マサチューセッツ工科大学の専門家が、オープンな姿勢で乾燥地域の食糧不安に取り組む

暑い夏の日に汗をかいたことがある人なら誰でも、気化冷却の原理と重要な価値を理解しています。 私たちの体は、過熱すると汗滴を生成します。乾いた風や近くの扇風機を当てると、その滴が蒸発し、その過程で熱を吸収し、心地よい涼しさを生み出します。蒸発冷却として知られる同じ科学原理が、状況を一変させる可能性があります。小規模農場で栽培された果物や野菜の保存に使用します。乾燥した熱により、収穫したての農作物がすぐに劣化してしまう可能性があります。 摘んだばかりの赤ピーマンや葉物野菜は、すぐに消費されないか、すぐに冷蔵、または少なくとも冷蔵倉庫に移されなければ、その多くが無駄になってしまう可能性があります。現在、MIT 建築技術プログラムのレオン・グリックスマン教授は、 MIT D-Lab の建築学科および研究エンジニアの Eric Verploegen 氏は、使用済みの輸送コンテナに構築でき、グリッド電力または内蔵太陽光発電のいずれかを使用できる強制空気蒸発冷却室のオープンソース設計をリリースしました。パネル。 農産物箱を 168 個収納できるこのチャンバーは、収穫したての果物や野菜の温度を素早く下げて鮮度を保つための手頃な方法を必要としている、暑くて乾燥した気候の小規模農家にとって大きな期待をもたらします。「デリケートな果物や野菜は、日中に収穫すると最も腐敗しやすいのです」と、収穫後の廃棄物を減らすために蒸発冷却を利用することを長年支持しているフェルプローゲン氏は言う。 「そして、冷蔵冷蔵室が実現可能でないか、手頃な価格ではない場合、蒸発冷却は農家と彼らが養う地域社会に大きな違いをもたらすことができます。」フェルプローゲン氏は 2016 年以来、蒸発冷却を仕事の焦点にしており、当初は次のことに重点を置いていました。小規模の蒸発冷却「Zeer」ポットは通常 10 ～ 100 リットルの容量があり、家庭での使用に最適です。また、ゼロエネルギー冷却チャンバーまたは ZECC として知られる、6 個の容器を保管できる大型の二重レンガ壁のチャンバーもあります。一度に16個の野菜箱。 これらの設計は受動的なエアフローに依存しています。 新しくリリースされた強制空気蒸発冷却チャンバーの設計は、アクティブ エアフロー システムと大幅に大きな容量によって、これら 2 つの控えめな設計と区別されます。2019 年、フェルプローゲンは、より大型の蒸発冷却チャンバーを構築するというアイデアに注意を向けました。グリックスマンと協力して、受動的ではなく強制的な空気の流れを使って果物や野菜を冷却することを研究しました。 既存の冷蔵保存オプションを検討し、ケニアの農家とユーザー調査を行った結果、使用済みの輸送用コンテナをチャンバーの構造として使用し、アクティブ気化冷却を使用するというアイデアを思いつきました。 2020年に新型コロナウイルス感染症（Covid-19）のパンデミックが拡大したため、彼らは中古の10フィート輸送コンテナを調達し、ビレッジ・ストリート近くのD-Labの外の中庭エリアに設置し、強制空気蒸発冷却のプロトタイプの開発に取り掛かった。仕組みは次のとおりです。工業用ファンが高温の乾燥した空気をチャンバー内に引き込み、その空気が多孔質の湿ったパッドを通過します。 結果として生じる冷たく湿った空気は、チャンバー内に保管されている果物や野菜の箱を強制的に通過します。 次に、空気は上げ床を通って断熱材とコンテナの外壁の間のチャネルに送られ、そこで側壁の上部近くの排気穴に流れます。建築技術と機械工学の教授であるレオン・グリックスマン氏は次のように述べています。建物内の自然換気と空気の流れに関する以前の研究に基づいて、チャンバーの垂直強制空気設計パターンを考案しました。 「設計の鍵は、気流の強さと方向を厳密に制御することです」と彼は言います。 「果物や野菜の箱を直接通過する気流の強さと気流経路自体が、このシステムを非常にうまく機能させています。 この設計は、畑から直接採取した収穫物の急速冷却を促進します。」斬新で効果的なエアフロー システムに加えて、強制空気蒸発冷却チャンバーは、低リソースでの作業における D-Lab の特徴の多くを表しています。オフグリッド コミュニティ: パートナーと協力して、低コストかつ低炭素排出量のテクノロジーを開発します。 