Development of Energy use Profiles, Reduction Concepts, and Implementation of Renewable Energies in the Central Ugandan Pineapple Processing Chains
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften | |
| dc.contributor.referee | Hensel, Oliver (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Hofacker, Werner (Prof. Dr.) | |
| dc.date.accessioned | 2020-10-30T12:53:49Z | |
| dc.date.available | 2020-10-30T12:53:49Z | |
| dc.date.issued | 2020-02 | |
| dc.description.sponsorship | RELOAD Project | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202010282022 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/11910 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.relation.projectid | Grant Number: 031A247A | |
| dc.rights | Urheberrechtlich geschützt | |
| dc.rights.uri | https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ | |
| dc.subject | Pineapple processing | eng |
| dc.subject | munaanansi | eng |
| dc.subject | pineapple wine | eng |
| dc.subject | pineapple juice | eng |
| dc.subject | renewable energy | eng |
| dc.subject.ddc | 630 | |
| dc.subject.swd | Uganda | ger |
| dc.subject.swd | Ananasanbau | ger |
| dc.subject.swd | Verarbeitung | ger |
| dc.subject.swd | Methode | ger |
| dc.subject.swd | Erneuerbare Energien | ger |
| dc.subject.swd | Energieverbrauch | ger |
| dc.subject.swd | Entwicklung | ger |
| dc.title | Development of Energy use Profiles, Reduction Concepts, and Implementation of Renewable Energies in the Central Ugandan Pineapple Processing Chains | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| dcterms.abstract | Pineapples, like all fruits, are highly perishable and require either immediate consumption or preservation. To make them more stable and add value, four major processing methods are being employed in Uganda, i.e. drying, munaanansi (local drink), wine, and juice making. Energy is one of the main inputs required to achieve any of the processing methods. The aim of this research was to develop energy use profiles, gain insights into energy use reduction options, and to evaluate the applicability of renewable energies in Ugandan pineapple processing chains. Fifteen processing enterprises were selected from Kampala, Kayunga, and Wakiso (central Uganda) and investigated for a maximum of six days each. Measurements were conducted at three pineapple drying systems (S01 – processor one, S02 – processor two, and S03 – processor three) and five munaanansi makers (P01 –maker one, P02 – maker two, P03 – maker three, P04 – maker four, and P05 – maker five). Similarly, measurements at four winemakers (W01 – maker one, W02 – maker two, W03 – maker three, and W04 – maker four) and three juice makers (J01 – maker one, J02 – maker two, and J03 – maker three) were performed. Drying is the most developed and formalized processing method in Uganda. The selected drying processors employ forced convective hybrid and traditional direct solar dryers, and results showed that the average inlet and outlet temperatures were 69.50 0C and 47.11 0C at S01, 118.26 0C and 59.20 0C at S02, and 44.79 0C and 45.62 0C at S03 respectively. The specific energy consumption (SEC) at S01 was 28.28 kWh/kg and 13.91 kWh/kg in Jan and Apr respectively, 32.28 kWh/kg at S02, and 3.22 kWh/kg at S03. The drying ratio at S01 was 17:1 (Jan) and 16:1 (Apr) while 22:1 and 16:1 at S02 and S03 respectively. Additionally, for munaanansi, wine, and juice making; firewood and charcoal are the main fuels used, and the three stone firewood and traditional charcoal stoves (“sigiri) are the most applied among the investigated makers. The average SEC was 1.24 kWh/l for munaanansi, 0.80 kWh/l for wine, and 0.66 kWh/l for juice