Digital Twin podporuje malý amazonský agropriemysel

Projekt Moiru hlboko v amazonskom dažďovom pralese pomáha malému výrobcovi éterických olejov pracovať inteligentnejšie. V rámci dôkazu koncepcie ukazuje, ako Digital Twin nástroje — vrátane Simcenter STAR -CCM + - môže urobiť rozdiel ďaleko od podlahy továrne

Vlhké podnebie Amazonky poskytuje ideálne podmienky pre voňavé rastliny. Od roku 2003 družstvo Campo Limpo (APROCAMP) v Santo Antônio do Tauá dodáva tieto plodiny Natura — brazílsku nadnárodnú spoločnosť a poprednú spoločnosť v Latinskej Amerike v oblasti krásy a osobnej starostlivosti. A od roku 2024 sa družstvo podieľa aj na extrakcii svojich éterických olejov, čo umožňuje, aby väčšia hodnota zostala v komunite.

Prostredníctvom projektu Moiru je teraz možné automatizovať proces extrakcie éterických olejov. Projekt vyvinutý s Natura ako súčasť našej iniciatívy Tech4Amazonia sa zameriava na zavedenie digitálnych technológií do priemyselných procesov vo vidieckych amazonských oblastiach. Naši inžinieri prispievajú svojimi odbornými znalosťami v oblasti technológií automatizácie, simulácie a dátovej inteligencie, zatiaľ čo Natura prináša vedecké kompetencie v oblasti sociálnej biodiverzity a dlhodobých vzťahov s miestnymi komunitami.

Tradičný proces sa stáva digitálnym

Tradične sa pri výrobe éterického oleja používa para: Rastlinný materiál je zabalený do veľkých nádob a para prechádza organickou hmotou a odparuje éterické oleje rastliny, ktoré sa potom v ďalšom kroku kondenzujú a oddelia sa od vody. Kvalita konečného produktu závisí okrem iného od toho, ako rovnomerne sa para pohybuje materiálom a ako stabilný tlak a teplota zostávajú počas jazdy. Aby sme vždy dosiahli čo najlepšie výsledky, rozhodli sme sa proces digitalizovať. Pretože nič by nemalo byť ponechané na náhodu.

Naši inžinieri začali podrobným mapovaním existujúceho nastavenia extrakcie. To zahŕňalo zhromažďovanie a validáciu technických údajov, ako sú výkresy CAD, schémy potrubí a prístrojového vybavenia a hraničné podmienky, po ktorých nasledovali návštevy na mieste s cieľom pochopiť infraštruktúru družstva a prevádzkové obmedzenia agropriemyselnej prevádzky v Amazónii. Tieto informácie boli zhromaždené na vytvorenie Digital Twin extrakčnej nádoby s použitím výpočtovej dynamiky tekutín (CFD) v Simcenter STAR -CCM +. Model odhaľuje, ako sa para pohybuje rastlinným materiálom, kde dochádza k poklesu tlaku a ako je teplota distribuovaná vo vnútri nádoby — všetky faktory, ktoré priamo ovplyvňujú účinnosť a reprodukovateľnosť extrakcie.

Získanie hlbších poznatkov a lepšia kontrola nad procesmi ťažby je základom pre zvýšenie efektívnosti a výrobu surovín vyššej kvality.

Romulo Zamberlán, Riaditeľ budúcich vied a blahobytu, Príroda

Od vhľadu k akcii

Pohľady získané z Digital Twin sa potom uviedli do činnosti. Začali sme integrovaním automatizačnej vrstvy do extrakčného procesu agropriemyslu. Pred prúdom odsávača bol nainštalovaný snímač tlaku, do parného potrubia bol umiestnený proporcionálny ventil a boli pridané snímače hmotného prietoku a teploty na zachytenie kľúčových premenných každej šarže. Tieto komponenty sú riadené a monitorované prostredníctvom systému PLC/HMI a kontroly dohľadu, čo umožňuje operátorom nastaviť požadovaný prietok pary, sledovať správanie procesu a udržiavať stabilné prevádzkové podmienky.

Všetky údaje vytvorené v procese sú lokálne zaznamenávané spoločnosťou Industrial Edge, čo je nevyhnutné v oblastiach, kde môže byť pripojenie obmedzené. Údaje je možné potom analyzovať pomocou rôznych aplikácií.

Merateľné vylepšenia

Výsledky simulácie CFD odhalili, že úrovne tlaku na extrakciu éterického oleja môžu byť až o 50% nižšie ako úrovne pôvodne používané. To znamená vyššiu energetickú účinnosť kotla, nižšiu spotrebu biomasy a vody a následne zníženie prevádzkových nákladov a uhlíkovej stopy. Stabilnejšie tlakové podmienky zaisťujú, že proces je teraz bezpečnejší.

Model CFD a automatizácia tiež poskytujú homogénnejšie rozloženie teploty, ktoré je nevyhnutné pre konzistentnú odparovanie oleja; stabilnejší vstupný tlak a prietok pár; a lepšie riadenie procesu pre vyššiu účinnosť. Tieto faktory priamo ovplyvňujú kvalitu éterického oleja. Nakoniec, monitorovanie prietoku pary v reálnom čase umožňuje štandardizovať a spoľahlivo opakovať proces pre každý druh rastlín.

screenshot video - natura - Measurable improvements

Získanie hlbších poznatkov a lepšia kontrola nad procesmi ťažby je základom pre zvýšenie efektívnosti a výrobu surovín vyššej kvality.

Romulo Zamberlán, Riaditeľ budúcich vied a blahobytu, Príroda

Spravodlivejší dodávateľský reťazec

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

Okrem zavedenia vyššej účinnosti do procesu destilácie esenciálnych olejov projekt Moiru zahŕňal aj training v oblasti automatizácie, prístrojového vybavenia a monitorovania procesov pre členov komunity APROCAMP. To znamená, že sa nielen podieľajú na ťažbných prácach s vyššou kvalifikáciou, ale tiež sa priamo podieľajú na digitalizácii svojej výroby. Natura robí takúto transformáciu na Amazon už viac ako 25 rokov, ešte pred projektom Mouri sa komunita už tešila 60% zvýšeniu svojich ročných hrubých príjmov a 25% nárastu pracovných príležitostí vďaka zapojení do výroby esenciálnych olejov.

Teraz, keď projekt Moiru úspešne prešiel dôkazom koncepcie, ďalšie kroky zahŕňajú skúmanie nových aplikácií, ako je optimalizácia založená na AI. Okrem toho tento prístup slúži ako plán pre iné agropriemyselné odvetvia.

Apríl 2026