Promethean Power​社: NI​と​共同​で​インド​における​ミルク​の​廃棄​量​を​削減

「当社​の​画期的​な​牛乳​冷却​システム​は、​インド​の​農村​における​牛乳​腐敗​問題​を​軽減​し​ます。​この​プロジェクト​は、​Planet NI​プログラムがなければ、​実現​し​なか​っ​た​で​しょう。​この​プログラム​を通じて、​NI​は、​社会​的​かつ​環境​的​に​大きな​影響​を​持つ​プロジェクト​を​支援​する​機会​を​見出し​ま​した。​また、​NI​は、​当社​が​NI​製品​を​使用​できる​よう​に​協力​し​てく​れ​ま​した。」

- Sorin Grama、​Promethean Power Systems​社 (米国)

課題:

インド​の​乳製品​製造​加工​業者​は、​国内​の​あちこち​の​村​に​散在​する​数​百万​軒​の​酪農​農家​から、​遠く​離れ​た​都市​部​に​ある​中央​加工​施設​に​牛乳​を​運搬​する​にあたって、​日々​頭​を​悩​ま​せ​て​いる。​加工​業者​は、​1​日​2​回​温かい​生乳​を​収集​し​て​いる​が、​運搬​コスト​は​高​く、​しばしば​腐敗​の​問題​が​生​じ​て​いる。

ソリューション:

Promethean Power Systems​社​は、​Planet NI​プログラム​の​支援​を​受け​て、​熱​電池​式​冷却​システム​を​構築​した。​この​システム​を​導入​する​こと​で、​搾乳​が​行​われる​村​に​て​生乳​の​冷却​を​可能​にし、​牛乳​の​運搬​と​冷却​の​両方​の​コスト​削減​を​実現​する。

インド​では、​毎年、​約​100​億​ドル​に​相当​する​生鮮食品​が​腐敗​によって​損​な​われ​てい​ます。​コールド​チェーン​の​発達​の​遅れ​と、​農村​地域​の​電力​源​が​整備​さ​れ​てい​ない​こと​が​原因​です。​インド​の​農村​地帯​の​酪農業​は、​特に​腐敗​による​損害​を​受け​やすい​状況​に​あり​ます。​インド​の​農村​地帯​に​散在​する​小規模​農場​で​約​80​パーセント​の​家畜​が​飼育​さ​れ​て​いる​ため​です。​こうした​状況​から、​品質​を​満たす​集​乳​に​は​コスト​と​時間​が​かかり​ます。​酪農​農家​は、​暑​季​に​なる​と、​生産​量​の​30​パーセント​を​腐敗​で​失う​場合​が​あり​ます。

 

 

これまで、​牛乳​が​酪農​工場​に​到着​する​前​に​腐敗​しない​よう​に、​農家​は​専用​の​バルクミルクチラー (BMC: Bulk Milk Chiller) を​使用​し​て、​牛乳​を​冷却​し​てい​ま​した。​しかしながら、​インドの農村地帯には送電網が整備されておらず、​冷蔵庫​は​ディーゼル​発電​機​を​使​って​電力​供給​する​しか​ありま​せん。​これ​は、​資本​コスト​と​運用​コスト​を​増加​させる​望​ま​しく​ない​解決​策​です。​Promethean Power Systems​社​の​創設​者​で​ある​Sorin Grama​氏​と​Sam White​氏​は、​この​よう​な​課題​を​認識​し、​遠隔​地​の​農村​により​適​した​牛乳​冷却​システム​の​開発​に​乗り​出​しま​した。

 

 

ラピッド​ミルク​チ​ラ​ー​の​開発

Grama​氏​は、​農村​における​集​乳​センター​として、​ラピッドミルクチラー (RMC: Rapid Milk Chiller) を​設計​しま​した。​牛乳​は、​集荷され、​酪農​工場​あるいは​中央​集​乳​センター​に​運​ばれる​まで​の​間、​ここ​で​冷却​し​て​おく​こと​が​でき​ます。​しかし、​牛乳​冷却​システム​は​障害​など​による​中断​を​許​さ​れ​ない​ため、​365​日​24​時間​体制​で​稼動​し​て​いる​必要​が​あり​ます。​そこで、​十分​な​整備​が​な​さ​れ​てい​ない​グリッド​インフラ​ストラクチャ​に​熱​電池​を​補完​する​こと​で、​長時間​の​電力​供給​停止​中でも​稼動​する​優​れ​た​システム​に​仕上げ​ま​した (図​1​参照)。

 

この​システム​設計​の​鍵​と​なる​要素​は、​システム​全体​の​動作​を​管理​する​制御​システム​で​した。​制御​する​冷却​コンプレッサ​は、​電力​を​冷却​力​に​変換​し、​エネルギー​を​熱​エネルギー​として​保存​する、​いわば​専用​氷​タンク​です。​この​氷​は​後に、​配電​網​が​使​え​ない​可能性​が​ある​朝夕​の​集​乳​時に​牛乳​を​冷却​する​ため​に​使用​し​ます。​制御​システム​は、​全て​の​温度​の​監視​と​制御、​食品​の​安全​性​検証​の​ため​の​データ​記録​を​行い、​緊急​事態​が​ない​か​どうか​を​中央​施設​と​SMS​を​使​って​連絡​を​取り合い​ます。​Grama​氏​は、​これらの​タスク​を​実行​する​組み込み​制御​システム​を​設計​する​必要​が​ある​こと​を​認識​し​てい​ま​した。​さらに、​農業​従事​者​が​使い​やすい​シンプル​な​操作​インタフェース​に​する​必要​が​ある​こと​も​認識​し​てい​ま​した。​考慮​の​結果、​これらの​要件​を​満たす​NI Single-​Board RIOプラットフォームとLabVIEW Real-​Time​モジュールを​システム​の​中心​部​に​使用​しま​した。