making. The study further indicates relatively low energy use profiles among pineapple processors, but there are opportunities for energy use improvement in terms of quantity, quality, conversion devices, and control. Moreover, energy use reduction options were identified and resource use assessment frameworks were developed and proposed for application. The use of renewable energies, especially photovoltaic and solar thermal energy for heating purposes is of particular importance, and there is also energy saving potential with regard to devices for better conversion of biomass into heat. | eng |
| dcterms.abstract | Ananas ist, wie das meiste andere Obst auch, hoch verderblich und muss entweder sofort verzehrt, oder konserviert werden. Zur Haltbarmachung und auch zur Wertsteigerung werden in Uganda vor allem vier Verarbeitungsmethoden angewandt: Das Trocknen, die Verarbeitung zu Munaanansi (ein lokales Getränk), die Wein-, und die Saftherstellung. Energie ist einer der wichtigsten Faktoren, die für jede dieser Verarbeitungsmethoden benötigt werden. Ziel dieser Forschungsarbeit war die Entwicklung von Energie-nutzungsprofilen, zudem Einblicke in Einsparpotentiale zu erhalten, sowie die Evaluierung der Anwendbarkeit erneuerbarer Energien in ugandischen Ananasverarbeitungsketten. Fünfzehn Verarbeitungs-betriebe aus Kampala, Kayunga und Wakiso (Zentraluganda) wurden ausgewählt und jeweils bis zu sechs Tage lang untersucht. Die Messungen wurden an drei Ananastrocknungsanlagen (S01 – S03, Verarbeiter 1 bis 3) und fünf Munaanansi Herstellern (P01 - P05 - Verarbeiter 1 bis 5) durchgeführt. In ähnlicher Weise wurden Messungen bei vier Weinherstellern (W01 – W04, Verarbeiter 1 bis 4) und drei Saftherstellern (J01 – J03, Verarbeiter 1 bis 3) vorgenommen. Die Trocknung ist die am weitesten entwickelte und meist verbreitete Verarbeitungsmethode in Uganda. Die ausgewählten Verarbeiter verwenden hybride und traditionelle direkte Solartrockner mit Zwangskonvektion, und die Ergebnisse zeigen, dass die durchschnittlichen Einlass- und Auslasstemperaturen 69,50 °C und 47,11 °C bei S01, 118,26 °C und 59,20 °C bei S02 bzw. 44,79 °C und 45,62 °C bei S03 betrugen. Der spezifische Energieverbrauch (SEC) bei S01 betrug 28,28 kWh/kg und 13,91 kWh/kg (Januar bzw. April), 32,28 kWh/kg bei S02 und 3,22 kWh/kg bei S03. Das Trocknungsverhältnis bei S01 war 17:1 (Januar) und 16:1 (April), während es bei S02 und S03 22:1 bzw. 16:1 betrug. Darüber hinaus wurde ermittelt, dass für die Herstellung von Munaanansi, Wein und Saft hauptsächlich Brennholz und Holzkohle verwendet werden, wobei die Drei-Stein-Kocher und die traditionellen Holzkohleöfen ("Sigiri") unter den untersuchten Herstellern am häufigsten im Einsatz waren. Der durchschnittliche SEC lag bei 1,24 kWh/l für Munaanansi, 0,80 kWh/l für Wein und 0,66 kWh/l für die Saftherstellung. Die Studie zeigt relativ niedrige Energieverbrauchsprofile bei den Ananasverarbeitern auf, dennoch gibt es weitere Möglichkeiten zur Verbesserung des Energieverbrauchs im Hinblick auf Quantität, Qualität, Umwandlungstechnik und Prozesskontrolle. Es wurden Optionen zur Reduzierung des Energieverbrauchs identifiziert sowie ein Bewertungsrahmen für die Ressourcennutzung erarbeitet und zur Anwendung vorgeschlagen. Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem Einsatz erneuerbarer Energien, insbesondere der Photovoltaik und der Solarthermie für Heizzwecke zu, weiterhin bestehen Energiesparpotentiale bezüglich der besseren thermischen Nutzung von Biomasse. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Miyingo, Emmanuel Wokulira | |
| dcterms.dateAccepted | 2020-09-30 | |
| dcterms.extent | XV, 172 Seiten | |
| kup.iskup | false |