A Digital Twin fellendíti a kisméretű amazóniai agroipart

Az Amazonas esőerdőben lévő Moiru projekt segít az illóolajok kistermelőinek intelligensebb működésében. A koncepció bizonyításának keretében megmutatja, hogyan Digital Twin szerszámok — beleértve Simcenter STAR -CCM + - különbséget tehet távol a gyári padlótól

Az Amazon nedves éghajlata ideális feltételeket biztosít az illatos növények számára. 2003 óta a Santo Antônio do Tauái Campo Limpo Szövetkezet (APROCAMP) ezekkel a növényekkel látja el a Natura nevű brazil multinacionális és Latin-Amerika vezető szépségápolási és testápolási cégét. És 2024 óta a szövetkezet részt vesz illóolajaik kinyerésében is, lehetővé téve, hogy az érték nagyobb része a közösségnél maradjon.

A Moiru projekt révén az illóolajok kinyerésének folyamata most automatizálható. A Tech4Amazonia kezdeményezésünk részeként a Natura együttműködésével kifejlesztett projekt arra összpontosít, hogy a digitális technológiákat az amazóniai vidéki területek ipari folyamataiba hozzon. Mérnökeink hozzájárulnak az automatizálási, szimulációs és adatintelligencia technológiák terén tapasztalatukkal, míg a Natura tudományos kompetenciát teremt a szociális biodiverzitás terén, valamint a helyi közösségekkel való hosszú távú kapcsolatokat.

A hagyományos folyamat digitálissá válik

Hagyományosan az illóolaj-előállítás gőzt használ: A növényi anyagot nagy tartályokba csomagolják, és a gőz áthalad a szerves anyagon, elpárologtatva a növény illóolajait, amelyeket a következő lépésben sűrítenek és elválasztanak a víztől. A végtermék minősége többek között attól függ, hogy a gőz mennyire egyenletesen mozog az anyagon, és mennyire stabil a nyomás és a hőmérséklet a futás során. A legjobb eredmény elérése érdekében a folyamat digitalizálására törekedtünk. Mert semmit sem szabad a véletlenre hagyni.

Mérnökeink azzal kezdték, hogy részletesen feltérképezték a meglévő extrakciós beállításokat. Ez magában foglalta a műszaki adatok, például CAD-rajzok, csővezetékek és műszerdiagramok, valamint határfeltételek gyűjtését és érvényesítését, majd helyszíni látogatások követték a szövetkezet infrastruktúrájának és az amazóniai agroipari művelet működési korlátainak megértése érdekében. Ezt az információt összegyűjtöttük, hogy létrehozzuk a Digital Twin az extrakciós tartály számítási folyadékdinamika (CFD) alkalmazásával Simcenter STAR -CCM +. A modell feltárja, hogyan mozog a gőz a növényi anyagon, hol történik a nyomásesés, és hogyan oszlik el a hőmérséklet az edényen belül — minden olyan tényező, amely közvetlenül befolyásolja az extrakció hatékonyságát és reprodukálhatóságát.

A hatékonyság javításához és a magasabb minőségű nyersanyagok előállításához alapvető fontosságú a mélyebb ismeretek megszerzése és az extrakciós folyamatok jobb ellenőrzése.

Romulo Zamberlán, Jövőtudományok és jólét igazgatója, Természet

A betekintéstől a cselekvésig

A digitális ikerből szerzett meglátásokat ezután megvalósították. Azzal kezdtük, hogy egy automatizálási réteget integráltunk az agroipar kitermelési folyamatába. Nyomásérzékelőt telepítettek az elszívótól felfelé, egy arányos szelepet helyeztek a gőzvezetékbe, és tömegáramlási és hőmérséklet-érzékelőket adtak hozzá az egyes tételek legfontosabb változóinak rögzítésére. Ezeket az alkatrészeket PLC/HMI rendszerrel és felügyeleti vezérléssel vezéreljük és felügyeljük, lehetővé téve a kezelők számára a kívánt gőzáram beállítását, a folyamat viselkedésének megfigyelését és a stabil működési feltételek fenntartását.

A folyamat során létrehozott összes adatot az Industrial Edge helyileg naplózza, ami elengedhetetlen azokon a területeken, ahol korlátozható a kapcsolat. Az adatokat ezután különböző alkalmazásokkal lehet elemezni.

Mérhető fejlesztések

A CFD szimuláció eredményei azt mutatták, hogy az illóolaj kinyerésére szolgáló nyomásszintek akár 50% -kal is alacsonyabbak lehetnek, mint az eredetileg alkalmazottaknál. Ez a kazán nagyobb energiahatékonyságát, alacsonyabb biomassza- és vízfogyasztást, következésképpen a működési költségek és a szén-dioxid-lábnyom csökkenését jelenti. A stabilabb nyomáskörülmények biztosítják, hogy a folyamat biztonságosabb legyen.

A CFD modell és az automatizálás homogénebb hőmérséklet-eloszlást is biztosít, ami elengedhetetlen az olaj állandó elpágásához; stabilabb bemeneti nyomás és gőzáram; valamint jobb folyamatvezérlés a nagyobb hatékonyság érdekében. Ezek a tényezők közvetlenül befolyásolják az illóolaj minőségét. Végül a gőzáram valós idejű monitorozása lehetővé teszi a folyamat szabványosítását és megbízható megismételését minden növényfaj esetében.

screenshot video - natura - Measurable improvements

A hatékonyság javításához és a magasabb minőségű nyersanyagok előállításához alapvető fontosságú a mélyebb ismeretek megszerzése és az extrakciós folyamatok jobb ellenőrzése.

Romulo Zamberlán, Jövőtudományok és jólét igazgatója, Természet

Méltányosabb ellátási lánc

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

Amellett, hogy nagyobb hatékonyságot vezetett be az illóolaj-desztillációs folyamatba, a Moiru projekt magában foglalta az APROCAMP közösség tagjai számára automatizálási, műszerek és folyamatfelügyeleti képzést is. Ez azt jelenti, hogy nemcsak magasabb képzettségű kitermelési munkákban vesznek részt, hanem közvetlenül részt vesznek termelésük digitalizálásában is. A Natura több mint 25 éve hajt végre ilyen átalakulást Amazonává, még a Mouri projekt előtt a közösség már 60% -os növekedést élvezett éves bruttó bevételének és 25% -os munkalehetőségeinek növekedését az illóolaj-termelésben való részvételnek köszönhetően.

Most, hogy a Moiru projekt sikeresen átment a koncepció bizonyításán, a következő lépések közé tartozik az új alkalmazások feltárása, mint például az AI alapú optimalizálás. Továbbá, a megközelítés tervrajzként szolgál más agroiparágak számára.

Április 2026