2020年4月2日
设计灵感:波多黎各农民如何自学冷却技术
贡献:Rob古蒂
参加创新影响:西门子设计大赛，解决收获后损失的挑战，如低成本食品制冷。
波多黎各农民正在使用来自粮食援助非营利组织世界中央厨房的赠款，建造他们自己的步入式冷却器，以减少收获后的粮食损失。他们的下一个挑战是低成本的冷藏运输。他们被激励着自己去开发的技术暗示了产品设计师和工程师可以满足的需求。为了获得设计灵感，可以尝试寻找这些自己动手构建的例子，以及可以负担得起的解决问题的自助工作方法。
波多黎各的小块地农民正在努力满足保护食品安全并减少收获后损失的新规定。非营利粮食救济组织世界中央厨房(World Central Kitchen)提供的赠款帮助岛上的一些农民使他们的经营符合标准，但主流的建筑方法和设备购买的成本甚至可能超过赠款提供的费用。因此，一些获得资助的农民正在建造自己的冷却器，并用移动连接传感器调节温度。另一些则是通过租金共享来解决冷藏卡车的高成本问题。
负担得起的、可持续的交通仍然是一个没有得到满足的需求。价格实惠的步入式冷藏柜也是如此。
新的法规和一个有益的非营利组织
美国食品和药物管理局向农场发布了名为《食品安全现代化法案》的新规定。该法案于2020年1月对小型农场生效。作为美国领土，波多黎各必须遵守。岛上的小块地农民通常利润微薄，有些人甚至出现亏损。
世界中央厨房提供食品援助，培训厨师，并支持拉丁美洲和加勒比地区的小型食品企业。厨师José Andrés于2010年成立了这家非营利组织，为当年灾难性地震后的海地提供食品救援。在波多黎各，世界中央厨房发起了一项名为犁到板并自2018年12月起向食品行业的农民、渔民和小企业提供了130万美元的5000至2万美元赠款。
“我们在这些农场帮助支持冷藏设施的发展。世界中央厨房的首席项目官亚历山德拉·加西亚在接受E4C采访时表示:“因为波多黎各非常炎热潮湿，当你采摘一些东西时，几个小时后它可能就会枯萎。”开云体育官方加西亚女士说:“你不能把东西保存超过几天。”
主流的解决方案成本高昂。各公司提供定制和预制冷库。有些是太阳能驱动和移动连接的，但问题是它们的价格在6万美元以上。
“我们的一些农民年收入只有3万美元。我很抱歉，但当农民们可以自己建造时，他们是不会花6万美元购买存储单元的。”加西亚女士说。
“农民往往是DIY黑客。他们修拖拉机，他们知道如何修谷仓，他们是什么都懂的人，”加西亚女士说。“他们只要花2000到5000美元就能造一个冷却器。”
冷运输一直是一个更难解决的问题。参与“从犁到盘”计划的农民还没有找到一种负担得起的技术解决方案。世界中央厨房希望看到产品设计师和工程师的新想法。
“工程师们如何设计出一个系统，把一辆皮卡或吉普车变成冷库运输工具?”加西亚问道。
CoolBot, DIY步入式冷却器的关键
图片由Franco Marcano提供
加西亚说，那些自己生产步入式冷却器的农民使用的是CoolBot温度调节器。将CoolBot连接到绝缘房间中的盒式或窗式空调上，CoolBot就可以将温度维持在所需的设定。该设备有一个与传感器捆绑的微控制器大脑，可以测量室温并保持空调正常工作。它可以防止空调的散热片结冰。CoolBot的美国制造商Store It Cold, LLC也生产功能齐全的步入式冷却器。其中一个在E4C的解决方案库中有特色。开云体育官方
请参阅E4C的解决方案库中的CoolBot步入式冷却器开云体育官方
Franco Marcano在他位于波多黎各东海岸附近的农场Cosechas Tierra Viva建造了自己的步入式冷却器。马尔卡诺在他1.5英亩的土地上种植了三分之二的土地，其余的土地都是果树和森林。他的收获主要是绿色蔬菜，比如羽衣甘蓝、小白菜和芝麻菜，他把这些蔬菜装在袋子里，在岛上的农贸市场上出售。
世界中央厨房(World Central Kitchen)提供了9000美元(约合人民币9400元)的赠款，用于购买材料，马尔卡诺自己建造了冷却器和其他基础设施。
“我建造了一个设备齐全的收获后站，符合最新的FSMA规定。不锈钢桌子，步入式冷却器，水槽，热水。我们所需要的一切都是为了确保我们能够向买家证明(产品是安全的，符合法规)，”马尔卡诺先生说。
这家农场自2014年开业以来一直处于亏损状态，资金紧张。马尔卡诺把他的机械工程学位用在了农场的DIY建筑和技术升级上。开云全站app登录官网入口下载他正在努力削减成本，同时为未来在财务上可持续发展的业务潜力奠定基础。
