stageverslag over productinnovatie in potgrond en koemest

Voor mijn stage aan landbouw hogeschool vanhall Larenstein heb ik een concept-studie uitgevoerd naar het maken van een potgrond sorteermachine. Delen van dit onderzoek vind je hier.

Koemestkorrels

De koemestkorrel is een vorm van kunstmest. Het heeft een droge structuur, doordat het tijdens de productie gedroogd is. Dit zorgt ervoor dat het goed kan glijden over bijvoorbeeld een metalen plaat, wat noodzakelijk is voor het project. De koemestkorrel structuur verschilt van zandachtig tot maximaal 1cm³. Het apparaat moet minimaal 5 liter koemestkorrels kunnen bevatten, dit staat in de productomschrijving. Het gewicht van de korrels is ongeveer 1.5 kg per 5 liter(300 gram per liter). De kosten zijn €0.60 per liter, dat neerkomt op €3 per 5 liter. Voor aanvullende informatie over mest en koemestkorrels.

Potgrond

In de productomschrijving staat dat de potgrond-doseermenger minimaal 25 liter voorraad potgrond moet kunnen bevatten. Uit ons onderzoek is gebleken dat potgrond een dichtheid heeft van 150 gram/liter. Dit betekent dat het apparaat minimaal 3,75 kg potgrond moet kunnen opslaan. De structuur van de potgrond is grof. In de zak potgrond zit 1.5 kg mest/ m3 potgrond in de zak. Dus er zit 0.0375 kg in 25 liter. Gemiddeld zit er 1,25 kg mest in een m3 potgrond = 0.03125 kg in 25 liter potgrond. De potgrond is relatief droog en zal dus niet zo snel gaan klonteren. Potgrond bestaat uit tuinturf en turfstrooisel. Tuinturf heeft een hoge watercapaciteit, een fijne structuur en is heel compact. Turfstrooisel heeft juist en hardere structuur. Gemiddeld heeft de potgrond een grofheid van 0 tot 5 millimeter. De kosten zijn €0.05 per liter, dit komt dus neer op €1.25 per 25 liter potgrond. Voor een willekeurige samenstelling van potgrond.

Bestaande machines

In dit gedeelte is er gezocht naar bestaande potgrond doseermachines en bruikbare onderdelen van bestaande apparaten en/of gereedschappen die bruikbaar zijn voor het prototype. Uit het onderzoek bleek dat er nog geen bestaande machines op kleine schaal bestaan. Dit komt doordat het proces op kleine schaal relatief duur is en dit proces zal eerder geautomatiseerd uitgevoerd worden in plaats van handmatig. Een andere reden is dat potgrond al de benodigde mineralen bevat. In overleg met onze tutor, Dhr. N.T.M Spikker, hebben wij besloten om niet van de opdrachtomschrijving af te wijken. Daarom houden wij het op het mengen van potgrond met koemestkorrels. Er zijn wel een aantal machines te vinden voor grootschalig doseren van vaste stoffen. Hieruit zijn een aantal mogelijk te gebruiken onderdelen gekozen, die van pas zouden kunnen komen in het prototype. Dit zijn een vijzel voor de verplaatsing en dosering (Figuur 1), trechters als opslagbak en om te mengen.

Veiligheidseisen

Onze potgrond-doseermenger is een nieuw product op de markt. Hiervoor zijn nog geen specifieke veiligheidseisen(CE)bedacht, dus moet het apparaat voldoen aan de algemene veiligheidseisen. De belangrijkste eisen zijn dat het apparaat gevaar mag opleveren voor de consument en dat de consument ook weet hoe het product gebruikt moet worden.

Handleiding

Voor de veiligheid is het ook nodig dat de consument weet hoe hij het product moet bedienen dit kan doormiddel van een handleiding. Als de consument de handleiding volgt dan moet het product veilig zijn.

