スマートセンサーが食品生産における水質を保護

水は依然として食品の加工および製造において最も重要な資源の 1 つです。原料の混合や製品の洗浄から、蒸気の発生や定置洗浄（CIP）システムに至るまで、一貫した水質が製品の安全性とブランドの評判の両方を支えています。規制の監視と消費者の期待が高い英国の食品飲料業界では、水処理プロセスを正確に制御し続けることが不可欠です。

市営の水道や井戸などの一部の民間の水源は、通常、塩素を使用して消毒されます。残留塩素は衛生には効果的ですが、水が敏感な生産段階、特に生きた培養物や有効成分が関与する段階に達する前に除去する必要があります。このプロセスでは粒状活性炭 (GAC) 濾過が重要な役割を果たしており、スマート センサー テクノロジーにより、そのパフォーマンスの監視と最適化の方法がますます変化しています。

Bürkert の北ヨーロッパ工業用水地域事業開発マネージャーである Greg Wainhouse 氏は、食品加工および製造用途における塩素センサーの役割について考察しています。

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食品製造における GAC フィルターの役割

工業用 GAC フィルターは、英国の食品製造施設全体に広く導入されており、流入する給水から遊離塩素を除去します。塩素は、特にビール、ソフトドリンク、ボトル入り飲料水などの飲料において、味、香り、色に悪影響を与える可能性があるため、製品の品質と一貫性を維持するにはその除去が不可欠です。

塩素は感覚への影響を超えて、下流の機器に重大なリスクをもたらします。逆浸透 (RO) 膜と電気脱イオンシステムは、塩素への曝露による酸化損傷に対して特に脆弱であり、効率の低下、高額な修理、計画外のダウンタイムを引き起こす可能性があります。

これらのリスクを軽減するために、食品メーカーは正確な塩素モニタリングに依存しています。入口の測定により入ってくる塩素の負荷を評価し、出口の監視により塩素が完全に除去されていることを確認します。これらのデータ ポイントにより、オペレーターはフィルターのパフォーマンスを追跡し、炭素容量を管理し、あらゆる画期的な出来事に迅速に対応して、英国の食品安全基準への準拠を確保し、重要なインフラを保護することができます。

従来の塩素モニタリング技術の限界

従来の塩素モニタリング技術は広く使用されているにもかかわらず、現代の食品生産環境の要求を満たすのに苦労することがよくあります。従来の電流測定センサーは電極と電解質バッファーに依存しているため、汚れ、信号のドリフト、頻繁なメンテナンスの必要性の影響を受けやすくなっています。

比色分析装置は、水サンプルと試薬を混合し、色の変化を測定することで動作し、高レベルの精度を実現できます。ただし、ポンプ、チューブ、継続的な試薬補充によりさらに複雑さが増し、運用コストとメンテナンスの負担が増加します。

どちらのアプローチの主な制限は、応答時間が遅いことです。従来の電流測定プローブの一般的な T90 値は 2 ～ 3 分であり、試薬を節約するために比色システムでのサンプリング頻度が減少していることと組み合わせると、塩素スパイクを十分に迅速に検出できない可能性があります。高処理量の食品製造環境では、検出が遅れると、製品の汚染、廃棄物の増加、生産損失、加工設備への高額な損害が発生する可能性があります。

スマート センサーにより、より高速で信頼性の高い制御が可能

スマート水分析システムの進歩により、これらの課題が解決され、食品メーカーにより応答性が高く信頼性の高いソリューションが提供されています。 MS02 塩素キューブを搭載した Bürkert の OALAB タイプ 8906 水分析システムは、GAC 濾過モニタリングなどの産業用途向けに特別に設計された高速で正確な塩素測定を実現します。

高度な電流測定セルオンチップ技術を利用することにより、MS02 は 30 秒以下の T90 応答時間を達成します。この迅速なフィードバックにより、オペレーターは塩素濃度の変動にほぼ瞬時に反応できるようになり、敏感なプロセスに塩素が到達するリスクが大幅に軽減されます。