ラピッド​ミルク​チ​ラ​ー​の​メリット

RMC​は、​冷熱​エネルギー​を​熱​電池​の​形​で​保存​する​ため、​1​回​の​集​乳​で​最大​500​リットル​の​冷却​処理​が​可能​です。​これ​により、​停電​が​発生​し​て​も​牛乳​を​冷却​保存​する​こと​が​でき​ます。​RMC​は​この​熱​電池​を​使用​し​て、​生乳​を​瞬時​に​4℃​に​冷却​できる​ため、​バクテリアの繁殖を防ぎ、​牛乳​の​品質​を​大幅​に​向上​する​こと​が​でき​ます。​また、​この​システム​が​ある​こと​で、​コスト​の​かかる​中央​冷却​センター​を​牛乳​の​運搬​経路​から​外す​こと​が​でき、​サプライ​チェーン​に​柔軟性​が​増し​ます。​結果、​運搬​コスト​を​最大​40​パーセント​削減​する​こと​が​可能​です。​さらに、​ディーゼル​発電​機​が​不要​に​なり、​運用​コスト​を​50​パーセント​削減​でき​ます。​今後​3​~​5​年​の​間​に、​1,000​台​の​ミルクチラー​が​導入​さ​れる​可能性​が​あり​ます。​各​RMC​システム​は、​30​~​40​軒​以上​の​農家​に​影響​を​及ぼす​と​予想​さ​れ​ます。​これ​は​すなわち、​インド​国内​の​約​30,000​軒​の​酪農​家​と​約​100​万人​の​牛乳​消費者​に​直接​の​影響​が​及ぶ​可能性​が​ある​こと​を​意味​し​ます。​これ​により、​大量の牛乳の腐敗を防ぎ、​高​品質​の​牛乳​の​流通​を​実現​できる​で​しょう。

 

Planet NI​プログラム​と​の​共同​作業​による​メリット

Promethean Power Systems​社​の​創設​者​が​Planet NI​プログラム​と​の​共同​作業​を​希望​した​の​は、​この​プログラム​の​目標​が​イノベーション​を​育​み、​社会​に​貢献​する​技術​を​開発​する​企業​を​支援​する​こと​だ​と​知​っ​た​ため​です。​Planet NI​は、​Promethean Power Systems​社​が​RMC​を​設計・​試作・​実装​する​ため​に​必要​な​ハードウェア​および​ソフトウェア​を​提供​しま​した。​この​プロジェクト​によって、​現在​では​インド​の​村​レベル​の​集​乳​センター​に​て、​毎日​収集​する​数百​リットル​の​牛乳​を​保存​できる​よう​に​なり​ま​した。​RMC​が​できる​前、​乳製品​製造​加工​業者​は、​牛乳​を​中央​冷却​センター​へ​急​い​で​運搬​する​必要​が​あり、​センター​へ​の​到着​の​遅れ​による​牛乳​の​腐敗​が​頻繁​に​起​こ​って​いま​した。​集​乳​を​行​っ​た​場所​で​牛乳​を​冷却​する​こと​で、​高​品質​で​より​健康​的​な​牛乳​を​提供​できる​よう​に​なり​ます。​こうした​牛乳​は、​チーズ​や​粉ミルク​といった、​より​高価​な​製品​に​使用​でき​ます。​つまり、​酪農​農家​の​収益​を​高める​こと​で、​農村​の​経済​に​も​プラス​の​影響​を​与える​ことに​なり​ます。


​会社​概要

Promethean Power Systems​社​は、​発展​途上​国​において、​配電​網​が​なく、​部分​的​に​しか​電気​が​通​って​い​ない​地域​で​使用​する、​商用​冷却​保存​アプリケーション​の​農業​用​冷却​システム​を​設計・​製造​する​企業​です。​当社​の​技術​によって、​食品業者は高価なディーゼル発電機を使用せず、​牛乳、​果物、​野菜​など​の​生鮮食品​を​安全​に​保存​できる​よう​に​なり​ます。

 

著者​情報:

Sorin Grama
Promethean Power Systems​社 (米国)

    

図​1: ​ ​Grama​氏​は​NI Single-​Board RIO​プラットフォーム​と​LabVIEW Real-​Time​モジュール​を​システム​の​中心​部​に​使用​しま​した。 ​
​ ​青い​屋根​の​建物​内​に​ある​冷却​システム​に​電力​を​供給​する​太陽光​発電​アレイ。 ​
​ ​今後​3​~​5​年​の​間​に、​1,000​台​の​ミルクチラー​が​導入​さ​れる​可能性​が​ある。​各​システム​は​30​~​40​軒​の​農家​に​影響​を​及ぼす​ため、​この​革新​技術​は​インド​国内​の​約​30,000​軒​の​酪農​家​に​直接​の​影響​を​与える​可能性​が​ある。 ​
​ ​インド​の​農業​従事​者。​集​乳​センター​において、​牛乳を注ぎ、​生計​を​立てる。 ​