다중 물리 시뮬레이션: 식음료 산업의 효율성과 수익성 증가로 나아가는 길

식음료 산업에서 소비자는 혁신 프로세스에 가장 큰 영향을 미치는 이들로, 가격 경쟁력은 그대로 유지하면서 건강하고 지속 가능하며 고유한 신제품 수요를 주도합니다. 이에 제조사는 최고 수준의 품질과 비용 관리를 유지하면서 유연성과 속도를 향상시킬 수 있도록 스스로를 혁신하며 최신 트렌드에 발 맞춰 나아가야 합니다. 제조사는 고급 시뮬레이션을 통해 새로운 고객 요구를 충족하기 위한 복잡한 제품을 개발할 수 있으며, 제품 자체에 대한 심도 있는 인사이트를 물론 제품을 제조하는 가장 효율적인 방법을 제공합니다.

본 웨비나에서는 식품 품질을 극대화하고 식품 가공 시스템의 핵심 프로세스를 확장하기 위한 전산 유체 역학 (CFD), 이산 요소 모델링 (DEM), 시스템 시뮬레이션, 고급 프로세스 모델링 등과 같은 몇 가지 다중 물리 시뮬레이션의 실질적 적용 사례를 소개합니다.

식음료 산업에서 전통적으로 사용해 온 "경험에 기반한 방식"은 더 이상 경쟁력을 유지하기에 충분하지 않습니다.

소비재 및 화장품 산업 공정에는 다상 흐름, 화학 반응, 열 및 물질 전달과 같은 매우 복잡한 물리 화학적 현상이 포함됩니다. 유체-유체 상호 작용이 중요한 역할을 하며, 흐름은 층류일 뿐만 아니라 뉴턴 유체 및 고점도 비뉴턴 유체가 있는 난류입니다. 이에 따라 장비 및 프로세스 설계는 그간 경험과 경험에 기반한 방식을 적용해 이뤄졌습니다. 그러나 식음료 기업은 시장에서 경쟁력을 유지하고 더 높은 수율, 전환율 및 순도로 양질의 제품을 지속적으로 생산하기 위해 포괄적 디지털 트윈으로 적극 전환하고 있습니다.

본 웨비나는 식음료 산업에서 제품 및 공정 성능 예측에서 다중 물리 시뮬레이션이 하는 중요한 역할에 대해 소개합니다.

CFD (Computational Fluid Dynamics) 최적화, 시스템 시뮬레이션 및 프로세스 모델링 – 식음료 산업에서의 프로세스 개발, 확장 및 가상 커미셔닝을 안내하는 필수 툴

본 웨비나를 통해 식음료 제조사가 다중 물리, 다중 규모 시뮬레이션을 활용해 다음을 수행하는 방법에 대해 알아볼 수 있습니다:

• 커피 로스팅, 치킨 냉동, 분무 건조, 통조림 살균 등 다양한 사례를 통해 식품 가공 시 물리적 프로토타입에서 측정할 수 있는 수준 이상으로 제품의 복잡한 거동에 대한 심도 있는 인사이트를 도출하는 방법
• 시뮬레이션 결과를 사용해 파일럿 규모의 시설을 구축할 필요성을 완화하는 방법
• 새로운 유형의 식품/제조법 또는 새로운 포장 유형 고려할 때 필요한 중요한 인사이트를 도출해 비 뉴턴 식품 (예: 마요네즈, 케첩 및 초콜릿)을 비롯한 용기 채우기, 투입 및 분배 문제를 해결하는 방법
• 상세 CFD 시뮬레이션을 시스템 시뮬레이션 및 기계론적 모델과 통합해 전체 프로세스 체인을 시뮬레이션 하며, 이를 통해 프로세스 설계에 대한 통합적, 총체적 방식을 제공해 생산 라인 커미셔닝을 가속화하는 방법

애플리케이션 포커스: CFD 시뮬레이션으로 분무 건조 공정을 최적화 해 식품 가공 산업의 제품 품질 개선

또한 본 웨비나는 식음료 산업에서 분말 제품 생산에 널리 사용되는 공정인 분무 건조에 적용된 Simcenter CFD 및 DEM 솔루션의 데모를 제공합니다. 배울 내용:

• CFD 및 DEM 시뮬레이션으로 "가상 파일럿"을 수행해 분무 건조기의 물리적 특성을 더욱 잘 파악하고 파일럿 플랜트를 제작할 필요성을 완화하는 방법
• 자동화된 설계 탐색 연구를 설정하고 수행해 사료 성분, 처리량, 가스 온도 또는 분무기 설계와 같은 요인의 변화에 따른 분무 건조기의 거동을 결정하고 애플리케이션에 맞는 최적의 분무 건조기 구성을 결정하는 방법

발표자:

Ravi Aglave, PhD, Director, Energy & Process Industries at Siemens Digital Industries Software

David Russ, PhD, Solution Consultant at Siemens Digital Industries Software