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マルチフィジックスシミュレーション: 食品飲料業界の効率と生産性を向上

オンデマンド・ウェビナー

物理学をベースにした包括的なデジタル・ツインでスケールアップ試験と仮想コミッショニングを実現

マルチフィジックスシミュレーションは、食品飲料業界のプロセスや機器のスケールアップ試験や仮想コミッショニングを導く包括的なデジタル・ツインの基盤です。

食品飲料業界では、イノベーションに最も大きな影響を与えるのが消費者であり、健康的で持続可能かつ個性的な新製品をこれまでと同じ価格で求めます。そのため、メーカーは最新のトレンドを把握しながら、より迅速、柔軟に動けるように組織を適応させると同時に、最高レベルの品質維持とコストコントロールを実現する必要があります。高度なシミュレーションにより、メーカーは新たな顧客要求を満たした複雑な製品を開発することができ、製品の深い知見に加え、最も効率的な製造法を見出すことができます。

このウェビナーでは、食品飲料業界におけるマルチフィジックスシミュレーション (数値流体力学 (CFD)、離散要素モデリング (DEM)、システムシミュレーション、高度なプロセスモデリング) の実例を紹介し、食品の品質を最大化し、食品加工システムの主要プロセスを向上する方法を説明します。

食品飲料業界のこれまでの経験則ではもはや競争に勝てない

コンシューマー製品や化粧品の開発には、混相流や化学反応、熱伝導、質量移動など、非常に複雑な物理化学現象が伴います。流体同士の作用が重要な役割を果たし、ニュートン流体や粘性の高い非ニュートン流体では、流れは乱流および層流にもなります。これまでの装置やプロセスの設計は、経験則頼みでした。しかし、市場での競争力を維持し、歩留まり、転換率、純度の高い高品質の製品を一貫して生産するために、食品飲料メーカーは包括的なデジタル・ツインを積極的に取り入れるようになってきました。

このウェビナーでは、食品飲料業界における製品やプロセスの性能を予測する上で、マルチフィジックス・シミュレーションが果たす重要な役割について説明します。

数値流体力学 (CFD) 最適化、システムシミュレーション、プロセスモデリングは、食品飲料業界のプロセス開発、スケールアップ試験、仮想コミッショニングを実現する不可欠なツール

このウェビナーでは、食品飲料メーカーがマルチフィジックスおよびマルチスケール・シミュレーションによって次のことを実現できることを説明します。

  • コーヒーの焙煎や鶏肉の冷凍、噴霧乾燥、缶詰の滅菌などさまざまな例を挙げながら、加工食品の複雑な挙動について (物理プロトタイプで測定できる以上の) 深い知見を取得
  • シミュレーション結果を使うことで、パイロットスケールの設備を構築する必要性を軽減
  • 新しい食品やレシピ、または新しいパッケージタイプを検討する際に必要な重要な洞察を導いて、非ニュートン流体の食品 (マヨネーズ、ケチャップ、チョコレートなど) などの容器への充填、注入、調剤の問題に対処
  • 詳細なCFDシミュレーションに、システムシミュレーションと機構モデルを組み合わせて、プロセスチェーン全体をシミュレーションし、統合的かつ包括的なプロセス設計手法で生産ラインの試運転を素早く実現

アプリケーション活用例: CFDシミュレーションで噴霧乾燥プロセスを最適化し、食品加工業界の製品品質を向上

このウェビナーでは、食品飲料業界で粉末製品を製造するために広く行われている噴霧乾燥プロセスで使用するSimcenterのCFDおよびDEMソリューションのデモも紹介します。学べる内容:

  • CFDとDEMシミュレーションで「仮想パイロット試験」を実施し、噴霧乾燥機の物理特性の理解を深め、パイロット試験工場を構築する必要性を軽減
  • 自動設計探索を設定して実行し、フィード組成やスループット、ガス温度、アトマイザー設計などの要因変化による噴霧乾燥機の挙動を見極め、特定用途に最適な噴霧乾燥機の構成を決定


講演者:

Ravi Aglave博士 (シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェア、エネルギー&プロセス産業担当ディレクター)

David Russ博士 (シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェア、ソリューション・コンサルタント)