Promethean PowerNI合作,减少印度牛奶变质问题

“如果没有Planet NI计划,我们创新牛奶冷却系统不可能开发成功,印度乡村地区牛奶变质问题不可能减少。借助计划,NI看到通过项目企业提供帮助机会,社会环境产生重大影响。通过我们合作,NI产品得到实际应用。”

- Sorin Grama,美国Promethean Power Systems公司

挑战:

每天,乳制品加工商都面临着挑战,他们需要将牛奶从印度各地村庄的数百万个体农户处运送到远方城市的中央加工厂。他们每天收集两次牛奶,运输成本高昂,牛奶也经常变质。

解决方案:

在Planet NI计划的支持下,Promethean Power Systems构建了一个热电池供电的制冷系统,在生产牛奶的村庄里冷藏原料乳,降低了奶农的运输和冷藏成本。

在印度,由于乡村地区的冷链不发达且没有可靠的能源,每年大约有100亿美元的易腐食品变质。乳制品行业尤其容易出现变质问题,因为约80%的动物都分散在印度乡村的小农场里饲养。因此,收集优质牛奶不仅费时,而且成本高昂。在炎热的季节,可能会有高达30%的农场牛奶变质。

 

 

目前,为了使牛奶在乳品厂加工之前不变质,奶农可以使用专门的散装牛奶冷却器(BMC)来降低牛奶的温度。然而,印度乡村的电网电力供应并不可靠,制冷机必须使用柴油动力发电机运行,然而这个解决方案并不理想,因为这会导致资本和运营成本增加。Promethean Power Systems公司的创始人Sorin Grama和Sam White意识到了这些难题,然后着手设计了一个更适合偏远乡村地区的牛奶制冷系统。

 

 

开发牛奶快速冷却器

Grama为村级收集中心设计了一个牛奶快速冷却器(RMC),可以在提取牛奶并将其运送到乳品厂或中央收集中心前,持续为牛奶提供低温环境。然而,牛奶冷却系统是一个任务关键型应用,必须全年​全天候​运行,因此,他们采用热电池作为落后电网基础设施的补充,打造了一个即使长时间停电也能运行的卓越系统(图1)。

 

该系统的一个关键组成​部分是管理整个系统运行的控制系统。它控制着一个制冷压缩机,可将电能转换为制冷能力,并将能量储存为热能,即专门的制冰池。这里的冰稍后会用于在早晚收集牛奶时冷却牛奶,因为电网电力可能无法使用。控制系统可监测和控制所有温度,为食品安全验证记录数据,并在出现紧急情况时通过短信与中央设施通信。Grama知道,他需要设计一个嵌入式控制系统来执行这些任务,同时为奶农提供一个非常简单的操作界面,因此他们使用NI单板RIO平台和LabVIEW Real-Time模块作为系统的核心。


牛奶快速冷却优势

每次收集,RMC能够冷藏高达500升的牛奶,以热电池的形式储存冷能,在停电时为奶农提供冷藏牛奶的能力。RMC能够利用储存的能量,在几秒钟内将原奶冷却到4°C,抑制细菌生长,并大幅提高牛奶品质。该系统还为供应链带来了更大的灵活性,因为它不需要通过昂贵的中央冷却中心输送牛奶,这样可减少高达40%的运输成本。此外,由于该系统不再使用柴油发电机,因此运营成本可降低50%。在未来3至5年内,牛奶冷却器的安装数量可能多达1,000台,每个新的RMC系统都有望为30至40多个农户带来福音,而这会对印度大约30,000个奶农和100万牛奶饮用者产生直接影响。通过消除大量的牛奶变质问题,并提供更高品质的牛奶,实现上述目标。

 

加入Planet NI计划好处

Promethean Power Systems公司的创始人之所以希望加入Planet NI计划,是因为他们知道该计划的目标是培育创新,帮助公司开发会带来社会影响力的技术。Planet NI为Promethean Power Systems公司提供了硬件和软件,用于其RMC的设计、原型验证和部署。得益于该项目,印度的乡村收集中心现在每天可以储存收集的数百升牛奶。在使用RMC之前,乳制品加工商必须将牛奶迅速运送到中央冷却中心,而牛奶往往因为不能及时送达而变质。在源头对牛奶进行冷却,可获得更加健康的优质牛奶,用于生产奶酪和婴幼儿配方奶粉等价值更高的产品。通过为奶农带来更高的收入,也会对小型农业村落的经济产生积极影响。


公司概况

Promethean Power Systems负责设计和制造乡村制冷系统,用于发展中国家未通电网和部分电气化地区的商业冷藏应用。该公司的技术有助于食品供应商可靠地储存和保存易腐食品(如牛奶、水果和蔬菜),而无需昂贵的柴油动力发电机

 

作者信息:

Sorin Grama
美国Promethean Power Systems公司

    

图1: Grama采用NI单板RIO平台和LabVIEW Real-Time模块作为其系统的核心。
太阳能光伏阵列为蓝色屋顶建筑中的制冷系统供电。
在未来3至5年内,牛奶冷却器的安装数量可能多达1,000台,每个系统都有望为30至40个农户带来福音,这一创新可能会对印度30,000个奶农产生直接影响。
印度的一位奶农正在收集中心内倒牛奶,这便是他的日常工作。