Anlagenbau

Jede Branche, die Güter in großen Mengen produziert, einschließlich Arzneimittel, Lebensmittel, Chemikalien oder Kosmetika, ist bestrebt, die Produktqualität zu verbessern und ihre Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Simulationen werden zunehmend von Ingenieuren und Wissenschaftlern in Forschung, Entwicklung bis hin zur Prozessoptimierung eingesetzt, um diese Ziele zu erreichen. Durch den Einsatz von CAE-Tools (Computer-Aided Engineering) wird die Entwicklungszeit und die Abhängigkeit von kostspieligen physischen Prototypen und Tests reduziert.

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E-GUIDE

Anlagenbau

Durch den Einsatz von Simulationsmodellen und Methoden der intelligenten Fertigung sind die Hersteller nun in der Lage, ihre Prozesse zu optimieren, was zu einer höheren Produktivität und Rentabilität führt.

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Bunkers in a mechanism oversee the efficiency of the manufacturing process

Prozesseffizienz steigern

Der Einsatz von Computersimulationen in der verarbeitenden Industrie kann dazu beitragen, Prozesse besser zu verstehen und wichtige Einblicke in Vorgänge zu erhalten, die sonst nur schwer oder gar nicht möglich wären. Dies kann zu einer höheren Prozesseffizienz führen und die Produkt- und Prozessinnovation vorantreiben.

Produktqualität verbessern

Die numerische Simulation bietet die Möglichkeit, die Produktkonsistenz und -qualität zu kontrollieren. Sie kann Unternehmen dabei helfen, neue Prozessstrategien zu entwickeln und die Auswirkungen von Prozessdesign und Scale-up auf die Produkteigenschaften zu bewerten. Sie ist ein leistungsfähiges Prognoseinstrument, das die Einführung einer fortlaufenden Fertigung unterstützen kann.

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Mischen

Altair® EDEM™ kann den Mischprozess von Pulvern, Tabletten, Aggregaten und anderen körnigen Materialien simulieren. Es liefert grundlegende Informationen wie die Partikelgeschwindigkeiten und -bahnen und ermöglicht die Vorhersage von Misch- und Entmischungsraten sowie die Identifizierung von Totzonen. Dadurch lassen sich fundierte Entscheidungen über die optimalen Prozessbetriebsparameter für ihre Anlagen hinsichtlich der Auswirkungen von Geschwindigkeit, Füllstand, Neigungswinkel usw. treffen und die Mischeffizienz beurteilen.

A fluid-filled container with a geometric shape

Tablettenbeschichtung

Die Gleichmäßigkeit des Überzugs ist von entscheidender Bedeutung für den Tablettenbeschichtungsprozess. Mit EDEM ist es möglich, Schlüsselparameter wie die Verweilzeit der Tabletten unter dem Beschichtungsspray, die Variabilität der Beschichtung innerhalb der Tablette und das Geschwindigkeitsmuster der Tabletten zu ermitteln. Viele dieser Parameter sind auf experimentellem Wege nur schwer oder gar nicht zu ermitteln. Mit EDEM kann auch untersucht werden, wie sich die Form einer Tablette, die Geschwindigkeit der Trommel und der Füllstand auf den Beschichtungsprozess auswirken.

Die filling process in power metallurgy mechanism

Formfüllung

Die Formfüllung ist ein gängiger Schritt in vielen Industriezweigen, einschließlich der Pharmaindustrie und der Pulvermetallurgie. Ein konsistenter und einheitlicher Prozess ist sehr wichtig, da er die Qualität des Endprodukts oder der Komponente beeinflusst. EDEM kann verwendet werden, um die Auswirkungen verschiedener Schlüsselparameter zu bewerten, die Mikro-Makro-Dynamik von Partikeln innerhalb des Vorschubrahmens zu verstehen und die Entmischung innerhalb des Vorschubrahmens und während der Formfüllung zu visualisieren.

Pulververteilung und -glättung

Der Prozess der Pulververteilung bei der additiven Fertigung (AM, Additive Manufacturing) hat einen großen Einfluss auf die Eigenschaften und die Qualität des Endprodukts. EDEM kann zur Simulation dieses Prozesses und zur Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Betriebsparameter wie der Walzendrehzahl auf die Qualität des Pulverbettes sowie zur Bewertung der Gleichmäßigkeit der Pulververteilung verwendet werden. EDEM kann auf verschiedene Aspekte des AM-Prozesses angewandt werden, einschließlich der Pulverzufuhr, der Verteilung und der Reinigung.

A rectangular slab with coarse particles in it

Wirbelschichten

Wirbelschichten sind in der Industrie - insbesondere in der chemischen Verarbeitung - weit verbreitet und werden in einer Vielzahl von Prozessen wie Gefrieren, Kühlen, Heizen und Beschichten eingesetzt. Durch die Kopplung der numerischen Strömungsmechanik (CFD) mit der Modellierung diskreter Elemente (DEM) unter Verwendung von Altair CFD™ mit EDEM können Unternehmen Wirbelschichten und andere Partikel-Fluid-Systeme genau simulieren. DEM-CFD liefert wichtige Informationen und kann zur Bewertung der Qualität der Verflüssigung und zum Verständnis von Mischungs- und Entmischungsphänomenen verwendet werden.

A conveyor mechanism to transport granular materials

Fördervorrichtungen

Förderschnecken werden häufig in verschiedenen Industriezweigen zum Transport von körnigem Material eingesetzt. Mit EDEM können Unternehmen die Durchflussrate verschiedener Materialien in der Förderanlage analysieren und Informationen über die Kräfte und den Verschleiß der Ausrüstung erhalten. Mithilfe von EDEM kann das Risiko von Verstopfungen vorhergesagt, die Vermischung und Verdichtung des Materials beurteilt und Informationen über die Systemkapazität und den Energiebedarf gewonnen werden.

Ausgewählte Ressourcen

Guide to Process Manufacturing

Any industry that produces bulk quantities of goods such as pharmaceuticals, food, chemicals, or cosmetics, is seeking to produce these products consistently while reducing cost factors like waste and down time. Due to the nature of process manufacturing, multiple ingredients are combined to be mixed, coated, or sorted, so understanding the behavior of these processes is of paramount importance for manufacturers. Through the use of simulation modeling and Smart Manufacturing principals, manufacturers are now able to optimize these processes, leading to greater productivity and profitability.

e-Guide

Virtual Panel - Using the Discrete Element Method to Simulate Pharmaceutical Manufacturing Processes

Watch this virtual panel presentation & discussion to hear insights from 4 industry experts on the use of the Discrete Element Method as a modelling tool for optimizing pharmaceutical manufacturing processes. Topics covered: • Challenges of understanding powder systems • Typical DEM applications in process and product development: mixing, coating, die filling, etc. • Regulatory framework: using models for regulatory purposes • Digital design / digital twin • How DEM can help fast and efficient drug development and manufacturing in the current context Guest speakers: Dr. Fernando Muzzio Distinguished Professor of Chemical and Biochemical Engineering Rutgers University Dr. Liang Li Process Engineering Scientist The Janssen Pharmaceutical Companies of Johnson & Johnson Dr. Nima Yazdanpanah Principal Procegence Dr. Maitraye Sen Senior Consultant Engineer Eli Lilly and Company

Webinare

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.

Testimonial

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

ATCx DEM

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