GEA研究计算流体动力学(CFD),并说明它可以如何提供更精确的成本计算、实现更高的设计准确性、提供更好的工艺洞察力并显著降低喷雾干燥器客户在食品配料、淀粉和蛋白质方面的风险。

在对食品配料、淀粉和蛋白质进行喷雾干燥的情况下,计算流体动力学是一种行之有效的成熟技术,可以在您动手进行工程设计之前,在计算机上确定产品在干燥过程中的特性。

CFD在业界并非独一无二。许多行业,例如航空航天和汽车行业等都将CFD用作其产品开发流程的组成部分。但是,在对食品配料、淀粉和蛋白质进行喷雾干燥时,还有其他变量是至关重要的因素:客户和产品。

喷雾干燥蛋白粉

Stig Skalshøj Christensen是GEA的销售工程师。他说,每个客户和每个产品都各不相同。“客户使用不同的原材料,并且通常希望实现略微不同的结果。如果要使这些客户有信心并认为他们需要选择我们的技术,我们必须确保我们真正了解他们、他们的产品以及他们的目标。”

GEA的CFD负责人Kristian M. Ingvorsen他总结了该工艺可以为客户带来的优势。“首先,所有的测试都在计算机上而不是在现场进行。”他解释:“如果在现场进行,测试既困难又昂贵。计算机仿真可以提供一种低成本、零风险的测试环境。其次,建模可以提供深部过程洞察力,使您可以详细了解不同输入参数的变化如何影响整个流程。这显然优于传统的反复试验方法,该方法存在很多需要猜测的事物。”

亚洲大豆蛋白厂

Stig Skalshøj Christensen引用了一家亚洲大豆蛋白厂作为例子。该公司已经在运行大型喷雾干燥器,但希望将其产能提高一倍。为了实现该目标,最好能够仅使用一台大型干燥器,但是以前没有在这种应用中使用过此类大型机器。必须了解是否可以做到,如果可以的话,干燥器的应该具有哪些设计特征,才能够有效运行并提供客户所需的最终产品质量。

“我们的CFD团队能够使用运行类似产品的大型干燥器中的数据,将其传送到计算机模型,然后增加干燥室的大小和容量以查看其运行情况。只有当他们证明在技术上可以制造干燥器后,我们才会向客户展示该干燥器。客户接受了我们的建议,该项目目前正在进行中。仅使用一台干燥器将可以为客户节省大量的资本购买、安装和建筑成本。缺乏CFD的优势将会陷入非常冒险的状况,此外,客户还可能会因为运行两台更昂贵、效率更低的干燥器而影响绩效。”  

保持小巧

计算很有可能会出现相反的情况。也许客户认为它需要一定尺寸的干燥器,但是通过CFD,GEA工程师可以清楚地证明,使用更小的机器可以达到相同的结果。“同样的,这将为他们节省金钱,不仅在干燥器上,也在安装、建筑工程和长期运行成本上。”Stig说:“干燥器越小越好,只要它能胜任。”

真正的技能

Lars Voigt是GEA工程数据和工具管理的负责人。他说,与同事一起作为一个团队工作,结合客户和应用所包含的知识,将可能的最准确数据传送到他所谓的虚拟测试工作台非常重要。GEA对来自虚拟测试工作台的报告进行了标准化,以加快流程并帮助Lars提供可用于制定关键决策的有用信息。

“这就是技能发挥作用之处。”他说:“我们是进行建模假设和调整模型,从而使我们可以做出快速、可靠决策的专家。我们阐释来自CFD系统的数据,以显示如何为个别客户定制一台设备。这是关于将数据转化为知识的技能。而且,我们需要很快做到这一点。”

cfd

时间就是金钱

而所说的很快,Lars是指非常快。“由于我们使用可信赖的运营方式并拥有经验丰富的团队的支持,因此我们通常可以在两周内得出结论,而可能需要进行研究项目的竞争对手将需要两年或更长时间。”在故障排除时,速度也很重要。这可能涉及运行模拟,以查看沉积物为何在干燥器中积聚,更重要的是,需要进行哪些调整才能解决问题。 

但是,CFD还有其他更长期的用途。产品研发是GEA的一个持续过程,其中很大一部分依靠CFD分析来推动产品发展和新产品开发。但是,根据Lars所言,当面临紧急挑战时,其重要性退居其次。“我们的项目始终遵循内部或外部客户的时间表。”

实际优势

因此,与GEA的工程专业知识结合的CFD,可以成为一个强大的工具。它可以用来降低成本;快速评估产品设计变化的后果;提供对设计过程的早期洞察,避免进行物理测试的需要;使开发人员可以从系统的任何位置直观地获得信息流,这是使用传感器或仪表无法实现的;允许设计人员对任何一组条件进行建模,以测试差异流和传热过程;以及让设计人员自由进行实验,有时将参数推向极限。

GEA因素

GEA在食品配料领域的工艺工程方面拥有50多年的经验,这在全球范围内的运营工厂数量,以及公司的工艺技术人员所拥有的无与伦比的经验中得到了体现。

Stig Skalshøj Christensen认为,CFD结合了该长期经验以及丰富的产品和工艺知识,在业界都是独一无二的,并且有助于使客户对GEA解决方案的强大功能充满信心。“软件本身还不够。”他说:“重要的是,每个项目背后的团队的愿景、专业知识和经验。客户需要知道,我们不仅依赖于计算机告诉我们的内容,我们还使用技术来以实际方式应用我们的经验。我相信GEA可以比其他任何人更好和更快地做到这一点,尤其是在涉及需要我们特殊技能的超大型干燥器时。”

每个客户都想知道喷雾干燥工厂是专门为他们的应用而设计的,并且正在以最佳水平运行。在过去,这不可避免地意味着妥协以安全经营。如今,通过CFD建模,可以进一步突破这些界限,在竞争激烈的市场中为客户提供商业优势,并让他们能够安全、快速且廉价地开发新产品。 

转至顶部
返回

联系我们

请输入有效的电子邮箱

请稍等,我们正在处理您的请求。

感谢您的订阅!
请在您的收件箱中查收确认电子邮件,并完成您的注册。

哎呀,出现错误了。
请稍后再试。