2020年4月2日
设计灵感：波多黎各农民如何启动冷却技术
贡献者：Rob古蒂
参与创新影响:西门子设计大赛，解决收获后损失的挑战，如低成本食品冷藏。
波多黎各农民正在使用非营利性食品援助机构“世界中央厨房”(World Central Kitchen)提供的赠款，建造自己的可进入式冷却器，以减少收获后的粮食损失。他们的下一个挑战是低成本冷藏运输。他们自己开发的技术表明了产品设计师和工程师可以满足的需求。对于设计灵感，尝试寻找这类自己动手构建的例子和bootstrap解决方案，以负担得起的方式解决问题。
波多黎各的小块土地的农民正在努力满足安全保存食物和减少收获后损失的新规定。非营利性食品救济组织“世界中央厨房”(World Central Kitchen)提供的赠款，已经帮助岛上的一些农民遵守了他们的操作，但建造和购买设备的主流方法的成本甚至比赠款所提供的还要高。因此，一些获得资助的农民正在建造他们自己的冷却器，并通过与移动连接的传感器来调节温度。另一些公司则采用租金共享的方式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未得到满足的需求。价格实惠的步入式冷藏箱也是如此。
新的规章制度和一个有益的非盈利组织
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。作为美国的领土，波多黎各必须遵守。岛上的小块土地上的农民通常在微薄的利润范围内工作，有些人还在亏损经营。
世界中央厨房在拉丁美洲和加勒比地区提供食品援助、培训厨师并支持小型食品企业。Chef José Andrés在2010年成立了这个非营利组织，在海地发生灾难性地震后为其提供食品救济。在波多黎各，世界中央厨房推出了一个叫做犁,板自2018年12月以来，已经向农民、渔民和食品行业的小企业提供了价值5000- 2万美元的130万美元赠款。
“农场是我们帮助支持冷储存设施的发展的地方。因为波多黎各太热了，当你挑选一些东西时，在几个小时内，它可能会萎靡，“世界中央厨房的首席计划官员告诉E4C，亚历山德拉加西亚。“你不能让东西超过几天，”加西亚女士说。
主流解决方案昂贵。公司提供了定制和预制的冷藏单位。有些是太阳能和移动连接的，但问题价格为60,000美元或以上。
“我们的一些农民只赚到了3万美元。我很抱歉，但当农民们可以建造自己的储存单元时，他们不会购买价值6万美元的储存单元。”加西亚女士说。
“农民往往是自己动手的黑客。他们修理拖拉机，他们知道如何修理谷仓，他们可以说是万事通，”加西亚说。“他们只需要花2000到5000美元就能造出一个冷却器。”
冷运输一直是一个更难解决的问题。参与犁地到盘子计划的农民还没有找到一个负担得起的技术解决方案。世界中央厨房希望从产品设计师和工程师那里看到新的想法。
“工程师们怎么能设计出某种系统，把一辆皮卡或吉普车变成冷藏运输工具呢?”加西亚女士问道。
Coolbot，DIY步入式冷却器的Linchpin
照片由弗朗诺马加诺提供
Garcia女士说，一直在进行自己的步入式冷却器的农民使用Coolbot温度调节器。将Coolbot挂在绝缘室内的盒子或窗户空调，Coolbot可以将温度保持在所需的环境。该器件具有带有传感器的微控制器脑，以取房间温度并保持空调在工作状态下。它可以防止空调的翅片冻结。将其储存冷，LLC，Coolbot的美国制造商，也使得齐全的步入式冷却器。其中一个是E4C的解决方案库中的特色。
在E4C的解决方案库中查看Coolbot步入式冷却器
佛朗哥·马卡诺(Franco Marcano)在他位于波多黎各东海岸的农场Cosechas Tierra Viva建造了自己的步入式冷却器。在他1.5英亩的土地上，马卡诺种植了三分之二的土地，剩下的都是果树和森林。他收获的大多是蔬菜，比如羽衣甘蓝、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出售。
来自世界中央厨房的9000美元的批准，Marcano先生自己建造了较冷和其他基础设施。
“我建造了一个设备齐全的收获后站，符合最新的FSMA法规。不锈钢桌，步入式凉爽，水槽，热水。我们需要确保我们能够向我们的买家证明[制作安全且符合法规]，“的一切，”马加达先生说。
由于该农场自2014年开始运营以来一直处于赤字状态，因此资金紧张。马卡诺把自己的机械工程学位用于农场的DIY建筑和技术升级。他正在努力削减成本，同时为未来在财务上可持续发展打下基础。
