTech/
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|Material=Torréfacteur
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|Step_Picture_00=Torréfacteur_solaire_de_café_IMG_20181211_231955.jpg
* Bétonnière
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* Peinture noire
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|Material=Roaster:
* Feuilles d’Aluminium
+
*Cement mixer,
* Isolant (laine de verre, de roche, mousse, etc)
+
*Black painting,
Parabole
+
*Aluminum sheets,
* Barres d'acier ou d'aluminium
+
*Isolating material (fiberglass, rock wool, foam,..)
* Montants en métal
+
Parabola:
* Tôles planes
+
*Stainless steel or aluminum bars,
* Fil de fer
+
*Metal frame, sheets of metal,
Entrainement mécanique
+
*Wires
* Courroie ou chaine de transmission
+
Mechanical par:
* Engrenages
+
*Belt or chain,
* Manivelle, ou moteur électrique, ou roue à aubes
+
*Gears (toothed wheels),
|Tools=* Pinceau
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*Handle or motor or water wheel
* Pince coupante
+
|Tools=*Paint brush,
* Pince plate
+
*Wire cutter,
* Clés plates
+
*Flat-nose pliers,  
* (Poste à souder)
+
*Spanner,
* (Perceuse - visseuse)
+
*(welding material),
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*(drill- screw-gun)
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* Protection equipment: glasses, gloves, ear defenders
 
}}
 
}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=The solar coffee roaster
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|Step_Content=The roaster is made of 3 different parts :
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*The roaster itself, using a salvage cement mixer
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*The solar parabola, which concentrates solar energy into the roaster
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*A mechanical part, which makes the roaster turn
 
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|Step_Title=Le torréfacteur de café
 
|Step_Content=Le torréfacteur est constitué de trois entités :
 
* Le torréfacteur, à partir d'une bétonnière de récupération
 
* La parabole, qui concentre l'énergie solaire vers le torréfacteur
 
* L'entraînement mécanique, qui fait tourner la bétonnière
 
 
}}
 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
+
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=The roaster
 +
|Step_Content=The roaster is built using a small cement mixer, whose inside walls are painted in black in order to convert the solar energy into thermal energy.
 +
 
 +
The cement mixers outside walls are isolated using an aluminum coating and a thick coat of isolating material (depending on the materials you have at your command: fiberglass,  rock wool, isolating foam). The goal is to keep the heat inside the cement mixer so that it does not escape through the walls.
 
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|Step_Title=Le torréfacteur
+
}}
|Step_Content=Le torréfacteur est fabriqué à partir d'une petite bétonnière, dont l'intérieur est peint en noir afin de convertir l'énergie lumineuse en énergie thermique.
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{{Tuto Step
 +
|Step_Title=The Scheffler parabola
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|Step_Content=The Scheffler parabola is a piece of sphere covered by sheets of metal, which concentrate the solar beams at its center. The cement mixer should be placed in the middle of this sphere.
  
La bétonnière est isolée de l'extérieur grâce à une couche d'aluminium et une épaisse couche isolante (selon les matériaux dont vous disposez localement : laine de verre, laine de roche, mousse isolante, etc), pour conserver la chaleur à l'intérieur de la bétonnière et qu'elle ne s'échappe pas par les parois.
+
The size of the parabola depends on the quality of the materials available and the quantity of heat you need, knowing that a bigger parabola will provide more heat.
}}
+
 
{{ {{tntn|Tuto Step}}
+
The roasting process is generally undertaking around 200°C.
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 +
The stainless steel or aluminium frame is built on a foot which allows it to rotate in order to orientate the sun steams toward the cement mixer.
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 +
To reflect the maximum amount of solar beams, it is important that the beams come perpendicularly to the surface of the parabola. In summer, when the sun is high in the sky,  the parabola should be placed horizontally whereas during the winter, when the sun is low, it should be placed vertically.
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 +
According to the materials you have, they could be assembled using a welder, screws or wires.
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A grid-patterned structure is then added to the frame using a metal support.
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Pierce the sheets of metal at their extremities
 +
 
