Ngành công nghiệp chế biến và cung ứng thực phẩm toàn cầu đang đứng trước những thử thách to lớn: từ nhu cầu về thực phẩm an toàn, xu hướng sống xanh, biến đổi khí hậu cho đến yêu cầu cao về truy xuất nguồn gốc và giảm thiểu lãng phí. Người tiêu dùng ngày nay ngày càng ưu ái các sản phẩm hữu cơ, có nguồn gốc rõ ràng, theo mùa vụ và giải pháp đóng gói bền vững. Không chỉ thế, khoảng 17% lượng lương thực trên thế giới vẫn bị lãng phí, thúc đẩy ngành cần một quy trình khép kín, tiết kiệm và sẵn sàng đáp ứng tiêu chuẩn bền vững trong tương lai.
Trong làn sóng này, Tetra Pak nổi bật với hàng loạt giải pháp đóng gói dựa trên giấy, ứng dụng công nghệ tiệt trùng tiên tiến để vừa bảo vệ thực phẩm, vừa đảm bảo an toàn vệ sinh. Quy trình aseptic độc quyền giúp sản phẩm giữ nguyệt tròn dưỡng chất, màu sắc và vị tự nhiên. Không chỉ nổi bật về chất lượng, bao bì Tetra Pak còn dễ tái chế trên toàn thế giới khi điều kiện cơ sở hạ tầng phù hợp, góp phần bảo vệ môi trường hiệu quả.
Sản lượng khổng lồ & hiệu suất mạnh mẽ
Năm 2023, Tetra Pak đã đạt cột mốc ấn tượng với hơn 179 tỷ bao bì thành phẩm – tính ra bình quân 22 bao mỗi người trên toàn cầu. Để đảm bảo sản xuất liên tục và hiệu quả cao, mạng lưới hơn 8.426 máy chiết rót, 108.396 thiết bị chế biến cùng 21.789 thiết bị phụ trợ vận hành không nghỉ khắp các châu lục. Khối lượng này đòi hỏi đội ngũ kỹ sư Tetra Pak luôn phải liên tục tối ưu hóa quá trình nhằm tăng năng suất, giảm lãng phí và vận hành bền vững nhất. Nhờ hợp tác cùng Siemens và sử dụng phần mềm Simcenter, công ty đã tối ưu hiệu suất từng thiết bị, đáp ứng mọi tiêu chuẩn khắt khe của ngành thực phẩm hiện đại.
Bứt phá tốc độ: 10 bao/s – Đỉnh cao kỹ thuật đóng gói
Tại nhà máy, Tetra Pak E3/Speed Hyper có khả năng đạt tới 10 bao thành phẩm mỗi giây. Thách thức đặt ra là đảm bảo từng bao bì đều đạt chất lượng tuyệt đối, không phát sinh lỗi dù vận hành ở tốc độ siêu nhanh. Những công cụ mô phỏng đa trường của Simcenter đã mở ra góc nhìn hoàn toàn mới khi kiểm soát ngay từ khâu nghiên cứu & phát triển cho đến vận hành thực tế trên dây chuyền sản xuất, giúp tiết kiệm điện năng, nước sạch cũng như giảm tối đa phế liệu.
“Nhờ các công cụ đa trường của Simcenter, chúng tôi có thể hiểu trước và tối ưu hóa cả quá trình nghiên cứu & phát triển lẫn sản xuất, tạo ra sản phẩm hiệu suất cao.”
— Ulf Lindblad, Chuyên gia Công nghệ tại Tetra Pak
Mô phỏng toàn bộ chuỗi giá trị thực phẩm
Tetra Pak đang dần đưa mô phỏng vào mọi mắt xích: từ chế biến ban đầu, đóng gói – chiết rót, vận chuyển, sử dụng đến cả thu gom – tiêu hủy sản phẩm. Việc này không chỉ giúp tối ưu hóa sản phẩm, đảm bảo chất lượng mà còn giữ an toàn cho môi trường sản xuất. Ví dụ, nhờ mô phỏng, hãng đã chủ động giảm khí ozone gây hại trong xưởng, đồng thời đáp ứng chuẩn nghiêm ngặt từ FDA (Hoa Kỳ).
Tận dụng sức mạnh mô phỏng đa trường vật lý, Tetra Pak phát hiện và khắc phục nhanh các nguy cơ lỗi dừng máy, hiệu quả đổi mới sản phẩm, quy trình ngày càng được nâng cao – hướng đến mục tiêu vừa hiệu quả vừa bảo vệ môi trường tối ưu nhất.
