매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology) 전문가들은 개방형 연구를 통해 건조한 지역의 식량 불안을 해결합니다.

더운 여름날 땀을 흘려본 사람이라면 증발 냉각의 원리와 중요한 가치를 이해하게 될 것입니다. 우리 몸은 과열되면 땀방울을 생성하며, 건조한 미풍이나 선풍기가 근처에 있으면 땀방울이 증발하여 그 과정에서 열을 흡수하여 시원한 느낌을 줍니다. 증발 냉각으로 알려진 동일한 과학적 원리가 판도를 바꿀 수 있습니다. 시들고 있는 건조한 열기로 인해 갓 수확한 농산물이 빠르게 품질이 저하될 수 있는 소규모 농장에서 재배된 과일과 채소를 보존하기 위한 것입니다. 방금 딴 고추와 잎채소를 짧은 시간에 소비하지 않거나 신속하게 냉장 또는 적어도 서늘한 저장고로 옮기지 않으면 그 중 대부분이 낭비될 수 있습니다. 이제 MIT 건축 기술 프로그램의 Leon Glicksman 교수는 건축학과와 MIT D-Lab의 연구 엔지니어 Eric Verploegen은 중고 선적 컨테이너에 구축할 수 있고 그리드 전기 또는 내장 태양열로 구동할 수 있는 강제 공기 증발 냉각실에 대한 오픈 소스 설계를 공개했습니다. 패널. 168개의 농산물 상자를 수용할 수 있는 이 챔버는 신선하게 수확된 과일과 채소의 온도를 신속하게 낮추어 신선함을 유지할 수 있는 저렴한 방법이 필요한 덥고 건조한 기후의 소규모 농민들에게 큰 가능성을 제공합니다. 낮에 수확하면 부패에 가장 취약합니다.”라고 수확 후 폐기물을 줄이기 위해 증발 냉각을 사용하는 것을 오랫동안 지지해 온 Verploegen은 말합니다. "그리고 냉장 냉장실이 실현 가능하지 않거나 가격이 저렴하지 않다면 증발 냉각은 농민과 그들이 식량을 공급하는 지역 사회에 큰 변화를 가져올 수 있습니다."라고 그는 계속합니다. Verploegen은 2016년부터 증발 냉각을 그의 작업의 초점으로 삼았으며 처음에는 다음 사항에 중점을 두었습니다. 일반적으로 용량이 10~100리터이고 가정용으로 적합한 소규모 증발 냉각 "Zeer" 포트와 제로 에너지 냉각 챔버 또는 ZECC로 알려진 대형 이중 벽돌 벽 챔버로 6개를 저장할 수 있습니다. 한 번에 16개의 야채 상자가 있습니다. 이러한 디자인은 수동적 공기 흐름에 의존합니다. 새로 출시된 강제 공기 증발식 냉각실 설계는 능동형 공기 흐름 시스템과 훨씬 더 큰 용량으로 인해 이 두 가지 더 겸손한 설계와 차별화됩니다. 2019년에 Verploegen은 더 큰 증발식 냉각 장치를 구축하려는 아이디어로 관심을 돌렸습니다. Glicksman과 협력하여 수동적 공기 흐름 대신 강제 공기 흐름을 사용하여 과일과 야채를 냉각시키는 방법을 연구했습니다. 기존의 냉장 보관 옵션을 연구하고 케냐 농부들과 함께 사용자 연구를 수행한 후, 그들은 중고 선적 컨테이너를 챔버 구조로 사용하여 능동 증발 냉각을 사용하는 아이디어를 생각해 냈습니다. 2020년 코로나19 팬데믹이 기승을 부리면서 그들은 중고 10피트 선적 컨테이너를 조달해 빌리지 스트리트(Village Street) 근처 D-Lab 외부 안뜰 지역에 설치하고 강제 공기 증발 냉각의 프로토타입 작업에 착수했습니다. 작동 방법은 다음과 같습니다. 산업용 팬은 뜨겁고 건조한 공기를 챔버로 끌어들이고 다공성 습식 패드를 통과합니다. 그 결과 차갑고 습한 공기가 챔버 내부에 저장된 과일과 야채 상자를 통과하게 됩니다. 그런 다음 공기는 이중 바닥을 통해 단열재와 외부 컨테이너 벽 사이의 채널로 이동하여 측벽 상단 근처의 배기구로 흐릅니다. 건축 기술 및 기계 공학 교수인 Leon Glicksman은 다음과 같이 말했습니다. 건물의 자연 환기 및 공기 흐름에 대한 그의 이전 연구를 바탕으로 챔버의 수직 강제 공기 설계 패턴을 생각해 냈습니다. "디자인의 핵심은 공기 흐름의 강도와 방향을 면밀히 제어하는 ​​것입니다."라고 그는 말합니다. “과일과 야채 상자를 직접 통과하는 공기 흐름의 강도와 공기 흐름 경로 자체가 이 시스템을 매우 효과적으로 작동시키는 이유입니다. 이 디자인은 현장에서 직접 수확한 수확물을 신속하게 냉각시키는 데 도움이 됩니다.” 새롭고 효과적인 기류 시스템 외에도 강제 공기 증발 냉각실은 D-Lab이 저자원 분야 작업에서 잘 알려진 많은 부분을 나타냅니다. 