Laikyti vėsų – nuo ​​parduotuvės iki durų

Maisto, vaistų, greitai gendančių ir kitų temperatūrai jautrių daiktų gabenimas tolimais atstumais ir paskutinėmis myliomis priklauso nuo sunkvežimių su šaldytuvu. Maždaug 2 % Šiaurės Amerikos ~ 38 mln. sunkvežimių šiandien keliuose yra šaldytuvai ir generuoja 12 mlrd. USD per metus krovinių pristatymo pajamų (bendros krovinių vežimo kroviniais pajamos yra ~ 750 mlrd. USD per metus). Prekių judėjimas paviršiumi apima sudėtingą uostų, sandėlių, gamyklų ir ūkių tinklą, kurie tiekia produktus į tolimųjų reisų sunkvežimius, kurie pristato juos į vietinius paskirstymo centrus ir parduotuves. Paskutinės mylios pristatymai perkelia atsargas iš paskirstymo centrų ir parduotuvių į galutinių klientų namus ir įmones, todėl per metus gaunama apie 60 mlrd. USD pajamų. 10 % jų (6 mlrd. USD per metus) yra atšaldyti pristatymai.

Šaltosios grandinės paskirstymas yra specializuotas procesas, reguliuojantis temperatūrai jautrių produktų judėjimą iš kilmės vietų (gamyklų, fermų, sandėlių, paskirstymo centrų) iki galutinio vartotojo. Saugojimo / transportavimo laikas ir temperatūros kontrolė yra labai svarbūs planuojant, stebint ir vykdant, kad būtų išsaugota produkto kokybė ir vientisumas. Ankstyvieji diegimai naudojo natūralų ir sausą ledą ir buvo apriboti nedideliais atstumais. Sunkvežimiai su mechaniniu šaldytuvu 1935 metais išrado Fredrickas Jonesas, savarankiškai išsilavinęs ir daug pasiekęs inžinierius, tarnavęs JAV armijoje Pirmajame pasauliniame kare. Ši naujovė suvaidino reikšmingą vaidmenį Antrajame pasauliniame kare, gabendama vaistus, kraują ir maistą JAV kariams. 1956 m. sukūrus JAV tarpvalstybinių greitkelių sistemą, gerokai pagerėjo sunkvežimių su šaldytuvais pajėgumas, efektyvumas ir asortimentas (meilingai ir nuostabiai žinomų kaip „šaldytuvai“. Billui Maheriui tai turėtų patikti!).

Labiausiai tolimojo susisiekimo šaldytuvai naudoti mechaninį šaldymą, kad būtų galima kontroliuoti visą vidinį priekabos arba konteinerio bloko, kuriame laikomas produktas, tūrį. Naudojamas aušinimo skysčių, kompresorių, izoliacijos ir ventiliacijos derinys su specialiu dyzeliniu generatoriumi, tiekiančiu maitinimą šaldymo įrenginiui. Daugelyje paskutinės mylios pristatymo parinkčių taip pat naudojamas tam tikras šio metodo variantas.

Elektroninės prekybos augimas ir Covid pandemija žymiai padidino šaldymo prekių pristatymą iš parduotuvių ir paskirstymo centrų galutiniams vartotojams. Bakalėjos parduotuvių tinklai ir elektroninės prekybos didvyriai pamatė dideles galimybes greitai gendančių prekių, tokių kaip bakalėjos, pusiau paruošto maisto rinkiniai ir vaistai, pristatymo tą pačią dieną. Vėliau jie investavo į sandėliavimą ir pristatymas. Specializuoti ir specialiai sukurti furgonai, robotai ir dronai yra keletas variantų, kurie kuriami šiems pristatymams.

Pagrindinės naujovės, atsirandančios paskutinės mylios pristatymo sunkvežimiuose, apima:

