Skip to main content
Ta strona jest wyświetlana przy użyciu automatycznego translatora. Czy chcesz wyświetlić ją w języku angielskim?
Las deszczowy Amazonia

Digital Twin pobudza małą amazońską agroprzemysł

Głęboko w amazońskim lesie deszczowym projekt Moiru pomaga małemu producentowi olejków eterycznych pracować mądrzej. W ramach dowodu koncepcji pokazuje, jak Digital Twin narzędzia — w tym Simcenter STAR-CCM + - może zrobić różnicę z dala od podłogi fabrycznej

screenshot video

Wilgotny klimat Amazonii zapewnia idealne warunki dla pachnących roślin. Od 2003 roku Spółdzielnia Campo Limpo (APROCAMP) w Santo Antônio do Tauá dostarcza Natura — brazylijską międzynarodową firmę i wiodącą firmę zajmującą się pielęgnacją ciała w Ameryce Łacińskiej — w te uprawy. A od 2024 roku spółdzielnia jest również zaangażowana w ekstrakcję olejków eterycznych, dzięki czemu większa wartość pozostanie w społeczności.

Dzięki projektowi Moiru proces ekstrakcji olejków eterycznych można teraz zautomatyzować. Opracowany wspólnie z Natura w ramach naszej inicjatywy Tech4Amazonia, projekt koncentruje się na wprowadzeniu technologii cyfrowych do procesów przemysłowych na obszarach wiejskich Amazonii. Nasi inżynierowie wnoszą swoją wiedzę w zakresie technologii automatyzacji, symulacji i analizy danych, a Natura wnosi kompetencje naukowe w zakresie różnorodności społecznej i długotrwałych relacji ze społecznościami lokalnymi.

Tradycyjny proces staje się cyfrowy

Tradycyjnie produkcja olejków eterycznych wykorzystuje parę: materiał roślinny jest pakowany do dużych kadzi, a para przepływa przez materię organiczną, odparowując olejki eteryczne rośliny, które są następnie skondensowane w następnym kroku i oddzielane od wody. Jakość produktu końcowego zależy między innymi od tego, jak równomiernie przepływa para przez materiał oraz od tego, jak stabilne ciśnienie i temperatura utrzymują się podczas biegu. Aby osiągnąć najlepsze wyniki za każdym razem, postanowiliśmy cyfryzować proces. Bo nic nie powinno być pozostawione przypadkowi.

Nasi inżynierowie zaczęli od szczegółowego mapowania istniejącej konfiguracji ekstrakcji. Obejmowało to zbieranie i walidację danych technicznych, takich jak rysunki CAD, schematy rurociągów i oprzyrządowania oraz warunki graniczne, a następnie wizyty na miejscu w celu zrozumienia infrastruktury spółdzielni i ograniczeń operacyjnych operacji rolno-przemysłowych w Amazonii. Informacje te zostały zebrane w celu utworzenia Digital Twin kadzi ekstrakcji z wykorzystaniem obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) w Simcenter STAR-CCM +. Model ujawnia, w jaki sposób para przemieszcza się przez materiał roślinny, gdzie występują spadki ciśnienia i jak temperatura jest rozłożona wewnątrz naczynia — wszystkie czynniki, które bezpośrednio wpływają na wydajność i powtarzalność ekstrakcji.

Zdobycie głębszej wiedzy i lepszej kontroli nad procesami ekstrakcji ma fundamentalne znaczenie dla poprawy wydajności i wytwarzania surowców wyższej jakości.
Romulo Zamberlan, Dyrektor Nauk Przyszłości i Dobrobytu, Natura

Od wglądu do działania

Screenshot video Natura

Spostrzeżenia uzyskane z Digital Twin zostały następnie wprowadzone w życie. Zaczęliśmy od zintegrowania warstwy automatyzacji z procesem wydobycia w przemyśle rolniczym. Czujnik ciśnienia został zainstalowany przed ekstraktem, zawór proporcjonalny umieszczono w przewodzie pary, a czujniki przepływu masy i temperatury zostały dodane, aby uchwycić kluczowe zmienne każdej partii. Elementy te są kontrolowane i monitorowane za pomocą systemu PLC/HMI i kontroli nadzorczej, co pozwala operatorom ustawić żądane natężenie przepływu pary, obserwować zachowanie procesu i utrzymywać stabilne warunki pracy.

Wszystkie dane utworzone w procesie są rejestrowane lokalnie przez Industrial Edge, co jest niezbędne w obszarach, w których łączność może być ograniczona. Dane można następnie analizować za pomocą różnych aplikacji.

Mierzalne ulepszenia

Wyniki symulacji CFD wykazały, że poziomy ciśnienia do ekstrakcji olejków eterycznych mogą być nawet o 50% niższe niż te pierwotnie stosowane. Oznacza to większą efektywność energetyczną kotła, niższe zużycie biomasy i wody, a co za tym idzie zmniejszenie kosztów eksploatacji i śladu węglowego. Bardziej stabilne warunki ciśnienia zapewniają, że proces jest teraz bezpieczniejszy.

Model CFD i automatyzacja zapewniają również bardziej jednorodny rozkład temperatury, który jest niezbędny do stałej lotności oleju; bardziej stabilne ciśnienie wlotowe i przepływ pary; oraz lepsza kontrola procesu dla wyższej wydajności. Czynniki te bezpośrednio wpływają na jakość olejku eterycznego. Wreszcie, monitorowanie przepływu pary w czasie rzeczywistym pozwala na standaryzację i niezawodne powtórzenie procesu dla każdego gatunku rośliny.

screenshot video - natura - Measurable improvements
Zdobycie głębszej wiedzy i lepszej kontroli nad procesami ekstrakcji ma fundamentalne znaczenie dla poprawy wydajności i wytwarzania surowców wyższej jakości.
Romulo Zamberlan, Dyrektor Nauk Przyszłości i Dobrobytu, Natura

Bardziej sprawiedliwy łańcuch dostaw

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

Oprócz wprowadzenia wyższej wydajności do procesu destylacji olejów eterycznych, projekt Moiru obejmował również training z automatyzacji, oprzyrządowania i monitorowania procesów dla członków społeczności APROCAMP. Oznacza to, że są zaangażowani nie tylko w wyższe wykwalifikowane prace wydobywcze, ale także bezpośrednio uczestniczą w cyfryzacji swojej produkcji. Natura dokonuje takiej transformacji w Amazon od ponad 25 lat, jeszcze przed projektem Mouri społeczność cieszyła się już 60% wzrostem rocznych dochodów brutto i 25% wzrostem możliwości zatrudnienia dzięki zaangażowaniu w produkcję olejów eterycznych.

Teraz, gdy projekt Moiru pomyślnie przeszedł dowód koncepcji, kolejne kroki obejmują eksplorację nowych aplikacji, takich jak optymalizacja oparta na sztucznej inteligencji. Ponadto podejście to służy jako plan dla innych gałęzi przemysłu rolnego.

kwiecień 2026