配管内を見える化して、プロセス効率と製品品質を向上

Products Solutions Services Liquitrend QMW43 配管内を「見える化」して プロセス効率と製品品質を向上 お客様のプロセス あるお客様は、トマトベースのソースや調味料の製造を専門としています。室温での • 配管の中で何が起こっているかを知 保存性を高めるために、これらの低pH、高塩分の製品を低温殺菌する必要がありま ることで、洗浄や生産サイクルを改 善する す。このお客様は、加熱プロセスに直接蒸気を注入しています。製品は100℃まで加熱 され、パスチャライザーのホールディングチューブ内で数分間保持されます。低温殺 • 製造中の付着物の挙動を監視し、工 菌された製品は冷却され、包装されます。 程開始前のクリーンな状態と比較す る エンジニアリングステーション 制御室 • 年間4,500ユーロの洗浄コストを削減 し、生産効率向上を達成 Ethernet TCP/IP PROFINET または Ethernet IP 蒸気入力 お客様の挑戦 このお客様は、生産システム内の圧力上昇によって、製品の流れが悪くなっているこ とを確認し、生産工程に悪影響が出ていることを懸念していました。 また、それによってHACCP基準の順守に制限が生じていました。 そのため、プロセスを中断し、CIP（定置洗浄）による付着物の除去を強いられること がしばしばありました。 しかしながら、お客様はプロセス内の製品成分の蓄積（付着物）を監視する手段をお 持ちでなかったため、CIPの終了時に洗浄降下を確認し検証することができませんで した。

2 Liquitrend QMW43 設備をクリーンに保つために必要なコスト お客様はラインの詰まりの頻度を予測することができず、ま た、その発生を防ぐこともできませんでした。頻繁な生産停 止を防ぎ、不十分な洗浄のリスクを低減するために、お客様 は洗浄剤の濃度を1％から1.5％に上げ、洗浄流量10m3/hr で45分間の洗浄を行ったところ、洗浄剤の使用量は約2倍に なりました。しかし、洗剤の濃度を上げても、お客様は洗浄量 に満足できず、CIPプロセスに自信が持てませんでした。お客 様は、生産プロセスの付着物の形成を監視し、CIPプロセス の効率を検証するための効果的な手段を必死に探していま した。 表面に残ったトマトソース お客様の仮題を解決するための Liquitrend QMW43 の導入 Liquitrend QMW43は、配管やタンク内に蓄積する付着物の 厚さと導電性をモニタリングできるスマートな新製品です。 Liquitrend QMW43は、導電率および静電容量の計測技術 を使用しているため、導電性および非導電性測定物を扱うこ とができます。信号出力は、IO-Link通信またはアナログ信号 で使用できます。お客様の課題を解決する完璧なソリューシ ョンとして提案されました。 この装置は、バリベントプロセス接続を使用してホールディ ングパイプの中央に設置（フラッシュマウント）され、付着物 の厚さと配管内の測定物の導電性の両方をモニターしまし た。 Liquitrend QMW43 の運用法 100,000 Liquitrend QMW43を設置した後、お客様ははプロセスを一 10 製品のゼロ点 µS/cm 旦完全に洗浄し、きれいな状態を作りました。お客様は、水 mm で満たされたときと生産開始時に装置の測定した付着物と 水の中のゼロ点 80,000 導電率の値を、ゼロ点として記録し、これをリファレンス値と µS/cm 9.5 して使用しました。 mm 運転中に、これらのゼロ点の値からの逸脱の度合いを継続 製造中の付着物形成 的にモニターすることで、お客様にリアルタイムで計測値に 9 mm 基づいた配管内の状態を把握していただきました 3,000 µS/cm 製造時の付着物形成 H2O 生産段階 H2O CIP後 CIP前 製造週の終わりには、付着物の計測値がゼロ点の9.5mm から9.8mmに増加していることが確認され、センサー表 Liquitrend QMW43の付着物信号 (mm) Liquitrend QMW43の導電率信号 (µS/cm) 面に汚れや堆積物があることがわかりました。検証のため に、配管を空にして、Liquitrend QMW43のバリベント接 続部を開けて実際の状態を確認しました。蓄積された付 着物を分析した結果、センサー上に堆積した有機物が原 因であることがわかりました。これをペーパータオルで拭 き取ったところ、センサの指示値はゼロ点の値に戻りまし た。

Liquitrend QMW43 3 Liquitrend QMW43 の測定値に基づいたプロセスの 最適化 製造中の配管内での付着物の厚さや導電率の値がゼロ点 10 80,000 mm µS/cm からどの程度乖離しているかをモニターすることで、いつ頃 から汚れが発生し始めたのかを正確に把握することができ ました。 CIP後の水のゼロ点を観察した結果、お客様は洗浄剤の濃 9.5 3,000 度を1%に下げ、洗浄剤の流量を2倍にすることで、CIP時間 mm µS/cm を増やすことなく、せん断応力によって洗浄性を確保しまし 分厚い付着物 た。Liquitrend QMW43の測定値を使用することで、HACCP 加熱プロセス（バッチ）の進行 基準を遵守しながら洗浄コストを削減することに成功しま した。Liquitrend QMW43の測定値によって検証を行ったと Liquitrend QMW43 の付着物信号(mm) ころ、頻繁に加熱プロセスの中断と再開を繰り返したり、製 Liquitrend QMW43 の導電率信号(µS/cm) 品の交換をしたりすることによって、加熱された製品残渣 が A プロセスの内壁に付着することが判明しました。 （右図A参照） Liquitrend QMW43 の付着物信号(mm) しかし、連続生産の場合、Liquitrend QMW43の信号が示す ように、付着物の蓄積は非常に遅いものでした。 10 80,000 mm µS/cm （右の図B参照） その結果、お客様は課題の根本的な原因を突き止めること に成功し、生産量を適切に調整することができました。 9.5 mm 薄い付着物 9 3,000 mm µS/cm H2O 連続生産 H2O CIP後 CIP前 Liquitrend QMW43 の付着物信号(mm) Liquitrend QMW43 の導電率信号(µS/cm) B 結果として Liquitrend QMW43から得られた予測に基づいて、お客様はCIP時の化学薬品の使用量を減らし、洗浄コストを削減しました。ま た、プロセスの流れを最適化することで、停止時間を最小限に抑え、連続的な生産工程を実現しました。これにより、HACCP基準 に適切に準拠することができ、プロセス全体の品質が向上しました。 さらに、プロセスラインのスチームポケットを検出し、機器の稼働率を最適化することもできました。QMW43から得られた洞察 Liquitrend QMW43による節約効果（洗剤コストによる削減分のみの計算結果） Liquitrend QMW43導入前 Liquitrend QMW43導入後 CIP サイクル/年 50 30 洗剤コスト/L 0.06 € (濃度. 1.5%) 0.025 € (濃度 1%) 洗浄の体積流量 10 m³/hr 20 m³/hr CIP 洗浄1回の時間 20 min. 20 min. 洗浄用洗剤のコスト/年 9,000 € 4,500 €

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