Panatilihin itong Cool – Mula sa Tindahan Papunta

Ang malayuan at huling milyang transportasyon ng pagkain, mga gamot, nabubulok at iba pang mga bagay na sensitibo sa temperatura ay umaasa sa mga trak na pinalamig. Humigit-kumulang 2% ng ~38M na trak sa North America sa kalsada ngayon ay pinalamig at bumubuo ng $12B/taon sa mga kita sa paghahatid ng kargamento (kabuuang mga kita sa trak sa kargamento ay ~$750B/taon). Ang paggalaw sa ibabaw ng mga kalakal ay nagsasangkot ng masalimuot na network ng mga daungan, bodega, pabrika at sakahan na nagpapakain ng mga produkto sa mga long-haul na trak na naghahatid nito sa mga lokal na sentro ng pamamahagi at tindahan. Ang mga huling-milya na paghahatid ay naglilipat ng imbentaryo mula sa mga sentro ng pamamahagi at mga tindahan patungo sa mga tahanan at negosyo ng end-customer, na bumubuo ng ~$60B/taon sa mga kita. 10% ng mga ito ($6B/taon) ay pinalamig na mga paghahatid.

Ang pamamahagi ng malamig na chain ay isang espesyal na proseso na namamahala sa paggalaw ng mga produktong sensitibo sa temperatura mula sa mga pinanggalingang punto (pabrika, bukid, bodega, sentro ng pamamahagi) hanggang sa end user. Ang mga oras ng pag-iimbak/pagbibiyahe at pagkontrol sa temperatura ay mahalaga upang magplano, masubaybayan at maisakatuparan upang mapanatili ang kalidad at integridad ng produkto. Ang mga naunang pagpapatupad ay gumamit ng natural at tuyong yelo at pinaghihigpitan sa mga malalayong distansya. Mechanically refrigerated trucks ay naimbento noong 1935 ni Fredrick Jones, isang self-educated at magaling na inhinyero na nagsilbi sa US Army noong World War I. Malaki ang naging papel ng inobasyong ito sa World War II, ang pagdadala ng mga gamot, dugo at pagkain sa mga tropang US. Ang pagsisimula ng US Interstate Highway system noong 1956 ay nakasaksi ng malaking pagpapabuti sa kapasidad, kahusayan at hanay ng mga palamigan na trak (kilalang magiliw at kamangha-mangha bilang "reefers”. Dapat itong mahalin ni Bill Maher!).

Pinaka malayo reefers gumamit ng mekanikal na pagpapalamig upang magbigay ng kontrol sa temperatura ng buong panloob na volume ng trailer o container unit na nag-iimbak ng produkto. Ang kumbinasyon ng mga cooling fluid, compressor, insulation at ventilation ay ginagamit kasama ng dedikadong diesel-driven generator na nagbibigay ng kapangyarihan para sa pagpapatakbo ng refrigeration unit. Gumagamit din ng ilang variant ng paraang ito ang maraming opsyon sa paghahatid sa huling milya.

Ang pagtaas ng e-commerce at ang pandemya ng Covid ay makabuluhang nagpapataas ng mga pinalamig na huling-milya na paghahatid mula sa mga tindahan at sentro ng pamamahagi sa mga end user. Ang mga grocery chain at e-commerce behemoth ay nakakita ng malalaking pagkakataon sa parehong araw na paghahatid ng mga nabubulok na item tulad ng mga grocery, semi-prepared food kit at mga gamot. Sinundan nila ang mga pamumuhunan sa warehousing at paghahatid. Ang mga dalubhasa at ginawang layunin na mga van, robot at drone ay ilan sa mga opsyon na binuo para sa mga paghahatid na ito.

Kabilang sa mga pangunahing inobasyon na nagaganap sa mga last-mile delivery truck:

1. Mas maliliit at magaan na trak: ang maramihang paghahatid sa mga grocery store at iba pang retail outlet ay gumagamit ng Class 5 hanggang 7 truck at/o tractor-trailer. Ang mga paghahatid sa bahay ay gumagamit ng Class 1 hanggang 4 na van na nagpabawas ng mga pangangailangan sa sertipikasyon ng driver at mas mahusay sa mga tuntunin ng mga pagitan ng paghahatid, gastos sa enerhiya at paradahan. Ang mga trak na ito ay karaniwang <10,000 lb na chassis weight.
2. Electric Vehicles: lalong, ang pagtutok sa mas mababang mga emisyon ng sasakyan at polusyon sa ingay ay nagtutulak sa paglipat mula sa gas o diesel-powered internal combustion engine tungo sa mga de-koryenteng sasakyan na pinapagana ng baterya. Kasama sa iba pang mga benepisyo ang mga pinababang gastos sa pagpapanatili dahil sa mas kaunting mga gumagalaw na bahagi.
3. De-kuryenteng pagpapalamig: ang paglipat sa mga sistema ng paglamig na tumatakbo sa electric power na hinimok ng baterya (kumpara sa mga generator ng diesel) ay hinihimok ng pangangailangang kontrolin ang mga emisyon at lumipat patungo sa mga napapanatiling solusyon sa huling milya. Gumagamit pa rin ito ng mga closed-loop cooling fluid at compressor upang makamit ang kontrol sa temperatura. Ang de-kuryenteng pagpapalamig ay isang natural na add-on sa paggamit ng mga de-kuryenteng sasakyan upang magbigay ng berde at tahimik na paghahatid sa mga tirahan na kapitbahayan. Mga pakikipagtulungan sa pagitan ng mga gumagawa ng electric vehicle at mga provider ng cooling solution tugunan ang all-electric refrigerated last-mile delivery segment.
4. Solid State na pagpapalamig ay isang partikular na kategorya ng 3 ngunit gumagamit ng thermoelectric cooling technology batay sa Peltier effect. Hindi ito gumagamit ng mga gumagalaw na bahagi, mga cooling fluid o compressor at inaalis ang mga panganib sa global warming ng mga pagtagas ng nagpapalamig (karaniwang mga nagpapalamig ay mga hydrocarbon o hydroflourocarbons) na nagdudulot ng 2000X na mas mataas na pagsipsip ng init sa atmospera kaysa sa CO2, at ito ay isang pangunahing kontribyutor sa global warming.
5. Mga sasakyang gawa sa layunin para sa ergonomic na pagkarga at pagbabawas ng mga kargamento, isang mahalagang pagsasaalang-alang upang maprotektahan ang kaligtasan at kalusugan ng manggagawa
6. Pag-customize para sa maraming linya ng produkto at hanay ng temperatura: Ang huling milya na paghahatid ay may mga partikular na pangangailangan para sa mga indibidwal na customer at maaaring may kasamang halo ng temperatura at mga kinakailangan sa produkto.

Solid-state Refrigeration para sa Last Mile Delivery

Ang solid-state na pagpapalamig ay tumutukoy sa pagkontrol sa temperatura na ibinigay ng teknolohiyang thermoelectric. Sa partikular, ito ay nauugnay sa aplikasyon ng Peltier effect, na gumagamit ng mga elemento ng semiconductor tulad ng Bismuth Telluride upang ilipat ang mga aktibo at passive na naglo-load ng init mula sa isang "cold plate" (pinananatili sa isang target na temperatura na maaaring kasingbaba ng -60C ) patungo sa isang "hot plate" (na isang heat sink na ang temperatura ay ilang degree na mas mataas kaysa sa ambient temperatura). Ang mga thermoelectric cooler o TEC ay ginamit mula pa noong kalagitnaan ng 1980s upang palamig ang mga laser at detector para sa mga aplikasyon ng komunikasyon at naging instrumento sa pagtutulak ng mataas na bandwidth na komunikasyon at mga rebolusyon sa pag-compute (tingnan ang Larawan 1).

Ang pag-reverse ng electrical polarity ay nagbibigay-daan sa mga TEC na magamit sa heating mode, na lubhang kapaki-pakinabang sa mga application na may malaking ambient temperature swings, kung saan ang malamig na bahagi ay dapat mapanatili sa isang nakapirming temperatura. Nagbubukas din ito ng mga pagkakataong gamitin ang ganitong uri ng teknolohiya para makapaghatid ng maiinit o maiinit na mga bagay tulad ng inihandang pagkain.

Ang mga bentahe ng thermoelectric cooling ay kitang-kita – mas mataas na relaibility (walang gumagalaw na bahagi at compressor), walang hydrofluorocarbons (HFCs) o mga nakakalason na refrigerant (na maaaring tumagas at magdulot ng mga isyu sa kapaligiran), mas mababang sukat at kinakailangan sa timbang at mas tahimik na operasyon. Binibigyang-daan din nito ang modular, distributed at spatially focused temperature control at pangkalahatang mas mahusay na wall plug efficiency kaysa conventional refrigeration techniques na idinisenyo upang palamig ang isang buong spatial volume ng isang container o trailer.

Ang solid state cooling ay orihinal na ginamit upang palamig o patatagin ang temperatura ng maliliit na optical at electronic chips na may katamtamang pag-load ng init. Habang umuunlad ang teknolohiya, ginamit ito para sa mas malalaking pagtitipon tulad ng mga pang-industriyang laser at mga computer. Ang pag-scale nito sa malalaking espasyo ay hindi praktikal sa yugtong ito (halimbawa, pagpapalamig sa buong trailer sa isang Class 8 na trak) dahil sa mga pagsasaalang-alang sa gastos, paggamit ng kuryente at kapasidad. Gayunpaman, katamtaman ang dami ng mga lalagyan tulad ng mga pampalamig ng inumin at mga refrigerator sa ilalim ng counter para sa medikal at lab na paggamit ay praktikal at magagamit ngayon.

Phononic, na nakabase sa Research Triangle Park (North Carolina) ay isang kumpanyang semiconductor na dalubhasa sa pagbuo at paggawa ng mga TEC para sa mga aplikasyon sa mass-market mula sa mga komunikasyon at LiDAR hanggang sa transportasyon, pagkontrol sa klima at pag-iimbak ng bakuna. Nakalikom ito ng $250M hanggang ngayon, may 200 empleyado at may mga pakikipagsosyo sa mga kasosyo sa pagmamanupaktura tulad ng Fabrinet sa Thailand. Bukod sa intelektwal na pag-aari nito sa lugar ng semiconductor, nakatuon din ito sa pagsasama ng mga produktong TEC nito sa mga solusyon na partikular sa aplikasyon at naka-customize na solid-state refrigerated para sa laboratoryo, merchandising, climate control, at cold chain fulfillment.