気化冷却も例外ではありません。 送電網に接続されている場合でも、ソーラーパネルで動作している場合でも、強制空気室の消費電力は冷凍冷蔵室の 4 分の 1 です。 そして、このチャンバーは、世界中のいたるところにある使用済みの輸送用コンテナ内に構築されるように設計されているため、このプロジェクトはアップサイクルの好例です。以前の調査と同様に、フェルプローゲン、グリックスマン、および彼らの同僚は緊密に協力してきました。農民と地域住民。 強制空気システムの場合、チームは、蒸発冷却が最適に機能する気候条件で農産物のより良い冷却と保管条件の必要性を抱えている地域パートナーと協力しました。 ケニアとインドの 2 つのパートナーがそれぞれパイロット チャンバーを構築し、MIT で行われている作業と並行してプロセスをテストし、情報提供しました。ケニアでは、消費される食料の 63 パーセントと小規模農産物の 50 パーセント以上が小規模農場で生産されています。収穫後に失われるため、彼らはケニアのキブウェジにある冷蔵倉庫会社、ソーラー・フリーズと協力しました。 Solar Freeze 社の創設者 Dysmus Kisilu 氏は、2019 年の MIT D-Lab Scale-Ups Fellow であり、ナイロビとモンバサの間の農産物市場に、太陽光発電パネルを動力源とするオフグリッドの強制空気蒸発冷却室を 15,000 ドルで建設しました。 「このチャンバーは、地元の小規模農家が以前に経験した収穫後の巨額の損失に対するセーフティネットを提供しています」と、ケニアのマクニ郡でソーラーフリーズチャンバーの建設を監督した起業家で地元の政治家であるピーター・ムモ氏はコメントしています。インドで生産される果物や野菜のパーセントは、不十分な冷蔵能力、農場近くの冷蔵倉庫の不足、貧弱な輸送インフラ、その他のコールドチェーンのギャップにより、毎年無駄になっています。 気候は亜大陸全体で異なりますが、フンナルシャラ財団の本部があるブジなどの暑い砂漠気候は、蒸発冷却に最適です。 フンナルシャラさんは、ブジ近くの有機農場に設置されたオングリッド システムを 8,100 ドルで構築することに署名しました。 「本当に心強い結果が得られました」とフンナルシャラ財団のエグゼクティブディレクター、マハヴィル・アチャリヤ氏は言う。 「夏のピーク時には、気温が 42 度であっても、室内は 26 度、湿度 95% に達することができます。これは、野菜が 3 日、4 日、5 日、6 日間新鮮さを保つには非常に良い条件です。 冬にテストを行ったところ、気温が摂氏 35 度から 24 度に下がり、7 日間品質は非常に良好でした。」 「私たちは、ここ MIT のテストチャンバーだけでなく、ケニアとインドの両方でもシステムのテストと最適化を続けています」と Verploegen 氏は言います。 「私たちはユーザーとの試験運用を継続し、農家やベンダーとの展開を継続し、熱性能、チャンバー内の果物や野菜の保存期間、テクノロジーの使用がユーザーに与える影響に関するデータを収集していきます。 また、農業協同組合、個人農家、地方自治体など、園芸バリューチェーンに冷蔵倉庫を構築したいと考えている冷蔵倉庫業者との連携も検討しています。」研究チームは特許を取得することを選択せず​​、その代わりに、強制空気蒸発冷却チャンバーの構築方法に関する詳細なガイダンスを含むオープンソース設計を広めるための Web サイトを設立しました。 詳細な CAD 図面とビデオでわかりやすく図解された広範な印刷ドキュメントに加えて、チームは説明ビデオを作成しました。プロジェクトの初期段階では共同主任研究者として、MIT 機械工学教授の Dan Frey が市場調査に貢献しました。プロジェクトの段階とチャンバー設計の初期コンセプト。 「これらの強制空気蒸発冷却チャンバーには大きな可能性があり、オープンソースのアプローチはこのプロジェクトにとって優れた選択肢です」と Frey 氏は言います。 「この設計のリリースは、プラスの影響への道における重要なマイルストーンです。」強制空気蒸発冷却チャンバーの研究と設計は、インド補助金、シード補助金、ソリューションを通じてアブドゥル・ラティフ・ジャミール水・食品システム研究所によって支援されています。付与。