アマゾンの熱帯雨林の奥深くで、Moiruプロジェクトはエッセンシャルオイルの小規模生産者がよりスマートに働くのに役立ちます。概念実証の枠組みの中で、その方法がわかります Digital Twin ツール — 含む Simcenter スター-CCM+ — 工場の床とはかけ離れた違いを生むことができます
アマゾンの湿度の高い気候は、香りのよい植物にとって理想的な条件です。2003年以来、サント・アントニオ・ド・タウアのカンポ・リンポ協同組合（APROCAMP）は、ブラジルの多国籍でラテンアメリカを代表する美容・パーソナルケア企業であるNaturaにこれらの作物を供給してきました。また、2024年以来、協同組合はエッセンシャルオイルの抽出にも携わっており、より多くの価値が地域社会に残るようにしています。
Moiruプロジェクトを通じて、エッセンシャルオイルの抽出プロセスを自動化できるようになりました。Tech4Amazononiaイニシアチブの一環としてNaturaと共同で開発されたこのプロジェクトは、アマゾンの農村地域の産業プロセスにデジタル技術をもたらすことに焦点を当てています。当社のエンジニアは自動化、シミュレーション、データインテリジェンス技術の専門知識を提供し、Naturaは社会生物多様性と地域社会との長年の関係に関する科学的能力を発揮します。
伝統的に、エッセンシャルオイルの生産には蒸気が使用されていました。植物の材料は大きなタンクに詰め込まれ、蒸気が有機物を通過して植物のエッセンシャルオイルを蒸発させ、次のステップで凝縮して水から分離します。最終製品の品質は、とりわけ、蒸気が材料内をどれだけ均等に移動するか、そして稼働中の圧力と温度がどれだけ安定しているかによって決まります。毎回最高の結果を得るために、私たちはプロセスのデジタル化に着手しました。何事も運に任せてはいけないからです。
当社のエンジニアは、既存の抽出設定を詳細にマッピングすることから始めました。これには、CAD図面、配管図、計装図、境界条件などの技術データの収集と検証が含まれ、その後、アマゾンでの農産業事業における協同組合のインフラと運営上の制約を理解するための現地訪問が含まれていました。この情報を照合して作成されました Digital Twin の計算流体力学（CFD）を使用した抽出槽の Simcenter スター-CCM+。このモデルは、蒸気がどのように植物材料内を移動するか、圧力降下が発生する場所、容器内の温度がどのように分布するかを明らかにします。これらはすべて、抽出の効率と再現性に直接影響する要因です。
抽出プロセスに関する知識を深め、より適切に制御することは、効率を高め、より高品質の原材料を生産するための基本です。
その後、Digital Twin から得た洞察を実行に移しました。まず、農業産業の抽出プロセスに自動化レイヤーを統合することから始めました。圧力センサーを抽出器の上流に設置し、比例弁をスチームラインに設置し、マスフローセンサーと温度センサーを追加して各バッチの主要な変数をキャプチャしました。これらのコンポーネントは、PLC/HMIシステムと監視制御によって制御および監視されるため、オペレーターは希望の蒸気流量を設定し、プロセスの挙動を観察し、安定した運転条件を維持することができます。
このプロセスで作成されたデータはすべてIndustrial Edge によってローカルに記録されます。これは、接続が制限されている地域では不可欠です。その後、データはさまざまなアプリケーションで分析できます。
CFDシミュレーションの結果から、エッセンシャルオイルを抽出するための圧力レベルは、最初に使用されていた圧力レベルよりも最大50％低くなる可能性があることが明らかになりました。つまり、ボイラーのエネルギー効率が向上し、バイオマスと水の消費量が減り、その結果、運用コストと二酸化炭素排出量が削減されます。圧力条件がより安定することで、プロセスがより安全になります。
CFDモデルと自動化により、一貫した石油の揮発に不可欠な、より均一な温度分布、より安定した入口圧力と蒸気流量、より高い効率のためのより良いプロセス制御も可能になります。これらの要因はエッセンシャルオイルの品質に直接影響します。最後に、蒸気の流れをリアルタイムで監視することで、プロセスを標準化し、植物種ごとに確実に繰り返すことができます。
抽出プロセスに関する知識を深め、より適切に制御することは、効率を高め、より高品質の原材料を生産するための基本です。
Moiruプロジェクトには、エッセンシャルオイルの蒸留プロセスに高い効率を導入する以外に、APROCAMPコミュニティメンバー向けの自動化、計装、プロセス監視のtraining も含まれていました。つまり、彼らはより熟練した採掘作業に携わっているだけでなく、生産のデジタル化にも直接参加しているということです。Naturaはこのようなアマゾンへの転換を25年以上続けてきました。Mouriプロジェクトが始まる前から、エッセンシャルオイルの生産に携わったおかげで、コミュニティはすでに年間総収入が60％増加し、雇用機会が25％増加していました。
Moiruプロジェクトが概念実証を無事に終えたので、次のステップには、AIベースの最適化などの新しいアプリケーションの検討が含まれます。さらに、このアプローチは他の農業産業の設計図としても役立ちます。
2026年4月