プロセス製造
医薬品、食品、化学物質、化粧品など、製品の種類にかかわらず、バルク製造を行う企業は例外なく、製品品質の向上と開発リードタイムの短縮を目指しています。 これらの目標を達成するために、メーカー各社では研究開発だけでなく、製造プロセスの向上の取り組みにおいてもシミュレーションの導入が進んでいます。 コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）ツールの活用は、開発時間の短縮に加えて、コストのかかる実機試作と実機試験への依存度を減らすことにつながります。
プロセス効率の向上
プロセス製造向けのコンピュータシミュレーションは、プロセスの理解を深めるのに役立ちます。さらに、実験ではわかりにくい、あるいはわかり得ないような、操業に関する重要な知見を得ることも可能です。 これによりプロセス効率を高め、製品やプロセスのイノベーションの推進に寄与できます。
製品品質の向上
数値シミュレーションは、製品の均一性と品質をコントロールするための手段です。 新たなプロセス戦略を考案し、そのプロセスの設計やスケールアップが製品の性質に与える影響を評価できます。 連続生産の導入検討にも使用できる強力な予測ツールです。
アルテアが、製造プロセスの最適化をサポートします。
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混合
Altair® EDEM™では、粉末、小片、団粒などの粉粒体の混合プロセスを模擬できます。 粒子の速度や軌跡といった不可欠な情報を確認できるだけでなく、混合度や偏析度の予測、デッドゾーンの特定も可能です。 オペレーターは確かな知見に基づき、プロセス装置の速度、充填率、チルト角度などの影響を加味した上で最適な運転パラメータを決定し、混合効率を評価できます。
タブレットのコーティング
タブレットのコーティングプロセスの成否を決めるのは、コーティングの均一性です。 EDEMでは、コーティングスプレー下でのタブレットの滞留時間、タブレット間のコーティングのばらつき、タブレットの速度パターンなどの重要なパラメータを取得可能です。こうした情報は実験では得ることが困難か、不可能な場合さえあります。 またEDEMなら、タブレットの形状、ドラムのスピード、充填率がコーティングプロセスに与える影響を調べることもできます。
ダイス充填
ダイス充填は、製薬や粉末冶金などの多くの産業ではごく一般的な工程です。 完成品の品質を左右することから、プロセスの一貫性と均一性が非常に重要になります。 EDEMは、さまざまな基本パラメータの影響の評価やフィードフレーム内部の粒子のミクロ / マクロの力学の把握に加え、フィードフレーム内部やダイス充填中の偏析状況を可視化できます。
粉体の拡散とレーキング（掻き起こし）
3Dプリンティング（積層造形）においては、粉体の拡散方法が完成品の性質と品質に大きく影響します。 EDEMではその拡散のプロセスをシミュレーションすることにより、ローラーのスピードなどのさまざまな運転パラメータが粉体床の質に与える影響を調べ、粉体の拡散の均一性を評価できます。 EDEMは、3Dプリンティングの各段階（粉体の送り出し、拡散、クリーニングなど）に適用可能です。
流動層
流動層は、とりわけ化学処理産業において、凍結、冷却、加熱、コーティングなどのさまざまなプロセスで使用されます。 こうした流動層などの粒子-流体系については、流体解析（CFD）のAltair CFD™と離散要素法（DEM）のEDEMを連成させることで正確にシミュレーションできます。 DEM-CFD連成で得られる重要な情報は、流動化の質の評価や混合 / 偏析現象の理解に役立ちます。
搬送装置
粉粒体の搬送には、さまざまな産業でスクリューコンベアが頻用されています。 EDEMではこのスクリューコンベアについて、材料ごとの流量を解析したり、装置に作用する力や摩耗を調べたりできます。 また、あらゆる閉塞リスクの予測、素材の混合や圧縮の評価、システム容量や粉体要件に関する情報の取得にも使用できます。
おすすめリソース
Using EDEM at Astec, Inc.
Andrew Hobbs, Chief DEM/CFD Engineer at Astec, Inc. shares his experience using EDEM software. Astec is a global leader in the hot mix asphalt plant industry and Andrew's main focus in on applying fluid and particle simulation to better understand and improve hot mix asphalt equipment design.
In this video he discusses what key applications he uses EDEM for, the key benefits Astec gets from it as well as his thoughts on the future of simulation.
Go With the Flow: When DEM Meets CFD
Experimentations on multiphase flow systems are of crucial importance in research and engineering. However, they are lengthy, expensive, tedious and challenging. In many cases, it is not possible to conduct experiments on the micro and meso scales and that is why most industrial processes fail at the early stages of development, design and operation. With the constant evolution of efficient computational tools, we now can analyze these issues and provide solutions. CFD-DEM has found a wide range of applications in nearly all systems dealing with solids of various fields of science, engineering and technology such as chemical, food, pharmaceutical, biochemical, mechanical, energy, material and mineral engineering. The concepts of CFD and DEM are introduced along with their coupling. The commercial tools - EDEM (DEM) and AcuSolve (CFD) are reviewed and their key features are detailed.
Presented as part of the virtual ATCx DEM in November 2022.
Speaker: Jerrin Job Sibychan, Application Engineer, Altair
Duration: 15 minutes