1. Mažesni, lengvi sunkvežimiai: urmu pristatymas į bakalėjos parduotuves ir kitas mažmeninės prekybos vietas naudoja 5–7 klasės sunkvežimius ir (arba) vilkikus. Pristatant į namus naudojami 1–4 klasės furgonai, kurių vairuotojo pažymėjimų poreikis yra mažesnis ir kurie yra efektyvesni pristatymo intervalų, energijos sąnaudų ir stovėjimo vietos atžvilgiu. Šie sunkvežimiai paprastai sveria < 10,000 XNUMX svarų.
2. Elektrinės transporto priemonės: vis dažniau dėmesys mažesniam transporto priemonių išmetamų teršalų kiekiui ir triukšmo taršai skatina perėjimą nuo dujomis arba dyzelinu varomų vidaus degimo variklių prie baterijomis varomų elektrinių transporto priemonių. Kiti privalumai – mažesnės priežiūros išlaidos dėl mažiau judančių dalių.
3. Elektrinis šaldymas: perėjimą prie aušinimo sistemų, veikiančių naudojant akumuliatorių varomą elektros energiją (palyginti su dyzeliniais generatoriais), lėmė poreikis kontroliuoti išmetamųjų teršalų kiekį ir pereiti prie tvarių paskutinės mylios sprendimų. Temperatūrai valdyti vis dar naudojami uždaro ciklo aušinimo skysčiai ir kompresoriai. Elektrinis šaldymas yra natūralus priedas prie elektrinių transporto priemonių naudojimo, siekiant užtikrinti ekologišką ir tylų pristatymą gyvenamuosiuose rajonuose. Elektromobilių gamintojų ir aušinimo sprendimų tiekėjų partnerystė skirtas visiškai elektra varomų šaldytuvų pristatymo paskutinės mylios segmentui.
4. Kietojo kūno šaldymas yra ypatinga 3 kategorija, tačiau naudojama termoelektrinio aušinimo technologija, pagrįsta Peltier efektu. Jame nenaudojamos judančios dalys, aušinimo skysčiai ar kompresoriai ir pašalinami visuotinio atšilimo keliami šaltnešio nuotėkio pavojai (tipiški šaltnešiai yra angliavandeniliai arba hidrofluorangliavandeniliai), dėl kurių atmosferoje šiluma sugeriama 2000 kartų geriau nei CO2, ir yra pagrindinis visuotinio atšilimo veiksnys.
5. Specialiai sukonstruotos transporto priemonės, skirtos ergonomiškai pakrauti ir iškrauti krovinius, svarbus veiksnys siekiant apsaugoti darbuotojų saugą ir sveikatą
6. Pritaikymas prie kelių produktų linijų ir temperatūros diapazonų: paskutinės mylios pristatymas turi specifinių individualių klientų poreikių ir gali apimti įvairius temperatūros ir gaminio reikalavimus.

Kietojo kūno šaldytuvas paskutinės mylios pristatymams

Kietojo kūno šaldymas reiškia temperatūros valdymą, kurį užtikrina termoelektrinė technologija. Konkrečiai, tai susiję su taikymu Peltier efektas, kuriame naudojami puslaidininkiniai elementai, tokie kaip bismuto teluridas perkelti aktyvias ir pasyvias šilumos apkrovas iš „šaltosios lėkštės“ (palaikomos tikslinėje temperatūroje, kuri gali būti iki -60 C) į „kaištąją plokštę“ (tai šilumnešį, kurio temperatūra keliais laipsniais aukštesnė už aplinkos temperatūrą). temperatūra). Termoelektriniai aušintuvai arba TEC buvo naudojami nuo devintojo dešimtmečio vidurio lazeriams ir detektoriams ryšių reikmėms aušinti ir buvo svarbūs skatinant didelio pralaidumo ryšį ir skaičiavimo apsisukimus (žr. 1980 pav.).

Pakeitus elektrinį poliškumą, TEC galima naudoti šildymo režimu, o tai labai naudinga tais atvejais, kai aplinkos temperatūros svyravimai yra dideli, kai šaltojoje pusėje turi būti palaikoma fiksuota temperatūra. Tai taip pat atveria galimybes naudoti tokio tipo technologijas tiekiant šiltus ar karštus daiktus, pavyzdžiui, paruoštą maistą.

Termoelektrinio aušinimo privalumai akivaizdūs – didesnis patikimumas (nėra judančių dalių ir kompresorių), nėra hidrofluorangliavandenilių (HFC) ar toksiškų šaltnešių (kurie gali nutekėti ir sukelti aplinkos problemų), mažesnis dydžio ir svorio reikalavimas bei tylesnis veikimas. Tai taip pat leidžia moduliniu būdu, paskirstytu ir erdviniu būdu sufokusuotą temperatūros kontrolę ir apskritai geresnį sieninio kištuko efektyvumą nei įprasti šaldymo būdai, skirti vėsinti visą erdvinį konteinerio ar priekabos tūrį.

Kietojo kūno aušinimas iš pradžių buvo naudojamas mažiems optiniams ir elektroniniams lustams aušinti arba temperatūrai stabilizuoti su nedidelėmis šilumos apkrovomis. Tobulėjant technologijai, ji buvo naudojama didesniems mazgams, pavyzdžiui, pramoniniams lazeriams ir kompiuteriams. Šiuo etapu jį pritaikyti didelėms erdvėms nepraktiška (pavyzdžiui, vėsinti visą 8 klasės sunkvežimio priekabą) dėl sąnaudų, energijos suvartojimo ir talpos. Tačiau nedidelio tūrio konteineriai patinka gėrimų aušintuvai ir šaldytuvai po stalviršiu medicinoje ir laboratorijoje yra praktiški ir prieinami šiandien.