독립형 커뮤니티: 파트너와 함께 저비용 및 저탄소 배출량 기술을 개발합니다. 증발 냉각도 다르지 않습니다. 전기 그리드에 연결되거나 태양광 패널에서 실행되는 경우 강제 공기 챔버는 냉장 냉장실 전력의 1/4을 소비합니다. 그리고 챔버가 전 세계 어디에서나 사용되는 중고 선적 컨테이너에 건설되도록 설계되었기 때문에 이 프로젝트는 업사이클링의 훌륭한 예입니다. 설계 시범 이전 조사와 마찬가지로 Verploegen, Glicksman 및 동료들은 긴밀하게 협력했습니다. 농부와 지역사회 구성원. 강제 공기 시스템의 경우 팀은 증발 냉각이 가장 잘 작동하는 기후 조건에서 농산물에 대한 더 나은 냉각 및 보관 조건이 필요한 지역 사회 파트너와 협력했습니다. 케냐와 인도의 두 파트너는 각각 파일럿 챔버를 구축하여 MIT에서 수행되는 작업과 함께 프로세스를 테스트하고 정보를 제공했습니다. 케냐에서는 소규모 농장이 전체 식품 소비량의 63%를 생산하고 소규모 자작농 농산물의 50% 이상을 생산합니다. 수확 후 손실된 식품을 찾기 위해 케냐 키브웨지에 위치한 냉장 보관 회사인 Solar Freeze와 협력했습니다. 설립자 Dysmus Kisilu가 2019년 MIT D-Lab Scale-Ups Fellow였던 Solar Freeze는 나이로비와 몸바사 사이의 농산물 시장에 태양광 발전 패널로 구동되는 15,000달러의 비용으로 독립형 강제 공기 증발 냉각실을 구축했습니다. 케냐 마쿠니 카운티의 Solar Freeze Chamber 건설을 감독한 기업가이자 지역 정치인인 Peter Mumo는 "이 상공회의소는 지역 소규모 자작농들이 이전에 겪었던 수확 후 막대한 손실에 대비한 안전망을 제공하고 있습니다."라고 말했습니다. 인도에서 생산되는 과일과 채소 중 1%는 냉장 보관 용량 부족, 농장 인근 냉장 보관 부족, 열악한 운송 인프라, 기타 냉장 유통 격차로 인해 매년 낭비됩니다. 기후는 아대륙에 따라 다르지만 Hunnarshala 재단이 본부를 두고 있는 Bhuj와 같은 그곳의 뜨거운 사막 기후는 증발 냉각에 적합합니다. Hunnarshala는 Bhuj 근처 유기농 농장에 위치한 온그리드 시스템을 8,100달러에 구축하기로 계약했습니다. Hunnarshala 재단의 전무이사인 Mahavir Acharya는 “정말 고무적인 결과를 얻었습니다.”라고 말합니다. “여름 성수기에는 기온이 42도(섭씨)일 때 실내 온도는 26도(섭씨), 습도는 95%에 달합니다. 이는 야채가 3, 4, 5, 6일 동안 신선함을 유지하기에 정말 좋은 조건입니다. 겨울에 우리는 온도를 35도에서 24도(섭씨)로 테스트했고 7일 동안 품질이 상당히 좋았습니다.” 소문 내기개념이 검증되고 조종사가 잘 확립되면 다음 단계는 소문을 퍼뜨리는 것입니다. .“우리는 케냐와 인도는 물론 여기 MIT의 테스트 챔버에서도 시스템을 계속 테스트하고 최적화하고 있습니다.”라고 Verploegen은 말합니다. “우리는 계속해서 사용자와 함께 시험하고 농부 및 공급업체와 함께 배치하여 열 성능, 챔버 내 과일 및 채소의 유통기한, 기술 사용이 사용자에게 미치는 영향에 대한 데이터를 수집할 것입니다. 또한 우리는 농민 협동조합, 개별 농민, 지방 정부 등 원예 가치 사슬에서 이 솔루션을 구축하기를 원하는 냉장 보관 제공업체와도 협력할 계획입니다.” 최대한 많은 수의 잠재 사용자에게 다가가기 위해 Verploegen과 팀은 특허를 추구하지 않고 대신 강제 공기 증발식 냉각실을 구축하는 방법에 대한 자세한 지침이 포함된 오픈 소스 설계를 전파하기 위해 웹사이트를 구축했습니다. 상세한 CAD 도면과 비디오로 잘 설명된 광범위한 인쇄 문서 외에도 팀은 교육용 비디오를 제작했습니다. 프로젝트 초기 단계의 공동 연구 책임자로서 MIT 기계 공학과 Dan Frey 교수가 시장 조사에 기여했습니다. 프로젝트 단계 및 챔버 설계의 초기 개념. Frey는 “이러한 강제 공기 증발식 냉각실은 큰 잠재력을 가지고 있으며 오픈 소스 접근 방식은 이 프로젝트에 탁월한 선택입니다.”라고 말합니다. "설계 출시는 긍정적인 영향을 미치는 길에 있어 중요한 이정표입니다." 강제 공기 증발식 냉각실 연구 및 설계는 Abdul Latif Jameel 수자원 및 식품 시스템 연구소에서 인도 보조금, 종자 보조금 및 솔루션을 통해 지원되었습니다. 승인하다.