Mbajtja e ftohtë - Nga dyqani në derë

Transporti në distanca të gjata dhe në miljen e fundit të ushqimit, ilaçeve, ushqimeve që prishen dhe artikujve të tjerë të ndjeshëm ndaj temperaturës mbështetet në kamionë frigoriferikë. Afërsisht 2% e ~ 38 milion kamionëve të Amerikës së Veriut në rrugë sot janë në frigorifer dhe gjenerojnë 12 miliardë dollarë në vit në të ardhura nga dërgesa e mallrave (të ardhurat totale nga transporti i mallrave janë 750 miliardë dollarë në vit). Lëvizja sipërfaqësore e mallrave përfshin një rrjet të ndërlikuar portesh, magazinash, fabrikash dhe fermash që ushqejnë produktet në kamionë me distanca të gjata që e dërgojnë këtë në qendrat dhe dyqanet lokale të shpërndarjes. Dërgesat e miljes së fundit e zhvendosin inventarin nga qendrat e shpërndarjes dhe dyqanet në shtëpitë dhe bizneset e klientëve fundorë, duke gjeneruar ~60 miliardë dollarë në vit të ardhura. 10% e tyre (6 miliardë dollarë në vit) janë dërgesa në frigorifer.

Shpërndarja e zinxhirit të ftohtë është një proces i specializuar që rregullon lëvizjen e produkteve të ndjeshme ndaj temperaturës nga pikat e origjinës (fabrikat, fermat, magazinat, qendrat e shpërndarjes) deri te përdoruesi përfundimtar. Kohët e ruajtjes/transitit dhe kontrolli i temperaturës janë kritike për të planifikuar, monitoruar dhe ekzekutuar për të ruajtur cilësinë dhe integritetin e produktit. Zbatimet e hershme përdorën akull natyral dhe të thatë dhe u kufizuan në distanca të shkurtra. Kamionë frigoriferikë mekanikisht u shpik në 1935 nga Fredrick Jones, një inxhinier i vetë-edukuar dhe i arrirë që shërbeu në ushtrinë amerikane në Luftën e Parë Botërore. Kjo risi luajti një rol të rëndësishëm në Luftën e Dytë Botërore, duke transportuar ilaçe, gjak dhe ushqim për trupat amerikane. Fillimi i sistemit të autostradave ndërshtetërore të SHBA-së në vitin 1956 dëshmoi përmirësime thelbësore në kapacitetin, efikasitetin dhe gamën e kamionëve frigoriferikë (të njohur me dashuri dhe mrekulli si "referat“. Bill Maher duhet ta pëlqejë këtë!).

Shumica në distanca të gjata referat përdorni ftohje mekanike për të siguruar kontrollin e temperaturës së të gjithë vëllimit të brendshëm të rimorkios ose njësisë së kontejnerit që ruan produktin. Një kombinim i lëngjeve ftohëse, kompresorëve, izolimit dhe ventilimit përdoret me një gjenerator të dedikuar me naftë që siguron fuqinë për funksionimin e njësisë ftohëse. Shumë opsione të dorëzimit në miljen e fundit përdorin gjithashtu disa variante të kësaj metode.

Rritja e tregtisë elektronike dhe pandemia e Covid rriti ndjeshëm dërgesat në frigorifer të miljes së fundit nga dyqanet dhe qendrat e shpërndarjes tek përdoruesit fundorë. Zinxhirët e ushqimeve dhe gjigantët e tregtisë elektronike panë mundësi të konsiderueshme në dërgimin në të njëjtën ditë të artikujve që prishen si sende ushqimore, komplete ushqimore gjysmë të përgatitura dhe ilaçe. Ata vazhduan me investime në depo dhe ofrimit të. Furgonë, robotë dhe dron të specializuar dhe të ndërtuar me qëllim janë disa nga opsionet që po zhvillohen për këto dërgesa.

Risitë kryesore që ndodhin në kamionët e dërgesave të miljes së fundit përfshijnë:

1. Kamionë më të vegjël dhe të lehtë: dërgesat me shumicë në dyqanet ushqimore dhe pikat e tjera të shitjes me pakicë përdorin kamionë të klasës 5 deri në 7 dhe/ose rimorkio me traktorë. Dërgesat në shtëpi përdorin furgona të klasës 1 deri në 4, të cilët kanë reduktuar nevojat për certifikim të shoferit dhe janë më efikase për sa i përket intervaleve të dorëzimit, kostove të energjisë dhe parkimit. Këta kamionë zakonisht kanë peshë shasi < 10,000 lb.
2. Automjetet elektrike: gjithnjë e më shumë, fokusi në emetimet më të ulëta të automjeteve dhe ndotjen akustike po e shtyn kalimin nga motorët me djegie të brendshme me gaz ose naftë në automjetet elektrike me bateri. Përfitime të tjera përfshijnë uljen e kostove të mirëmbajtjes për shkak të më pak pjesëve lëvizëse.
3. Ftohje elektrike: kalimi në sistemet e ftohjes që funksionojnë me energji elektrike të drejtuar nga bateritë (kundër gjeneratorëve me naftë) nxitet nga nevoja për të kontrolluar emetimet dhe për të shkuar drejt zgjidhjeve të qëndrueshme të miljes së fundit. Ai ende përdor lëngje dhe kompresorë ftohës me qark të mbyllur për të arritur kontrollin e temperaturës. Ftohja elektrike është një shtesë natyrale për përdorimin e automjeteve elektrike për të ofruar dërgesa të gjelbra dhe të heshtura në lagjet e banimit. Partneritete midis prodhuesve të automjeteve elektrike dhe ofruesve të zgjidhjeve të ftohjes adresoni segmentin e dorëzimit të miljes së fundit me frigorifer tërësisht.
4. Ftohje në gjendje të ngurtë është një kategori e veçantë prej 3, por përdor teknologjinë e ftohjes termoelektrike bazuar në efektin Peltier. Ai nuk përdor pjesë lëvizëse, lëngje ftohëse ose kompresorë dhe eliminon rreziqet e ngrohjes globale nga rrjedhjet e ftohësit (ftohësit tipikë janë hidrokarburet ose hidroflourokarburet) të cilat shkaktojnë përthithje të nxehtësisë 2000X më të lartë në atmosferë sesa CO2 dhe është një kontribuues kryesor në ngrohjen globale.
5. Automjete të ndërtuara për qëllime për ngarkimin dhe shkarkimin ergonomik të ngarkesave, një konsideratë e rëndësishme për të mbrojtur sigurinë dhe shëndetin e punëtorëve
6. Përshtatje për linja të shumta produktesh dhe diapazon temperaturash: Dorëzimi në miljen e fundit ka nevoja specifike për klientët individualë dhe mund të përfshijë një përzierje të kërkesave të temperaturës dhe produktit.

Ftohje në gjendje të ngurtë për dërgesat e miljes së fundit

Ftohja në gjendje të ngurtë i referohet kontrollit të temperaturës të ofruar nga teknologjia termoelektrike. Konkretisht, ajo ka të bëjë me aplikimin e Efekti Peltier, i cili përdor elementë gjysmëpërçues si Bismuth Telluride për të transferuar ngarkesat aktive dhe pasive të nxehtësisë nga një "pllakë e ftohtë" (e mbajtur në një temperaturë të synuar që mund të jetë deri në -60C) në një "pllakë të nxehtë" (që është një lavaman nxehtësie, temperatura e së cilës është disa gradë më e lartë se ambienti temperatura). Ftohësit termoelektrikë ose TEC janë përdorur që nga mesi i viteve 1980 për të ftohur lazerët dhe detektorët për aplikimet e komunikimit dhe ishin të dobishëm në nxitjen e komunikimit me gjerësi bande të lartë dhe revolucionet e llogaritjes (shih Figurën 1).

Kthimi i polaritetit elektrik mundëson përdorimin e TEC-ve në modalitetin e ngrohjes, gjë që është shumë e favorshme në aplikimet me luhatje të mëdha të temperaturës së ambientit, ku ana e ftohtë duhet të mbahet në një temperaturë fikse. Ai gjithashtu hap mundësi për të përdorur këtë lloj teknologjie për të ofruar artikuj të ngrohtë ose të nxehtë si ushqimi i përgatitur.

Përparësitë e ftohjes termoelektrike janë të dukshme - besueshmëri më e lartë (pa pjesë lëvizëse dhe kompresorë), pa hidrofluorokarbone (HFC) ose ftohës toksikë (të cilët mund të rrjedhin dhe të shkaktojnë probleme mjedisore), kërkesa më e ulët për madhësi dhe peshë dhe funksionim më i qetë. Ai gjithashtu mundëson kontroll modular, të shpërndarë dhe të përqendruar në hapësirën e temperaturës dhe në përgjithësi efikasitet më të mirë të prizës së murit sesa teknikat konvencionale të ftohjes, të cilat janë krijuar për të ftohur një vëllim të tërë hapësinor të një kontejneri ose rimorkioje.

Ftohja në gjendje të ngurtë fillimisht u përdor për të ftohur ose stabilizuar temperaturën e çipave të vegjël optikë dhe elektronikë me ngarkesa modeste të nxehtësisë. Ndërsa teknologjia evoluoi, ajo u përdor për montime më të mëdha si lazerët industrialë dhe kompjuterët. Rritja e tij në hapësira të mëdha është jopraktike në këtë fazë (për shembull, ftohja e të gjithë rimorkios në një kamion të klasit 8) për shkak të kostos, konsumit të energjisë dhe konsideratave të kapacitetit. Megjithatë, kontejnerët me volum modest si ftohës për pije frigoriferë nën sportel për përdorim mjekësor dhe laboratorik janë praktike dhe të disponueshme sot.