 +
Fix the sheets of metal on the metal frame using wires
 
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Ligne 77 : Ligne 107 :
 
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|Step_Picture_04=Torréfacteur_solaire_de_café_Diapositiva4.JPG
 
|Step_Picture_05=Torréfacteur_solaire_de_café_Diapositiva5.JPG
 
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|Step_Title=La parabole - Scheffler
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}}
|Step_Content=La parabole de Scheffler est un morceau de sphère couverte de tôles métalliques, qui permet de concentrer les rayons du soleil en son centre. Il conviendra de placer la bétonnière au centre de cette sphère.
+
{{Tuto Step
 
+
|Step_Title=The mechanical transmitting part
La taille de la parabole dépend de la quantité de matériaux dont vous disposez et de la quantité de chaleur que vous souhaitez apporter. Sachant que plus la surface de la parabole sera grande, plus la quantité de chaleur transmise sera élevée.
+
|Step_Content=The mechanical gears which are already part of the cement mixer can be used. However , if the feet disturb the transmission, it could be better to modify the feet, as we had to do.
 
 
La torréfaction est généralement effectuée autour de 200°C.
 
  
Le cadre en acier ou aluminium est monté sur un pied qui lui permet de pivoter pour être orienté face au soleil.
+
The blades inside the cement mixer are turning in order to continuously mix the coffee grains and obtain a homogeneous roasting, without burning the grains. The roasting process takes about 20 minutes.
  
Pour réfléchir un maximum de rayonnement solaire, il est nécessaire que les rayons du soleil frappent perpendiculairement la surface de la parabole. En été, lorsque le soleil est haut dans le ciel, il conviendra d'orienter la parabole à l'horizontale. En hiver, lorsque que le soleil est bas et rasant, il conviendra d'orienter la parabole à la verticale.
+
The rotating movement could be done in several ways:
  
Selon les matériaux dont vous disposez, les assembler en les soudant à l'arc, en les vissant ou à l'aide de fil de fer.
+
*Using the hands : a handle could be directly fixed to the cement mixer's gears. Undertaking the roasting process manually for 20 min could however be tiring.
  
Munir le cadre d'une structure en quadrillage à l'aide de montants en métal.
+
*Using a generator: the toothed wheels of the cement mixer's gears could be linked to the rotation axis of a motor, using a belt or a chain. This motor could be fed thanks to a generator, the electrical network or batteries which would store the energy from solar panels, wind or water turbines. In this way, the motor will make the roaster rotate.
  
Percer les tôles planes à chaque extrémité.
+
*Using a water turbine: if there is a stream in the area, the toothed wheels of the cement mixer and the rotation axis of a water wheel could be linked together using a belt of a chain. The water wheel will then transmit its rotation movement to the roaster.
 
 
Fixer les tôles sur la structure en métal à l'aide de fil de fer.
 
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|Step_Title=L'entraînement mécanique
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|Step_Content=Maintenir en place les engrenages de transmission mécanique de la bétonnière. Si les pieds gênent la transmission, il peut être préférable de modifier les pieds de la bétonnière, comme dans notre cas.
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{{Notes
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|Notes=You will see different step occurring  during the roasting process:
  
Les pales à l'intérieur de la bétonnière mise en rotation permanente permettent de remuer continuellement les grains de café et assurent une torréfaction uniforme sans brûler. La torréfaction dure 20 minutes environ.
+
The fermented coffee grains would first dehydrate.
  