Bước đột phá của giải pháp Simcenter
Khi phối hợp cùng đội ngũ Siemens, Tetra Pak xây dựng thành công mô hình digital twin, mô phỏng toàn bộ hệ sinh thái: từ sữa thô, máy đóng gói cho đến mọi loại hình vật liệu bao bì. Đặc biệt, kỹ thuật FSI (Fluid-Structure Interaction – mô phỏng tương tác chất lỏng và kết cấu) giúp phân tích chi tiết hành vi luồng sữa chảy ra khi bạn bóp hộp theo nhiều thiết kế bao bì khác nhau. Các công cụ Simcenter Amesim và STAR-CCM+ hỗ trợ thực hiện nhanh chóng hàng nghìn phép thử nghiệm ảo, tiết kiệm chi phí và thời gian so với thử nghiệm thực tế.
Mô phỏng chuyên sâu để nâng cao hồ sơ môi trường
Không chỉ dừng lại ở sản phẩm, các kỹ sư Tetra Pak còn mở rộng ứng dụng mô phỏng tới tận giai đoạn chuyển hóa giấy, nhôm, nhựa thành vật liệu bao bì thành phẩm. Mô phỏng hai chiều cấu trúc – chất lỏng mô tả sinh động hiện tượng như: áp lực, sóng nhựa nóng kéo dài tới 650m/phút khi cán dán nhôm với giấy. Nhờ triển khai mô phỏng sớm, nhiều rủi ro thất thoát nguyên liệu được chủ động triệt tiêu ngay trước khi lắp đặt máy móc thực tế.
Đáng chú ý, mô phỏng đã giúp làm chủ quá trình xử lý confetti (vụn giấy cắt lỗ trên bao bì) – vốn là nguyên nhân chính gây kẹt máy, ngưng sản xuất. Giờ đây, nhờ mô phỏng sáu bậc tự do, các chuyên gia nhanh chóng nhận diện gốc rễ và phòng tránh triệt để sự cố này ngay trên dây chuyền sản xuất.
“Mô phỏng đồng thời tạo hình và chiết rót luôn là mục tiêu tối thượng của nhóm chúng tôi nhiều năm qua. Nhờ hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia của Siemens, chúng tôi đã chinh phục được thử thách phức tạp này.”
— Ulf Lindblad, Chuyên gia Công nghệ tại Tetra Pak
Chinh phục mô phỏng đa trường vật lý cho sản xuất sữa bột
Trong ứng dụng thực tế sản xuất sữa bột, mô phỏng Simcenter giúp kiểm soát tối ưu các thông số trọng yếu như tốc độ, nhiệt độ, thời gian lưu, độ ẩm – những yếu tố quyết định đến chất lượng protein, cấu trúc dinh dưỡng của sản phẩm. Đội ngũ kỹ sư theo dõi diễn biến về nhiệt độ, động học protein, đảm bảo không xảy ra sự cố mất giá trị dinh dưỡng hay lắng kết protein gây ảnh hưởng chất lượng từng lô hàng xuất xưởng.
Phân tích chuyên sâu và phát triển giải pháp mới nhờ mô phỏng trộn
Mô phỏng đa trường còn mở rộng tới quy trình trộn sữa bột và sữa nước ngay trong môi trường sản xuất, góp phần dự báo chính xác thời gian trộn phù hợp cho từng dòng sản phẩm. Kết quả: tiết kiệm điện, nước, tăng hiệu quả vận hành đồng thời giúp các dòng máy thế hệ mới dễ dàng đạt chứng nhận an toàn thực phẩm tiêu chuẩn quốc tế như FDA. Ngoài ra, mô phỏng còn giải mã hiện tượng vật lý phức tạp như vọt bọt, giọt chất lỏng, va chạm trong bao bì hay kiểm nghiệm dán lớp nhôm – giấy nhằm phát triển các giải pháp thân thiện môi trường như loại bỏ nhôm để chuyển hóa sang hoàn toàn bằng giấy.
Nếu bạn muốn tìm hiểu kỹ hơn về giải pháp mô phỏng trong ngành thực phẩm – đóng gói, hãy tham khảo webinar chuyên sâu này để cập nhật kiến thức mới nhất!
