Skip to main content
Αυτή η σελίδα εμφανίζεται με χρήση αυτόματης μετάφρασης. Προβολή στα Αγγλικά;
τροπικό δάσος Αμαζονίας

Το Digital Twin ενισχύει τη γεωργική βιομηχανία μικρής κλίμακας του Αμαζονίου

Βαθιά στο τροπικό δάσος του Αμαζονίου, το έργο Moiru βοηθά έναν μικρής κλίμακας παραγωγό αιθέριων ελαίων να εργαστεί πιο έξυπνα. Στο πλαίσιο μιας απόδειξης της έννοιας, δείχνει πώς Digital Twin εργαλεία — συμπεριλαμβανομένων Σιμέντερ STAR‑CCM+ - μπορεί να κάνει τη διαφορά μακριά από το εργοστασιακό πάτωμα

screenshot video

Το υγρό κλίμα του Αμαζονίου παρέχει ιδανικές συνθήκες για αρωματικά φυτά. Από το 2003, ο Συνεταιρισμός Campo Limpo (APROCAMP) στο Santo Antônio do Tauá προμηθεύει τη Natura - μια πολυεθνική της Βραζιλίας και κορυφαία εταιρεία ομορφιάς και προσωπικής φροντίδας της Λατινικής Αμερικής - με αυτές τις καλλιέργειες. Και από το 2024, ο συνεταιρισμός ασχολείται επίσης με την εξόρυξη των αιθέριων ελαίων τους, επιτρέποντας περισσότερη αξία να παραμείνει στην κοινότητα.

Μέσω του έργου Moiru, η διαδικασία εξαγωγής αιθέριων ελαίων μπορεί τώρα να αυτοματοποιηθεί. Αναπτύχθηκε με τη Natura ως μέρος της πρωτοβουλίας Tech4Amazonia, το έργο επικεντρώνεται στη μεταφορά ψηφιακών τεχνολογιών σε βιομηχανικές διαδικασίες σε αγροτικές περιοχές του Αμαζονίου. Οι μηχανικοί μας συνεισφέρουν την τεχνογνωσία τους σε τεχνολογίες αυτοματοποίησης, προσομοίωσης και νοημοσύνης δεδομένων, ενώ το Natura φέρνει επιστημονική ικανότητα στην κοινωνικο-βιοποικιλότητα και μακροχρόνιες σχέσεις με τις τοπικές κοινότητες.

Μια παραδοσιακή διαδικασία γίνεται ψηφιακή

Παραδοσιακά, η παραγωγή αιθέριου ελαίου χρησιμοποιεί ατμό: Το φυτικό υλικό συσκευάζεται σε μεγάλες δεξαμενές και ο ατμός περνά μέσα από την οργανική ύλη, εξατμίζοντας τα αιθέρια έλαια του φυτού, τα οποία στη συνέχεια συμπυκνώνονται στο επόμενο βήμα και διαχωρίζονται από το νερό. Η ποιότητα του τελικού προϊόντος εξαρτάται μεταξύ άλλων από το πόσο ομοιόμορφα κινείται ο ατμός μέσω του υλικού και πόσο σταθερή η πίεση και η θερμοκρασία παραμένουν κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Για να επιτύχουμε τα καλύτερα αποτελέσματα κάθε φορά, ξεκινήσαμε να ψηφιοποιήσουμε τη διαδικασία. Επειδή τίποτα δεν πρέπει να αφεθεί στην τύχη.

Οι μηχανικοί μας ξεκίνησαν χαρτογραφώντας λεπτομερώς την υπάρχουσα εγκατάσταση εξαγωγής. Αυτό περιελάμβανε τη συλλογή και επικύρωση τεχνικών δεδομένων, όπως σχέδια CAD, διαγράμματα σωληνώσεων και οργάνων και οριακών συνθηκών, ακολουθούμενες από επιτόπιες επισκέψεις για την κατανόηση της υποδομής του συνεταιρισμού και των λειτουργικών περιορισμών μιας αγροβιομηχανικής επιχείρησης στον Αμαζόνιο. Αυτές οι πληροφορίες συγκεντρώθηκαν για να δημιουργηθεί ένα Digital Twin του δοχείου εξαγωγής χρησιμοποιώντας υπολογιστική δυναμική ρευστών (CFD) στο Σιμέντερ STAR‑CCM+. Το μοντέλο αποκαλύπτει πώς ο ατμός κινείται μέσω του φυτικού υλικού, όπου συμβαίνουν πτώσεις πίεσης και πώς κατανέμεται η θερμοκρασία μέσα στο δοχείο - όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν άμεσα την αποτελεσματικότητα και την αναπαραγωγιμότητα της εκχύλισης.