Mengen en verhouding

Het apparaat moet kunnen mengen, want er mag geen grote concentratie koemest rondom de wortels zijn, anders verbranden de wortels. Ook heeft het plantje overal voedingstoffen nodig om goed te groeien en daarvoor moet de koemest dus goed verdeeld zijn over de potgrond. Het apparaat moet homogeen kunnen mengen. Hiervoor zijn verschillende methoden beschikbaar namelijk: inharken, roeren, schudden, draaien en tegelijk instromen. Na het onderzoek is ‘tegelijk instromen’ gekozen als beste methode. Volgens de productomschrijving moet het mengen gebeuren in een verhouding tussen 1:10 en 1:20, Deze verhouding moet traploos instelbaar zijn, zodat elke verhouding instelbaar is. Om te testen of het mengen inderdaad is gebeurd, gebruiken we een mengtest.

Potmaten van de plantenpotten

In de opdrachtomschrijving staat dat er minimaal 3 potmaten gevuld moeten worden. Om erachter te komen welke potmaten het meest gebruikt worden, zijn er kwekers gemaild. De antwoorden van de kwekers heb ik bewaard. Er is een interview afgenomen bij een kweke. Hierna zijn alle antwoorden in één tabel verwerkt en daaruit bleek dat de meest gebuikte diameters 9cm, 10.5cm en 12cm zijn. Bij deze diameters zijn geen standaardhoogtes, dus is er gekozen voor één bedrijf, die de potten levert met een bepaalde hoogte.

Recyclebaarheid

Het is belangrijk om te rekening te houden met de recyclebaarheid van het apparaat. Uit het onderzoek hiervan blijkt, dat staal, aluminium en kunststof allemaal goed recyclebaar zijn. Dit betekent dat we geen extra rekening hoeven te houden met de recyclebaarheid, voor de keuze van het materiaal. Voor meer informatie over staal, aluminium en kunststof.

Mobiliteit

Om het apparaat gemakkelijk te verplaatsen is het belangrijk dat het apparaat niet teveel weegt, anders valt het niet binnen de ARBO-regels. Maar het apparaat moet wel stevig genoeg zijn, om het gewicht van de potgrond en koemest te houden. Een tweede mogelijkheid om het apparaat te verplaatsen is door middel van het aanbrengen van wieltjes.

Staat van product bij verkoop

Het apparaat kan op twee manieren verkocht worden, namelijk als bouwpakket of als kant- en klaar pakket. Om te kiezen tussen beide is onderzocht wat de voor- en nadelen zijn van beide manieren. Uit dit onderzoek is naar voren gekomen, dat kant- en klaar pakket meer voordelen heeft, omdat het een complex apparaat is, waarbij als het een bouwpakket was een heel grote handleiding nodig is.

Kracht

Het product moet met een bepaalde kracht bedienbaar zijn. In de Arbo-wet staan de maximale krachten, die een persoon mag leveren tijdens een trek- en duwbeweging.  Deze bedragen 15kg duw-/trekkracht in een gunstige houding (schouderhoogte).  Voor een ongunstige houding (heuphoogte) geldt 5kg duw-/trekkracht.  Het maximale gewicht dat één persoon verticaal mag tillen is 25 kg (bron 5). Tijdens de probleemanalyse is er een trek- en drukproef uitgevoerd om te concluderen wat de maximale trek-/ drukkracht is voor ons prototype. De conclusie is dat de maximale trek-/drukkracht op 100N is vastgesteld. Voor het uitgebreide onderzoek.

Doelgroep

Buiten het feit dat de opdracht is om een potgrond doseermachine te maken voor een workshop, is het product ook te gebruiken door kleine bedrijven. Het product is alleen niet geschikt om grote hoeveelheden potten te vullen, omdat het een relatief klein product is en het in verhouding veel tijd kost om een pot te vullen. Daarom is de doelgroep voor dit product vooral de particuliere klant en de workshop begeleiders.