Le mouvement de rotation peut être assuré de différentes manières :
+
Then they will turn into light brown and will finally make some noise (crack).
* '''À la main''' : fixer une manivelle directement aux engrenages de la bétonnière. Cela peut être fastidieux de tourner la manivelle durant 20 minutes.
+
 
* '''Avec un moteur électrique''' : à l'aide d'une courroie ou d'une chaîne, relier les engrenages de la bétonnière à l'axe de rotation d'un moteur électrique. Le moteur électrique peut être alimenté par un groupe électrogène, le réseau électrique ou des batteries stockant de l'énergie solaire (panneaux photovoltaïques), éolienne ou hydraulique.
+
A cooling step is then required before grinding the grain
* '''Avec une turbine hydraulique''' : si vous disposez d'un cours d'eau, muni d'une turbine hydraulique, d'une roue à aube, d'un moulin, etc. A l'aide d'une courroie ou d'une chaîne, relier les engrenages de la bétonnière à l'axe de rotation d'une roue à aube. Entraînée par le cours d'eau, la roue à aube transmettra son mouvement perpétuel de rotation au torréfacteur.
+
 
}}
+
Thank you to Hassan Hadzich and Diana Figueroa for their help and warm welcoming at la Granja Ecologica.
{{ {{tntn|Notes}}
+
 
|Notes=La torréfaction consiste elle même en plusieurs étapes, les grains de café ayant fermenté, ils sont soumis au processus suivant :
+
PUCP is the Pontificia Universidad Católica del Perú, a private university in Lima, Peru.
* Déshydratation des grains de café
+
 
* Coloration marron clair à environ 200°C
+
https://www.pucp.edu.pe/
* Explosion des grains (petits bruits cracs)
+
 
* Puis une phase de refroidissement est nécessaire avant le conditionnement.
+
The Grupo de Apoyo al Sector Rural is a group made of students and professors from the PUCP, created 25 years ago and undertaking different low tech and renewable energy projects.
  
Merci à Diana Figueroa et Hassan Hadzich de nous avoir rencontrées et accueillies au sein de la Granja Ecológica.
+
http://gruporural.pucp.edu.pe/listado-proyectos/
  
PUCP est la Pontificia Universidad Católica del Perú, université privée de Lima. [http://www.pucp.edu.pe/ http://www.pucp.edu.pe]
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The first coffee solar roaster was made in the Café Compadre in Lima, Peru: https://www.facebook.com/cafecompadre/
  
Le Grupo de Apoyo al Sector Rural est un collectif d'étudiants et de professeurs de l'Université PUCP, créé il y a 25 ans, menant divers projets Low Tech et travaillant sur les énergies renouvelables. http://gruporural.pucp.edu.pe/listado-proyectos/
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To build the Scheffler parabola you can check this website:  http://www.solare-bruecke.org/index.php/es/die-scheffler-reflektoren/bauanleitungen
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Version actuelle datée du 8 décembre 2020 à 08:52

Tutorial de avatarL'Atelier Low Tech | Catégories : Alimentation, Énergie, Outils

Solar coffee roaster made using a cement mixer

Licence : Attribution (CC BY)

Introduction

Several steps need to be considered in order to turn the coffee grain growing on its tree into the steaming hot drink waking you up every morning.

After being picked from the tree, the fruit must soak into the water and its husk must be peeled. The grain should then ferment and being roasted before being grinded. This roasting is giving the grain all its flavour.

Coffee is one of the main exported product of Peru. At the Granja Ecologica in Huyro, Peru, students and professors from the PUCP University have developed different low tech tools. In this region where coffee is being grown, they created a coffee solar roaster using a cement mixer. Designed for the use of a family or a community more than for an industrial use, this roaster can roast 4kg of coffee within 20 minutes. It allows the communities living in coffee plantations to consume their own production, while controling the process of making coffee. Thus, these communities do not have to buy coffee sold on the market, which is usually roasted and packaged on the other side of the world.

Roasting coffee using a pan takes a long time, as it is always necessary to stir in the grains. The cement mixer allows a homogeneous grain roasting and we can let the process run while doing something else.

The solar coffee roaster saves energy, time and increase the independancy of the communities living in coffee plantations.

Here is how to built such a machine. Our goal is to inspired and encourage the construction of machines using salvage materials.  You can adapt this device to your needs, the material and tools you have at your disposal!

We are two French students exploring low technologies in South America. Do not hesitate to follow our adventure here : https://www.facebook.com/LAtelierLowTech/

Video d'introduction

Matériaux

Roaster:

  • Cement mixer,
  • Black painting,
  • Aluminum sheets,
  • Isolating material (fiberglass, rock wool, foam,..)