Η απόκτηση βαθύτερων γνώσεων και του καλύτερου ελέγχου των διαδικασιών εξόρυξης είναι θεμελιώδους σημασίας για τη βελτίωση της αποδοτικότητας και την παραγωγή πρώτων υλών υψηλότερης ποιότητας.
Ρομύλο Ζάμπερλαν, Διευθυντής Μελλοντικών Επιστημών και Ευημερίας, Φύση

Από τη διορατικότητα στη δράση

Screenshot video Natura

Οι γνώσεις που αποκτήθηκαν από το Digital Twin τέθηκαν στη συνέχεια σε δράση. Ξεκινήσαμε ενσωματώνοντας ένα στρώμα αυτοματισμού στη διαδικασία εξόρυξης της αγροβιομηχανίας. Ένας αισθητήρας πίεσης εγκαταστάθηκε πριν από τον εξολκέα, τοποθετήθηκε μια αναλογική βαλβίδα στη γραμμή ατμού και προστέθηκαν αισθητήρες ροής μάζας και θερμοκρασίας για να καταγράψουν τις βασικές μεταβλητές κάθε παρτίδας. Αυτά τα εξαρτήματα ελέγχονται και παρακολουθούνται μέσω συστήματος PLC/HMI και εποπτικού ελέγχου, επιτρέποντας στους χειριστές να ρυθμίσουν τον επιθυμητό ρυθμό ροής ατμού, να παρακολουθούν τη συμπεριφορά της διαδικασίας και να διατηρούν σταθερές συνθήκες λειτουργίας.

Όλα τα δεδομένα που δημιουργούνται στη διαδικασία καταγράφονται τοπικά από το Industrial Edge, το οποίο είναι απαραίτητο σε περιοχές όπου η συνδεσιμότητα μπορεί να είναι περιορισμένη. Τα δεδομένα μπορούν στη συνέχεια να αναλυθούν με διαφορετικές εφαρμογές.

Μετρήσιμες βελτιώσεις

Τα αποτελέσματα από την προσομοίωση CFD αποκάλυψαν ότι τα επίπεδα πίεσης για την εξαγωγή αιθέριου ελαίου θα μπορούσαν να είναι έως και 50% χαμηλότερα από αυτά που χρησιμοποιήθηκαν αρχικά. Αυτό σημαίνει μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση του λέβητα, χαμηλότερη κατανάλωση βιομάζας και νερού και, κατά συνέπεια, μείωση του λειτουργικού κόστους και του αποτυπώματος άνθρακα. Οι πιο σταθερές συνθήκες πίεσης διασφαλίζουν ότι η διαδικασία είναι πλέον ασφαλέστερη.

Το μοντέλο CFD και ο αυτοματισμός παρέχουν επίσης μια πιο ομοιογενή κατανομή θερμοκρασίας, η οποία είναι απαραίτητη για τη συνεπή πτητικοποίηση του λαδιού. πιο σταθερή πίεση εισόδου και ροή ατμού. και καλύτερο έλεγχο της διαδικασίας για υψηλότερη απόδοση. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν άμεσα την ποιότητα του αιθέριου ελαίου. Τέλος, η παρακολούθηση της ροής ατμού σε πραγματικό χρόνο επιτρέπει την τυποποίηση και την αξιόπιστη επανάληψη της διαδικασίας για κάθε είδος φυτού.

screenshot video - natura - Measurable improvements
Η απόκτηση βαθύτερων γνώσεων και του καλύτερου ελέγχου των διαδικασιών εξόρυξης είναι θεμελιώδους σημασίας για τη βελτίωση της αποδοτικότητας και την παραγωγή πρώτων υλών υψηλότερης ποιότητας.
Ρομύλο Ζάμπερλαν, Διευθυντής Μελλοντικών Επιστημών και Ευημερίας, Φύση

Μια πιο δίκαιη αλυσίδα εφοδιασμού

Members of the APROCAMP community have acquired digitalization skills in the framework of the Moiru project.

Εκτός από την εισαγωγή υψηλότερης απόδοσης στη διαδικασία απόσταξης αιθέριων ελαίων, το έργο Moiru περιελάμβανε επίσης εκπαίδευση σε αυτοματισμούς, όργανα και παρακολούθηση διαδικασιών για μέλη της κοινότητας APROCAMP. Αυτό σημαίνει ότι δεν συμμετέχουν μόνο σε εργασίες εξόρυξης υψηλότερης ειδίκευσης, αλλά συμμετέχουν επίσης άμεσα στην ψηφιοποίηση της παραγωγής τους. Η Natura πραγματοποιεί ένα τέτοιο είδος μετατροπής σε Αμαζόνιο για περισσότερα από 25 χρόνια, ακόμη και πριν από το έργο Mouri, η κοινότητα απολάμβανε ήδη αύξηση 60% στα ετήσια ακαθάριστα έσοδά της και αύξηση 25% των ευκαιριών απασχόλησης χάρη στη συμμετοχή στην παραγωγή αιθέριων ελαίων.

Τώρα που το έργο Moiru έχει περάσει επιτυχώς από μια απόδειξη της ιδέας, τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν την εξερεύνηση νέων εφαρμογών, όπως η βελτιστοποίηση βάσει AI. Επιπλέον, η προσέγγιση χρησιμεύει ως σχέδιο για άλλες αγροβιομηχανίες.

Απρίλιος 2026