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亞馬遜雨林

Digital Twin 推動亞馬遜小型農業

在亞馬遜雨林深處,Moiru 項目幫助一家小規模精油生產商更聰明地工作。在概念證明的框架中,它顯示了如何 Digital Twin 工具 — 包括 中心之星立方米 + — 可以在遠離工廠樓層產生改變

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亞馬遜的潮濕氣候為香氣植物提供了理想的條件。自 2003 年以來,位於聖安東尼奧多陶阿的坎普利姆波合作社(APROCAMP)一直為巴西跨國和拉丁美洲領先的美容和個人護理公司 Natura 提供這些作物。自 2024 年以來,該合作社也一直參與提取他們的精油,使更多價值得留給社區。

通過 Moiru 項目,現在可以自動化提取精油的過程。該項目與 Natura 合作為我們 Tech4Amazonia 計劃的一部分開發,專注於將數字技術帶入亞馬遜農村地區的工業流程。我們的工程師在自動化、模擬和數據智能技術方面貢獻他們的專業知識,而 Natura 在社會生物多樣性方面帶來科學能力,以及與當地社區的長期關係。

傳統流程轉為數位化

傳統上,精油生產使用蒸汽:植物材料被包裝在大型桶中,蒸汽通過有機物質,將植物的精油蒸發,然後在下一步中凝結並從水中分離。最終產品的品質取決於蒸汽在材料中的平均移動,以及運行過程中的壓力和溫度如何保持穩定。為了每次達到最佳結果,我們開始將流程數字化。因為什麼都不應該留給機會。

我們的工程師從詳細地繪製現有的萃取設置開始。這包括收集和驗證技術數據,例如 CAD 圖面、配管和儀器圖表以及邊界條件,然後進行現場訪問,以了解合作社的基礎設施和亞馬遜農業營運的營運限制。此信息已對其進行排序以創建 Digital Twin 在中使用計算流體動力學(CFD)的提取槽 中心之星立方米 +。該模型揭示了蒸汽如何在植物材料中移動、壓力下降的地方以及溫度在容器內的分佈 — 這些因素都直接影響萃取效率和可重複性的因素。

獲得更深入的知識和對提取過程更好的控制是提高效率和生產更高品質的原材料的基本要素。
羅穆洛·贊伯蘭, 未來科學與福祉總監, Natura

從洞察到行動

 Screenshot video Natura

然後,從 Digital Twin 獲得的見解被實施。我們開始是將自動化層整合到農業的提取過程中。抽取器上游安裝了一個壓力傳感器,在蒸汽管道中放置了一個比例閥,並添加了質量流量和溫度傳感器,以捕獲每個批次的關鍵變量。這些元件通過 PLC/HMI 系統和監控控制進行控制和監控,允許操作員設置所需的蒸汽流量,觀察過程行為並維持穩定的操作條件。

在程序中建立的所有資料都由 Industrial Edge 在本機記錄,這在可能限制連線的區域至關重要。然後可以使用不同的應用程序分析數據。

可衡量的改進

差價合約模擬的結果顯示,萃取精油的壓力水平可能比原始使用的壓力低多達 50%。這意味著鍋爐的能源效率更高,生物質和水消耗降低,從而降低運營成本和碳足跡。更穩定的壓力條件確保製程現在更安全。

差價合約模型和自動化還提供更均勻的溫度分佈,這對於一致的油氣揮發;更穩定的入口壓力和蒸氣流量;以及更好的過程控制以實現更高效率至關重要。這些因素直接影響精油的質量。最後,即時監控蒸汽流量,可以針對每種植物品種進行標準化和可靠地重複製過程。

screenshot video - natura - Measurable improvements
獲得更深入的知識和對提取過程更好的控制是提高效率和生產更高品質的原材料的基本要素。
羅穆洛·贊伯蘭, 未來科學與福祉總監, Natura

更公平的供應鏈

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

除了為精油蒸餾過程帶來更高效率,Moiru 項目還包括為 APROCAMP 社區成員提供自動化、儀器儀表和流程監控的培訓。這意味著他們不僅參與高技能的提取工作,而且還直接參與生產數字化。Natura 已經進行了這種轉型為亞馬遜超過 25 年,即使在 Mouri 項目前,由於參與精油生產,社區已經享受了其年總收入增加 60%,而就業機會增加了 25%。

現在 Moiru 項目已成功通過概念證明,接下來的步驟包括探索新的應用程序,例如基於 AI 的優化。此外,這種方法可作為其他農業產業的藍圖。

二零二六年四月