Ipinapakita ng Figure 2 ang cold chain fulfillment ecosystem na tinutugunan ng Phononic, kabilang ang pag-iimbak at pag-load sa mga tindahan, bodega at mga fulfillment center pati na rin ang huling milyang transportasyon sa pagitan ng mga lokasyong ito at ng huling customer.

Ang produkto ng tote ng kumpanya (Figure 3) ay isinasama ang mga TEC nito upang magbigay ng paglamig sa loob ng dami ng tote, at isang CO2/water refrigerant upang tanggihan ang init sa atmospera sa pamamagitan ng pinagsamang mga fan. Maaaring i-customize ang mga sukat ng totes at may 2 modelo - pinalamig at naka-frozen. Ang dating ay kumukonsumo ng ~40W ng kapangyarihan sa steady state habang ang freezer na bersyon ay kumokonsumo ng ~100W, perpekto para sa mga de-kuryenteng sasakyan sa mga tuntunin ng paggamit ng enerhiya at buhay ng baterya. Nagbibigay ang solusyon ng mga customized na solusyon sa temperatura depende sa kargamento ng produkto, at isinasama ang koneksyon ng IoT upang patuloy na masubaybayan at masubaybayan ang pagsunod sa temperatura.

Nakipagsosyo ang Phononic kay Sortimo na nag-customize ng pinahabang Ford electric van bilang Tri-Temp na sasakyan para sa mga demonstrasyon ng customer. Sa ngayon, ang kumpanya ay may 15 komersyal na pag-install, na may higit pang inaasahang hinaharap sa malapit na hinaharap. Ayon kay Tony Atti, CEO ng Phononic, “Nakakita kami ng pagkakataon na gamitin ang aming semiconductor platform at integrated system design para makapagbigay ng sustainable at cost-efficient na solusyon para sa end-to-end cold chain/last mile delivery. Ang paunang pagsusuri ay nagpapahiwatig na ang isang medium-sized na grocery chain na may 60 na tindahan ay makakatipid ng $1M sa taunang mga gastos sa pagpapatakbo para sa mga paghahatid at maiwasan ang higit sa 800 metrikong tonelada ng ibinubuga na CO2, kumpara sa mga sasakyang naghahatid ng gasolina na gumagamit ng dry ice at gel pack”. Sa pasulong, tutugunan namin ang mga sentro ng katuparan, paghahatid ng gitnang milya, in-store/curbside pick-up, at huling milya na paghahatid gamit ang mga Tri-Temp truck at drone”.

Mga Umuusbong na Last Mile Delivery Solutions

Ang mga pangunahing kumpanya ng e-commerce ay namumuhunan sa mga de-koryenteng sasakyan para sa mga huling milya na paghahatid. Ang taya ng Amazon sa Rivian ay isang halimbawa. Nakipagtulungan ang Walmart sa Canoo para sa katulad na kakayahan. Bagama't ang mga ito ay para sa mga pangkalahatang paghahatid, ang mga solid-state na refrigerated totes ay perpekto para sa ilang mga payload.

Habang dumarami ang e-commerce at mga paghahatid na nakabatay sa app, lumilitaw ang mga bagong modalidad ng huling milyang transportasyon. Ang mga ito ay malamang na autonomous (mga robot, drone at van) at de-kuryenteng itinutulak. Amazon kamakailan inilunsad ang Amazon Scout delivery robot at nakatanggap ng pahintulot mula sa FAA na gumawa ng drone-based na paghahatid ng pagkain at gamot.

Nuro, isang gumagawa ng mga autonomous na van ay may mga pakikipagsosyo sa Kroger, para sa mga paghahatid ng grocery at sa Domino's para sa mga paghahatid ng pizza. Kamakailan ay nilagdaan nila ang isang kasunduan sa Uber Eats para sa paghahatid ng pagkain mula sa mga restawran hanggang sa mga tahanan at negosyo.

Naghahanap upang mapakinabangan ang mga kampus sa kolehiyo na may matataas na populasyon na may mga gutom na estudyante na makakain, Inihayag kamakailan ng Starship Technologies isang robot-based na serbisyo sa paghahatid ng pagkain sa Missouri State University. Inihahatid ang mga mainit at malamig na pagkain mula sa mga cafeteria patungo sa iba't ibang lokasyon ng campus sa pamamagitan ng mga paghahatid ng robot na nakabatay sa app.

Ang magaan, matipid sa enerhiya at napapanatiling solid-state na mga solusyon na kinokontrol sa temperatura para sa paghahatid ng mga produkto na pinalamig, nagyelo, o pinainit ay isang perpektong pandagdag para sa mga umuusbong na transport mode na ito para sa mga huling-milya na paghahatid.