当他知道他的绿色蔬菜需要一个冷冻室时，马卡诺给新的和用过的冰箱定价，但它们都太贵了。他看到的二手冷却器仅仅是绝缘盒就需要3000到4000美元，这还不包括压缩机或其他组件。新的要花1万美元。
“最后，它只是一个带有绝缘材料的盒子，”马卡诺说。他决定自己建一个。“我建了一个17乘8英尺的冷藏室，加上所有的材料，它花费了大约3000美元，”马卡诺先生说。
马尔卡诺说，酷派机器人是酷派机器人的大脑，它是一个很棒的设备。他的部队带来了如何建造步入式冷却器的说明。他把冷却器建在地下室的一个角落，以增加地下绝缘。作为一名工程师，他当然被迫对设计进行定制修改。为了增加强度并便于清理，马尔卡诺用镀锌钢而不是木材作为框架，挂着PVC板而不是干墙。马卡诺说，一台12英制热量单位(btu)的窗型空调15分钟就能将室内温度降至50度。
“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，而成本只是你去市场购买步入式冷却器的一小部分，”马卡诺先生说。
马尔卡诺使用的CoolBot是一款较老的型号，与新一代不同，它不连接移动应用程序。为了弥补和补充设备的传感器套件，马卡诺自己安装了传感器。
“我们设计了一个远程湿度和温度传感器。它是基于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，”马卡诺先生说。
就像冷却器一样，整个农场都布满了传感器。
“我们已经开发了一种叫做智能农业的模式，”马卡诺先生说。该农场有一个气象站，收集有关这种独特的微气候的数据，并将其发送到一个数据库，通过家用电脑访问。
“我们可以记录降水量、风速、温度、湿度……我们可以通过一个应用程序控制灌溉，知道水箱里有多少水，我们消耗了多少水。”我们试着将我们的数据与生产数据联系起来，然后想出发展什么以及何时发展的策略，”马卡诺说。
“我们正试图回到土地上过一种简单的生活，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方的市场。为了保持产品的完整和卫生，并符合FSMA的规定，他们需要冷藏运输。马卡诺考虑过自己动手做。
“如果我能找到一辆车，我可以很容易地在它周围放上绝缘板，”他说。然后他可能会在电池上加一个制冷装置。
照片由玛丽亚·特蕾莎·胡安提供
其他农民则采取了租金共享的方式。Urrutia Foods的老板玛丽亚·特蕾莎·胡安(Maria Teresa Juan)支付了325美元的一部分费用，和另一个农民租了一辆冷藏货车。胡安每个月有六次会把山羊奶酪、牛奶奶酪、蜂蜜和咖啡装进肚子里，和另一个农民的鸡蛋共用一个地方。
在新规定生效之前，胡安可以将奶酪储存在被动冷藏的冷冻机中，但现在她在将产品运往市场时被要求使用冷冻机。
分摊租金只是胡安的农场削减成本和盈利的手段之一。Renacer庄园占地110英亩，胡安已经租住了20年。她需要5英亩地养羊，剩下的租给牧场主。她出售的蜂蜜、咖啡和牛奶酪都是在其他农场生产的，她通过合作社的安排来销售。
“这就是我如何在经济上可持续的时候让我的项目继续保持预测，”胡安女士说。
2019年，超市拒绝进货胡安的山羊奶酪，因为其包装不符合规定。这种奶酪需要改进气氛包装，用氮气取代包装内的氧气。胡安需要一个氮气注入系统，她有了世界中央厨房(World Central Kitchen)提供的2万美元赠款，才买得起。
照片由玛丽亚·特蕾莎·胡安提供
现在她需要冷藏运输工具。
“我试图买一个，但我发现的最便宜是二手卡车，30,000美元。我无法负担得起。冷藏装置尽可能多地到达岛屿。卖家，我认为他们利用了这一点，“胡安女士说。
低成本冷藏运输可能在波多黎各拥有大型市场。胡安女士说，多达70％的农民租盘。
一个设计的解决方案必须在10分钟到2.5小时的行驶中运行，并且它应该能在停在市场上的6个小时内保持冷藏。在返回农场的过程中，车辆也应该继续运行。
胡安说:“一个成功的市场，你回来的时候几乎是空的，但不是完全空的。”一辆空卡车意味着，如果库存更多的产品，可能会造成销售损失。
急迫
如果农场不遵守新规定，他们将不得不关门。此时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，但其他人将需要其他类型的帮助。
波多黎各农民采取较冷的升级，以及缺乏低成本的冷藏运输，都表明了工程设计和社会企业家的潜在目标。新的低成本产品和服务可以在波多黎各举行急需。
