攪拌槽およびバイオリアクターの性能シミュレーション

攪拌槽やバイオリアクターは、化学プロセス、製薬、消費者向け商品といった多くの分野で広く使用されています。よくある設計課題として、以下の2点が挙げられます。

  • 混合時間をできる限り短縮することで高い効率を達成すること
  • 曝露時間解析により微生物の生存と高攪拌との間の最適なバランスを見つけ出すこと

こうした課題を克服するのに、数値流体力学(CFD:Computational Fluid Dynamics)はきわめて有用です。なぜなら、CFDでは混合時間解析および曝露時間解析を実行できるからです。攪拌槽やバイオリアクターの形状(インペラー、軸、バッフル、スパージャーなど)が複雑であるため、CFD解析も複雑であるように思えるかもしれません。ANSYSのCFDソリューションは、完全に自動化されたソリューションを提供することで、このような問題も解決します。エンジニアが攪拌槽の形状パラメータと作動条件を入力すると、完全な設計解析が自動的に実行され、サマリーレポートが作成されます。これにより、エンジニアは混合時間解析および曝露時間解析に関連するすべての主要パラメータにアクセスできるようになります。

ANSYSは、より高性能な攪拌槽およびバイオリアクターを設計するための完全自動化プロセスを提供します。

  • 攪拌槽、インペラー、バッフル、およびスパージャーの形状を作成するための、操作性に優れた自動化ツール
  • 完全に自動化されたシミュレーションプロセス。ボタンをワンクリックするだけで、シミュレーションを実行できる
  • レポートの自動作成。エンジニアや設計チームは、すぐに、そして簡単に混合時間解析および曝露時間解析の情報にアクセスできる
  • より複雑なシミュレーションが必要な場合、CFDの専門知識を有するユーザーであれば、形状作成およびメッシュ生成の操作性はそのまま利用するが、ボタンのワンクリックでのシミュレーションは行わない方法を選択することで、より複雑なシミュレーション(複雑な混相流や高密度粒子のシミュレーションなど)を設定できる
  • ANSYS Workbenchのパラメトリック分析および設計探査機能により、異なる設計を簡単に評価できる

Mixing Analysis Workflow

攪拌解析テンプレートはANSYS Workbenchで自動的に設定される

Mixing Tank Geometry

単一のパネルで攪拌槽の形状を定義できる。業界標準のタンク底部タイプ、インペラー、バッフルなどを利用できるため、形状の定義は楽に行える

Mixing Template Simulation Report

包括的なシミュレーションレポートが自動的に作成され、主要パラメータ(速度コンター、混合のアニメーションなど)を直接操作できる