Skip to main content
Эта страница переведена автоматически. Перейти к английской версии?
Тропический лес Амазонии

Digital Twin способствует развитию малого агропромышленного комплекса в Амазонии

Проект Moiru, расположенный глубоко в тропических лесах Амазонки, помогает малому производителю эфирных масел работать эффективнее. В рамках проверки концепции показано, как Digital Twin инструменты, в том числе Simcenter STAR‑СМ3 + — может изменить ситуацию вдали от заводского цеха

screenshot video

Влажный климат Амазонки обеспечивает идеальные условия для ароматных растений. С 2003 года кооператив Campo Limpo Cooperative (APROCAMP) в Санту-Антониу-ду-Тауа поставляет Natura — бразильской многонациональной и ведущей латиноамериканской компании по косметике и личной гигиене — эти культуры. А с 2024 года кооператив также занимается добычей эфирных масел, что позволяет сохранить большую часть их стоимости в обществе.

Благодаря проекту Moiru теперь можно автоматизировать процесс извлечения эфирных масел. Проект, разработанный совместно с Natura в рамках нашей инициативы Tech4Amazonia, направлен на внедрение цифровых технологий в промышленные процессы в сельских районах Амазонки. Наши инженеры делятся своим опытом в области технологий автоматизации, моделирования и анализа данных, а Natura — научными знаниями в области социального биоразнообразия и долгосрочных отношений с местными сообществами.

Традиционный процесс переходит на цифровые технологии

Традиционно для производства эфирных масел используется пар: растительный материал упаковывается в большие чаны, и пар проходит через органическое вещество, испаряя эфирные масла растения, которые затем конденсируются на следующем этапе и отделяются от воды. Качество конечного продукта зависит, в частности, от того, насколько равномерно пар проходит через материал и насколько стабильны давление и температура во время работы. Чтобы каждый раз добиваться наилучших результатов, мы решили перевести процесс в цифровую форму. Потому что ничего нельзя пускать на самотек.

Наши инженеры начали с подробного картирования существующей установки экстракции. Сюда входили сбор и проверка технических данных, таких как чертежи в САПР, схемы трубопроводов и контрольно-измерительных приборов, а также пограничные условия, а затем поездки на объект для ознакомления с инфраструктурой кооператива и эксплуатационными ограничениями агропромышленного предприятия в Амазонии. Эта информация была сопоставлена для создания Digital Twin экстракционной чаны с использованием вычислительной гидродинамики (CFD) в Simcenter STAR‑СМ3 +. Модель показывает, как пар проходит через растительный материал, где происходят перепады давления и как температура распределяется внутри сосуда — все эти факторы напрямую влияют на эффективность и воспроизводимость экстракции.

Получение более глубоких знаний и улучшение контроля над процессами экстракции имеют основополагающее значение для повышения эффективности и получения высококачественного сырья.
Ромуло Замберлан, Директор по наукам будущего и благополучию, Натура

От понимания к действиям

Screenshot video Natura

Затем идеи, полученные с помощью Digital Twin, были воплощены в жизнь. Мы начали с интеграции уровня автоматизации в процесс экстракции в агропромышленности. Перед экстрактором был установлен датчик давления, в паропровод был установлен пропорциональный клапан и добавлены датчики массового расхода и температуры для улавливания ключевых переменных каждой партии. Эти компоненты управляются и контролируются с помощью системы PLC/HMI и диспетчерского управления, что позволяет операторам устанавливать желаемый расход пара, наблюдать за технологическим процессом и поддерживать стабильные рабочие условия.

Все данные, созданные в процессе, регистрируются локально компанией Industrial Edge, что очень важно в областях, где связь может быть ограничена. Затем данные могут быть проанализированы с помощью различных приложений.

Измеримые улучшения

Результаты моделирования CFD показали, что уровни давления при извлечении эфирного масла могут быть на 50% ниже, чем первоначально использовавшиеся. Это означает повышение энергоэффективности котла, снижение потребления биомассы и воды и, как следствие, сокращение эксплуатационных расходов и выбросов углекислого газа. Более стабильные условия давления гарантируют, что процесс теперь более безопасен.

Модель CFD и автоматизация также обеспечивают более однородное распределение температуры, что необходимо для постоянного испарения масла; более стабильное давление на входе и расход пара; а также лучшее управление технологическим процессом для повышения эффективности. Эти факторы напрямую влияют на качество эфирного масла. Наконец, мониторинг потока пара в реальном времени позволяет стандартизировать и надежно повторить процесс для каждого вида растений.

screenshot video - natura - Measurable improvements
Получение более глубоких знаний и улучшение контроля над процессами экстракции имеют основополагающее значение для повышения эффективности и получения высококачественного сырья.
Ромуло Замберлан, Директор по наукам будущего и благополучию, Натура

Более справедливая цепочка поставок

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

Помимо повышения эффективности процесса дистилляции эфирных масел, проект Moiru также включал обучение членов сообщества APROCAMP автоматизации, контрольно-измерительным приборам и мониторингу процессов. Это означает, что они не только занимаются высококвалифицированной добычей полезных ископаемых, но и непосредственно участвуют в цифровизации своего производства. Компания Natura занимается подобной трансформацией в Amazon уже более 25 лет. Еще до реализации проекта Mouri годовой валовой доход сообщества уже вырос на 60%, а количество рабочих мест — на 25%, благодаря участию в производстве эфирных масел.

Теперь, когда проект Moiru успешно прошел проверку концепции, следующие шаги включают изучение новых приложений, таких как оптимизация на основе искусственного интеллекта. Кроме того, этот подход служит основой для других агроотраслей.

Апрель 2026