Parabola:

  • Stainless steel or aluminum bars,
  • Metal frame, sheets of metal,
  • Wires

Mechanical par:

  • Belt or chain,
  • Gears (toothed wheels),
  • Handle or motor or water wheel

Outils

  • Paint brush,
  • Wire cutter,
  • Flat-nose pliers,  
  • Spanner,
  • (welding material),
  • (drill- screw-gun)
  • Protection equipment: glasses, gloves, ear defenders

Étape 1 - The solar coffee roaster

The roaster is made of 3 different parts :

  • The roaster itself, using a salvage cement mixer
  • The solar parabola, which concentrates solar energy into the roaster
  • A mechanical part, which makes the roaster turn

Étape 2 - The roaster

The roaster is built using a small cement mixer, whose inside walls are painted in black in order to convert the solar energy into thermal energy.

The cement mixers outside walls are isolated using an aluminum coating and a thick coat of isolating material (depending on the materials you have at your command: fiberglass,  rock wool, isolating foam). The goal is to keep the heat inside the cement mixer so that it does not escape through the walls.


Étape 3 - The Scheffler parabola

The Scheffler parabola is a piece of sphere covered by sheets of metal, which concentrate the solar beams at its center. The cement mixer should be placed in the middle of this sphere.

The size of the parabola depends on the quality of the materials available and the quantity of heat you need, knowing that a bigger parabola will provide more heat.

The roasting process is generally undertaking around 200°C.

The stainless steel or aluminium frame is built on a foot which allows it to rotate in order to orientate the sun steams toward the cement mixer.

To reflect the maximum amount of solar beams, it is important that the beams come perpendicularly to the surface of the parabola. In summer, when the sun is high in the sky,  the parabola should be placed horizontally whereas during the winter, when the sun is low, it should be placed vertically.

According to the materials you have, they could be assembled using a welder, screws or wires.

A grid-patterned structure is then added to the frame using a metal support.

Pierce the sheets of metal at their extremities

Fix the sheets of metal on the metal frame using wires

Étape 4 - The mechanical transmitting part

The mechanical gears which are already part of the cement mixer can be used. However , if the feet disturb the transmission, it could be better to modify the feet, as we had to do.

The blades inside the cement mixer are turning in order to continuously mix the coffee grains and obtain a homogeneous roasting, without burning the grains. The roasting process takes about 20 minutes.

The rotating movement could be done in several ways:

  • Using the hands : a handle could be directly fixed to the cement mixer's gears. Undertaking the roasting process manually for 20 min could however be tiring.
  • Using a generator: the toothed wheels of the cement mixer's gears could be linked to the rotation axis of a motor, using a belt or a chain. This motor could be fed thanks to a generator, the electrical network or batteries which would store the energy from solar panels, wind or water turbines. In this way, the motor will make the roaster rotate.
  • Using a water turbine: if there is a stream in the area, the toothed wheels of the cement mixer and the rotation axis of a water wheel could be linked together using a belt of a chain. The water wheel will then transmit its rotation movement to the roaster.

Notes et références

You will see different step occurring  during the roasting process:

The fermented coffee grains would first dehydrate.

Then they will turn into light brown and will finally make some noise (crack).

A cooling step is then required before grinding the grain

Thank you to Hassan Hadzich and Diana Figueroa for their help and warm welcoming at la Granja Ecologica.

PUCP is the Pontificia Universidad Católica del Perú, a private university in Lima, Peru.

https://www.pucp.edu.pe/

The Grupo de Apoyo al Sector Rural is a group made of students and professors from the PUCP, created 25 years ago and undertaking different low tech and renewable energy projects.

http://gruporural.pucp.edu.pe/listado-proyectos/

The first coffee solar roaster was made in the Café Compadre in Lima, Peru: https://www.facebook.com/cafecompadre/

To build the Scheffler parabola you can check this website: http://www.solare-bruecke.org/index.php/es/die-scheffler-reflektoren/bauanleitungen

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