Fononik, me bazë në Research Triangle Park (Karolina e Veriut) është një kompani gjysmëpërçuese e specializuar në zhvillimin dhe prodhimin e TEC-ve për aplikime në tregun masiv, duke filluar nga komunikimet dhe LiDAR tek transporti, kontrolli i klimës dhe ruajtja e vaksinave. Ajo ka mbledhur 250 milionë dollarë deri më sot, ka 200 punonjës dhe ka partneritete me partnerë prodhues si Fabrinet në Tajlandë. Përveç pronës së tij intelektuale në fushën e gjysmëpërçuesve, ajo është fokusuar gjithashtu në integrimin e produkteve të saj TEC në zgjidhjet frigoriferike specifike për aplikim dhe të personalizuara për laborator, tregtimin, kontrollin e klimës dhe përmbushjen e zinxhirit të ftohtë.

Figura 2 tregon ekosistemin e përmbushjes së zinxhirit të ftohtë që adreson Phononic, duke përfshirë ruajtjen dhe ngarkimin në dyqane, magazina dhe qendra përmbushjeje, si dhe transportin e miljes së fundit midis këtyre vendndodhjeve dhe klientit përfundimtar.

Produkti total i kompanisë (Figura 3) integron TEC-et e tij për të siguruar ftohje brenda vëllimit të ngarkesës dhe një ftohës CO2/ujë për të hedhur poshtë nxehtësinë në atmosferë nëpërmjet ventilatorëve të integruar. Dimensionet e tortës mund të personalizohen dhe vijnë në 2 modele - frigorifer dhe të ngrirë. I pari konsumon ~ 40 W energji në gjendje të qëndrueshme ndërsa versioni i ngrirësit konsumon ~ 100 W, i përsosur për automjetet elektrike për sa i përket përdorimit të energjisë dhe jetëgjatësisë së baterisë. Zgjidhja ofron zgjidhje të personalizuara të temperaturës në varësi të ngarkesës së produktit dhe integron lidhjen IoT për të monitoruar dhe gjurmuar vazhdimisht pajtueshmërinë e temperaturës.

Phononic bashkëpunoi me Sortimo, i cili personalizoi një furgon elektrik të zgjeruar Ford si një automjet Tri-Temp për demonstrimet e klientëve. Deri më sot, kompania ka 15 instalime komerciale, me të tjera të parashikuara në të ardhmen e afërt. Sipas Tony Atti, CEO i Phononic, “Ne pamë një mundësi për të shfrytëzuar platformën tonë gjysmëpërçuese dhe dizajnin e sistemit të integruar për të ofruar një zgjidhje të qëndrueshme dhe me kosto efektive për ofrimin e zinxhirit të ftohtë/miljes së fundit nga skaji në skaj. Testimi paraprak tregon se një zinxhir ushqimesh me madhësi të mesme me 60 dyqane mund të kursejë 1 milion dollarë në kostot vjetore të operimit për dërgesat dhe të shmangë më shumë se 800 tonë metrikë CO2 të emetuar, në krahasim me automjetet e furnizimit me benzinë ​​që përdorin pako akulli të thatë dhe xhel. Në vijim, ne do t'i drejtohemi qendrave të përmbushjes, shpërndarjes së miljeve të mesme, marrjes në dyqan/në bordurë dhe dorëzimit në miljen e fundit me kamionë dhe drone Tri-Temp”.

Zgjidhje në zhvillim të dorëzimit të miljes së fundit

Kompanitë e mëdha të tregtisë elektronike po investojnë në automjete elektrike për dërgesat e miljes së fundit. Aksionet e Amazon në Rivian është një shembull. Walmart është bashkuar me Canoo për një aftësi të ngjashme. Ndërsa këto janë për dërgesa të përgjithshme, bagazhet frigoriferike në gjendje të ngurtë janë ideale për ngarkesa të caktuara.

Me rritjen e tregtisë elektronike dhe dërgesave të bazuara në aplikacione, po shfaqen modalitete të reja të transportit në miljen e fundit. Këta ka të ngjarë të jenë autonome (robotë, dronë dhe furgona) dhe me lëvizje elektrike. Amazon kohët e fundit lançoi robotin e shpërndarjes Amazon Scout dhe ka marrë lejen nga FAA për të bërë dërgesa ushqimesh dhe ilaçesh me bazë drone.

Nuro, një prodhues i furgonëve autonome ka partneritet me Kroger, për dërgesat ushqimore dhe me Domino's për dërgesat e picave. Së fundmi ata nënshkruan një marrëveshje me Uber Eats për dërgimi i ushqimit nga restorantet në shtëpi dhe biznese.

Duke kërkuar të përfitoni nga kampuset e kolegjeve shumë të populluara me studentë të uritur për të ushqyer, Starship Technologies njoftoi së fundmi një shërbim i shpërndarjes së ushqimit të bazuar në robot në Universitetin Shtetëror të Misurit. Ushqimet e nxehta dhe të ftohta shpërndahen nga kafeteritë në vende të ndryshme të kampusit nëpërmjet dërgesave të robotëve të bazuara në aplikacione.

Zgjidhjet e lehta, efikase të energjisë dhe të qëndrueshme të kontrolluara nga temperatura në gjendje të ngurtë për dërgesat e produkteve në frigorifer, të ngrira ose me ngrohje janë një shtesë e përsosur për këto mënyra transporti në zhvillim për dërgesat e miljes së fundit.