当得知自己需要一个步入式冷藏柜来放蔬菜时，马卡诺给新买的和二手的都定价了，但都太贵了。他看到的二手冷却器仅绝缘盒就需要3000到4000美元，不包括压缩机或其他部件。新的售价为1万美元。
马尔卡诺说:“最后它只是一个有隔热层的盒子。”他决定自己动手。“我做了一个17乘8英尺的步入式冷藏箱，所有材料总共花了3000美元左右，”马尔卡诺说。
马尔卡诺说，CoolBot是冷却器的大脑，是一款很棒的设备。他的单位附带了如何建造步入式冷却器的说明。他把冷藏箱建在地下室的一个角落里，以便在地下增加隔热效果。作为一名工程师，他当然不得不对设计进行定制修改。为了增加强度，便于清理，马尔卡诺用镀锌钢而不是木头做了冷藏箱的框架，挂的是PVC板而不是干墙。马尔卡诺说，一台12 btu的窗式空调能在15分钟内将室内温度降至50 btu。
“我一直试图与其他农民分享，我建造了这个巨大的步入式冷却器，其成本是你去市场购买步入式冷却器的一小部分，”马尔卡诺先生说。
马尔卡诺使用的CoolBot是一款较老的机型，与新一代不同，它不能连接移动应用程序。为了弥补和补充设备的传感器套件，马尔卡诺自己安装了传感器。
“我们设计了一种远程湿度和温度传感器。它基于Arduino。树莓派，c++和Python。我使用开源、开放硬件技术来开发简单的东西，让我的生活更轻松，”马尔卡诺说。
和冷却器一样，整个农场都布满了传感器。
“我们开发了一种叫做智能农业的模式，”马尔卡诺先生说。农场有一个气象站，收集独特的微气候数据，并将其发送到数据库，供家用电脑访问。
“我们可以记录降雨量、风速、温度、湿度……我们可以通过应用程序控制灌溉，知道水箱里有多少水，我们消耗了多少水。”我们试图将我们的数据与生产数据联系起来，并提出种植什么和何时种植的策略，”马尔卡诺先生说。
“我们试图回到土地上过简单的生活，但我们生活在21世纪，我们不能否认技术可以让事情变得更简单，”马尔卡诺先生说。
冷藏运输:良好设计的目标?
波多黎各农民从他们的农场把食物运到岛上不同地点的市场。为了保持产品的完整和卫生，并遵守FSMA规定，他们需要冷藏运输。马尔卡诺曾考虑过DIY。
他说:“如果我能找到一辆车，我可以很容易地在它周围安装绝缘板。”然后，他可能会添加一个连接到电池上的某种制冷装置。
图片由玛丽亚·特蕾莎·胡安提供
其他农民采取了租金共享的安排。Urrutia Foods的老板玛丽亚·特蕾莎·胡安(Maria Teresa Juan)支付了325美元的费用，与另一位农民租了一辆冷藏货车。胡安每个月都要把山羊和奶牛奶酪、蜂蜜和咖啡装上，并和另一个农民的鸡蛋共用一个地方。
在新规定生效之前，胡安女士可以将奶酪存放在被动冷藏的冷却器中，但现在她在将产品运往市场时必须使用冰箱。
分担租金只是胡安的农场削减成本和盈利的手段之一。这栋房屋占地110英亩(约合457公顷)，胡安已经租住了20年。她需要5英亩的土地来养山羊，剩下的就租给牧场主了。她卖的蜂蜜、咖啡和奶酪都是其他农场生产的，她通过一个合作社组织的安排来销售。
胡安说:“这就是我如何在经济上可持续的同时，让我的项目继续下去的方法。”
2019年，超市拒绝进货胡安的山羊奶酪，因为它的包装不合规。这种奶酪需要改良的大气包装，用氮气取代包装内的氧气。胡安需要一个氮气注射系统，她得到了世界中央厨房(World Central Kitchen)的2万美元资助。
图片由玛丽亚·特蕾莎·胡安提供
现在她需要冷藏运输。
“我想买一辆，但我找到的最便宜的是一辆二手卡车，售价3万美元。我根本买不起。冷藏设备运到岛上的次数不多。我认为卖家们利用了这一点，”胡安女士说。
低成本冷藏运输在波多黎各可能有很大的市场。胡安女士说，岛上多达70%的农民都租货车。
设计的解决方案必须在10分钟到2.5小时的车程内运行，并且在市场上停放时，车内物品应保持6小时的低温。车辆在返回农场时也应继续运行。
“一个成功的市场是你回来时几乎空空如也，但也不是完全空空如也，”胡安女士说。一辆空卡车意味着如果有更多的产品储存，可能会有销售损失。
迫切需要
如果农场不遵守新规定，他们将不得不关门。在这一点上，关闭可能是不可避免的。加西亚女士说。世界中央厨房的工作可能是一些人的生命线，但其他人需要其他类型的帮助。
波多黎各农民自己承担的冰箱升级，以及低成本冷藏运输的缺乏，都为工程设计和社会创业提供了潜在的目标。开云全站app登录官网入口下载新的低成本产品和服务可以满足波多黎各的迫切需求。