Algemene eisen

• Afzet 10000 stuks, tenminste 5 jaar
• Geschikt voor mengen potgrond met koemestkorrels
• Verhouding moet instelbaar zijn, liggend tussen 1:20 en 1:10
• 25 liter potgrond bevatten
• 5 liter koemestkorrels bevatten
• Goed mengen geschikt voor tenminste 3 verschillende potmaten.
• Zo universeel mogelijk

Eigen eisen

• De verhouding moet traploos instelbaar zijn.
• Na het mengen vindt een mengtest plaats en uit die mengtest moet de afwijking per gedeelte niet meer dan 20 procent afwijken van het totale gebied.
• Het apparaat moet tenminste geschikt zijn voor de potten met diameter 9,10.5 en 12 cm(inhoud 0,5-1,5dm3).
• Het apparaat moet voor minimaal 50 % van de soorten potten bruikbaar zijn.
• Het apparaat moet voor minimaal 75% van de soorten potgrond en koemest bruikbaar zijn.
• Het product moet veilig zijn voor de consument anders is de maker aansprakelijk. o De consument mag absoluut niks kunnen overkomen.
• Het product mag geen scherpe randen en punten etc. hebben.
• De consument mag nergens iets tussen kunnen krijgen.
• Het product moet met geringe kracht bedienbaar zijn.
• Maximaal 100N duwen/trekken in een gunstige houding (schouderhoogte)
• Maximaal 50 N duwen/ trekken in een ongunstige houding
• Het proces moet sneller gaan dan dat het werk met de hand gedaan wordt.
• Bedienbaar zijn door 1 volwassen persoon.
• Minder dan 5 handelingen nodig.
• Geen vieze handen krijgen.
• Het product moet hervulbaar zijn met potgrond en koemest.
• Maximaal gewicht exclusief inhoud is 25 kg.
• Maximale afmeting: 1000 x 1000 x 2000.
• Hij moet verplaatsbaar zijn.
• Productiekosten
• Het product moet voor 75% recyclebaar zijn.
• Essentiële onderdelen moeten vervangbaar zijn. 1.3 Functies

Functies

Nadat alle eisen zijn opgesteld is er gekeken welke functies de potgrond-doseermenger moet hebben. Er zijn acht functies opgesteld, waaraan de potgrond-doseermenger moet voldoen.

1. Pot vullen met gemengde potgrond Allereerst moet de potgrond-doseermenger een bloempot vullen met gemengde potgrond en koemest.
2. Koemest bevatten De potgrond-doseermenger moet minimaal 5 liter koemest kunnen bevatten. – Koemest bijvullen mogelijk maken Het moet mogelijk zijn om de potgrond-doseermenger eenvoudig bij te kunnen vullen met koemest.
3. Potgrond bevatten De potgrond-doseermenger moet minimaal 25 liter potgrond kunnen bevatten. – Potgrond bijvullen mogelijk maken Het moet mogelijk zijn om de potgrond-doseermenger eenvoudig bij te kunnen vullen met potgrond.
4. Potgrond transporteren De potgrond-doseermenger moet de potgrond kunnen transporteren van de opslagbak naar de pot.
5. Koemest transporteren De potgrond-doseermenger moet de potgrond kunnen transporteren van de opslagbak naar de pot.
6. Koemest: potgrond verhouding instellen De potgrond-doseermenger moet de verhouding koemest:potgrond kunnen instellen. Dit moet gebeuren tussen de verhoudingen 1:10 en 1:20. – Hoeveelheid potgrond instellen Er moet ingesteld worden hoeveel potgrond er in de pot komt te vallen. – Hoeveelheid koemest instellen Er moet ingesteld worden hoeveel koemest er in de pot komt te vallen.
7. Pot vullen De potgrond-doseermenger moet een pot kunnen vullen met een kleinste diameter van 9 cm en een grootste diameter van 12 cm. – Hoeveelheid potgrond & koemest mengsel doseren De potgrond-doseermenger moet de hoeveelheid kunnen instellen.
8. Potgrond met koemest mengen Tot slot moet de potgrond-doseermenger de koemest en de potgrond kunnen mengen met een afwijking van 20% van de perfecte menging