Fononinis, įsikūrusi Research Triangle Park (Šiaurės Karolina), yra puslaidininkių įmonė, kuri specializuojasi kuriant ir gaminant TEC, skirtus masinei rinkai, pradedant nuo ryšių ir LiDAR iki transportavimo, klimato kontrolės ir vakcinų saugojimo. Iki šiol ji surinko 250 mln. USD, turi 200 darbuotojų ir bendradarbiauja su tokiais gamybos partneriais kaip „Fabrinet“ Tailande. Be intelektinės nuosavybės puslaidininkių srityje, ji taip pat daug dėmesio skyrė savo TEC produktų integravimui į konkrečioms programoms pritaikytus kietojo kūno šaldymo sprendimus, skirtus laboratorijoms, prekybai, klimato kontrolei ir šaldymo grandinėms.

2 paveiksle parodyta šaltosios grandinės vykdymo ekosistema, kuriai skirta „Phononic“, įskaitant saugojimą ir pakrovimą parduotuvėse, sandėliuose ir vykdymo centruose, taip pat paskutinės mylios transportavimą tarp šių vietų ir galutinio vartotojo.

Bendrovės bendrame gaminyje (3 pav.) yra integruoti TEC, kad būtų užtikrintas vėsinimas talpos tūryje, ir CO2/vandens šaltnešis, kuris per integruotus ventiliatorius pašalina šilumą į atmosferą. Dėžutės matmenis galima pritaikyti pagal užsakymą ir yra 2 modelių – šaldomų ir šaldytų. Pirmasis sunaudoja ~ 40 W galios esant pastoviai būsenai, o šaldiklio versija sunaudoja ~ 100 W, puikiai tinka elektrinėms transporto priemonėms energijos suvartojimo ir baterijos veikimo požiūriu. Sprendimas teikia pritaikytus temperatūros sprendimus, atsižvelgiant į produkto naudingąją apkrovą, ir integruoja IoT ryšį, kad būtų galima nuolat stebėti ir sekti temperatūros atitiktį.

„Phononic“ bendradarbiavo su „Sortimo“, kuris pritaikė išplėstinį „Ford“ elektrinį furgoną kaip „Tri-Temp“ transporto priemonę klientų demonstravimui. Šiuo metu įmonė turi 15 komercinių įrenginių, kurių artimiausiu metu numatoma dar daugiau. Pasak „Phononic“ generalinio direktoriaus Tony Atti, „Pamatėme galimybę panaudoti mūsų puslaidininkių platformą ir integruotą sistemos dizainą, kad pateiktume tvarų ir ekonomišką sprendimą, skirtą nuo galo iki galo pristatyti šaldymo grandinę/paskutinę mylią. Preliminarūs bandymai rodo, kad vidutinio dydžio bakalėjos tinklas, turintis 60 parduotuvių, gali sutaupyti 1 mln. USD metinių pristatymo išlaidų ir išvengti daugiau nei 800 metrinių tonų išmetamo CO2, palyginti su benzino pristatymo transporto priemonėmis, naudojančiomis sauso ledo ir gelio pakuotes. Ateityje aptarsime vykdymo centrus, pristatymą vidutinės mylios atstumu, atsiėmimą parduotuvėje / šaligatviu ir paskutinės mylios pristatymą naudodami „Tri-Temp“ sunkvežimius ir dronus.

Nauji paskutinės mylios pristatymo sprendimai

Didžiosios elektroninės prekybos įmonės investuoja į elektrines transporto priemones paskutinės mylios pristatymui. „Amazon“ akcijų paketą „Rivian“. yra vienas iš pavyzdžių. „Walmart“ susivienijo su „Canoo“. už panašų pajėgumą. Nors jie skirti bendram pristatymui, kietojo kūno šaldytuvai idealiai tinka tam tikriems kroviniams.

Didėjant elektroninei prekybai ir programėlėms pagrįstiems pristatymams, atsiranda naujų paskutinės mylios transporto būdų. Tikėtina, kad jie bus autonomiški (robotai, dronai ir furgonai) ir varomi elektra. „Amazon“ neseniai paleido pristatymo robotą „Amazon Scout“ ir gavo FAA leidimą dronu pristatyti maistą ir vaistus.

Nuro, autonominių furgonų gamintojas bendradarbiauja su Kroger, maisto prekių pristatymui ir Domino picų pristatymui. Jie neseniai pasirašė sutartį su „Uber Eats“. maisto pristatymas iš restoranų į namus ir įmones.

Siekdami pasinaudoti gausiai apgyvendintais koledžų miesteliais, kuriuos pamaitinti alkani studentai, „Starship Technologies“ neseniai paskelbė robotais pagrįsta maisto pristatymo paslauga Misūrio valstijos universitete. Karšti ir šalti patiekalai pristatomi iš kavinių į skirtingas miestelio vietas naudojant robotų pristatymą programėlėje.

Lengvi, energiją taupantys ir tvarūs kietojo kūno temperatūros valdomi sprendimai, skirti tiekti atšaldytus, šaldytus ar šildomus produktus, yra puikus šių naujų transporto rūšių priedas, skirtas pristatyti paskutinę mylią.