Sorin Grama, Promethean Power Systems, 미국
유제품 가공업자들은 매일 인도 전역의 마을에 있는 수백만 명의 개별 농부들로부터 먼 도시의 중앙 처리 시설로 우유를 운송해야 하는 어려움을 겪고 있습니다. 하루에 두 번 따뜻한 우유를 수집해야 하므로 운송 비용이 높고 부패가 빈번합니다.
Planet NI 프로그램의 지원으로 Promethean Power Systems는 우유가 생산되는 마을에서 생우유를 식히고 저장하는 배터리로 구동되는 냉장 시스템을 구축하여 낙농가의 운송 및 냉각 비용을 절감했습니다.
인도에서는 잘 발달되지 않은 저온 공급망과 농촌 지역의 신뢰할 수 없는 에너지원으로 인해 매년 약 100억 달러어치의 부패하기 쉬운 식품이 상하고 있습니다. 낙농 산업은 가축의 약 80%가 인도 시골에 흩어져 있는 소규모 농장에서 사육되기 때문에 부패에 특히 취약합니다. 이로 인해 양질의 우유를 수집하는 데 시간과 비용이 많이 듭니다. 농부들은 더운 계절에 최대 30%가 부패하는 것을 봅니다.
현재는 우유가 가공을 위해 낙농 공장에 도착하기 전에 상하는 것을 방지하기 위해 우유를 식히는 특수 벌크 우유 냉각기 (BMC)를 사용할 수 있습니다. 그러나 인도 시골은 전력 공급이 불안정하기 때문에 냉장고가 디젤 동력 발전기를 사용하여 작동해야 하며, 이는 자본 및 운영 비용을 증가시키는 바람직하지 않은 솔루션입니다. Promethean Power Systems의 설립자인 Sorin Grama와 Sam White는 이러한 문제를 인식하고 외딴 시골 지역에 더 적합한 우유 냉장 시스템을 설계하기 시작했습니다.
Grama는 마을 단위 수집 센터용 급속 우유 냉각기 (RMC)를 설계하여 우유가 낙농 공장이나 중앙 수집 센터로 수거되어 운송될 때까지 우유를 지속적으로 차갑게 유지할 수 있도록 했습니다. 그러나 우유 냉각 시스템은 1년 365일 24시간 실행되어야 하는 필수 어플리케이션이므로 장기간 정전 중에도 작동할 수 있도록 열 배터리로 열악한 그리드 인프라를 보완 (그림 1)했습니다.
시스템 설계의 핵심 요소는 전체 시스템의 작동을 관리하는 제어 시스템이었습니다. 이 시스템은 전기 전력을 냉각력으로 변환하고 에너지를 열에너지로 저장하는 특수 얼음 탱크인 냉각 압축기를 제어합니다. 이 얼음은 오전과 자정 수집 시 그리드 전원을 사용할 수 없게 되면 사용됩니다. 이 제어 시스템은 모든 온도를 모니터링 및 제어하고 식품 안전 검증을 위한 데이터를 기록하며 비상 상황이 발생하면 SMS를 통해 중앙 시설과 통신합니다. Grama는 이를 달성하려면 임베디드 제어 시스템을 설계해야 하지만 농부들에게 매우 간단한 운영 인터페이스를 제공해야 한다는 것도 알고 있었기 때문에 NI 단일 보드 RIO 플랫폼과 LabVIEW Real-Time Module을 기반으로 시스템을 구축했습니다.
수집당 최대 500리터까지 냉각할 수 있는 RMC는 열 배터리의 형태로 냉각 에너지를 저장하여 농부들이 전원이 꺼진 경우에도 우유를 냉각하고 저장할 수 있도록 합니다. RMC는 저장된 에너지를 사용하여 생우유를 몇 초 만에 4°C로 냉각시켜 박테리아 성장을 억제하고 우유 품질을 획기적으로 개선할 수 있습니다. 또한 이 시스템은 비용이 많이 드는 중앙 냉각 센터를 통해 우유를 보낼 필요를 없애 공급망의 유연성을 높여 운송 비용을 최대 40%까지 절감할 수 있습니다. 또한, 디젤 발전기를 사용하지 않으므로 운영 비용도 50%까지 절감할 수 있습니다. 향후 3–5년 동안 최대 1000개의 우유 냉각기를 설치할 수 있는 잠재력이 있는 각각의 새로운 RMC 시스템은 30–40개 이상의 농가에 영향을 미치므로 인도에서 약 30,000명의 낙농가와 우유를 마시는 100만 명의 사람에게 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이것은 우유 부패를 크게 방지하고 고품질 우유를 제공함으로써 달성될 것입니다.
Promethean Power Systems의 설립자들이 Planet NI 프로그램 참여를 원한 이유는 프로그램의 목표가 혁신을 육성하고 사회적 영향을 미칠 기술을 개발하는 회사를 지원하는 것임을 알았기 때문입니다. Planet NI는 Promethean Power Systems가 RMC를 설계, 프로토타입 및 배포하는 데 사용할 하드웨어와 소프트웨어를 제공했습니다. 이 프로젝트의 결과, 인도의 마을 수집 센터는 이제 매일 수집되는 수백 리터의 우유를 보존할 수 있습니다. RMC 이전에는 유제품 가공업자가 우유를 중앙 냉각 센터로 신속하게 운송해야 했으며, 우유가 이러한 센터에 제시간에 도달할 수 없었기 때문에 우유가 상하는 경우가 많았습니다. 우유를 산지에서 냉각하면 치즈와 유아용 조제분유와 같은 고부가가치 제품에 사용할 수 있는 고품질의 건강한 우유가 만들어지며, 이는 낙농가에게 더 높은 수익을 제공함으로써 소규모 농촌 경제에 긍정적인 영향을 미칩니다.
Promethean Power Systems는 개발도상국에서 전력망 바깥에 있거나 부분적으로 전력이 공급되는 농촌 지역을 위한 상업용 냉장 시스템을 설계 및 제조합니다. 이 회사의 기술은 식품 공급업체가 값비싼 디젤 발전기 없이도 우유, 과일 및 야채와 같은 부패하기 쉬운 식품을 안정적으로 저장하고 보존할 수 있도록 합니다.
Sorin Grama
Promethean Power Systems, 미국