より高速で正確なデータは、運用上の意思決定の改善にも役立ちます。食品メーカーは、炭素交換間隔を最適化し、逆洗をより効果的にスケジュールし、計画外のダウンタイムを最小限に抑えることができます。競争の激しい英国の製造現場では、これらの効率はコスト削減と生産の信頼性の向上に直接つながります。

メンテナンスの削減と運用効率の向上

衛生基準が厳しく、ダウンタイムを最小限に抑える必要がある食品生産施設では、メンテナンス要件が依然として大きな懸案事項です。従来の電流測定センサーは、スケーリングや重元素の蓄積により手動による洗浄が必要になることがよくありますが、比色システムでは試薬の取り扱いや機械整備がさらに複雑になります。

MS02 は、設計を通じてこれらの問題に対処します。保護膜により、センシング セル上での堆積物の形成が防止され、電解質バッファーが存在しないため、遊離塩素濃度を決定する際に重要となる pH ドリフトによる不正確さのリスクが排除されます。

塩素レベルがゼロであることを確認する必要がある GAC フィルターの出口では、センサーのフローティング ゼロ点設計により、外部塩素源を必要とせずに分極が防止されます。これにより、要求の厳しいプロセス条件であっても、一貫した信頼性の高い測定が保証されます。

同様の工業用水の用途では、一部のユーザーは、再校正やメンテナンスを必要とせずに 2 年以上連続稼働していると報告しています。英国の食品メーカーにとって、これは運用コストの削減と長期的な測定精度に対する信頼の向上に相当し、連続生産をサポートし、逆浸透などの高度な水処理システムの稼働時間を最大化します。

GAC フィルターでの高速、正確、低メンテナンスの塩素モニタリングにより、製品が保護され、重要な資産が保護され、運用リスクが軽減されます。

最新の食品生産施設の統合モニタリング

プラント エンジニアや公益事業管理者を念頭に置いて設計された OALAB システムは、最小限の設置作業で済むプラグ アンド プレイのプレマウント ソリューションを提供します。これは、改修プロジェクトやスペースに制約のある本番環境で特に役立ちます。

このシステムは、塩素に加えて、pH、ORP、導電率、濁度などの主要な水質パラメータをコンパクトな設置面積内で同時に測定できます。このマルチパラメータ機能により、複数の機器の必要性が減り、スペースが節約され、システム アーキテクチャが簡素化されます。

サンプル流量要件が低いため、水の無駄を最小限に抑えることができ、英国の食品および飲料業界全体でますます重要になっている持続可能性の目標をサポートします。オプションの組み込みデータ ロギングとリモート接続により、予知保全戦略が可能になり、迅速なテクニカル サポートが容易になります。

Profinet、イーサネット、Modbus TCP などの広く使用されている産業用通信プロトコルとの互換性により、既存のオートメーションおよび制御システムとのシームレスな統合が保証され、メーカーはデジタル化への取り組みを強化し、プロセス全体の可視性を向上させることができます。

品質、コンプライアンス、収益性の保護

英国の食品メーカーは、一貫した製品品質を維持し、規制要件を満たし、業務効率を向上させるというプレッシャーが高まる中、スマート センサー テクノロジーの導入がますます重要になっています。

GAC フィルターでの高速、正確、低メンテナンスの塩素モニタリングは、製品の完全性を保護し、敏感なプロセス機器を保護し、運用リスクを軽減する上で重要な役割を果たします。スマート水分析ソリューションは、時間がかかりメンテナンスが多大なレガシー システムを置き換えることにより、事後的なモニタリングからプロアクティブなプロセス制御への移行を可能にします。

最終的には、信頼性の高い水質管理を確保することで、食品加工業者がコストのかかる中断を回避し、業界標準への準拠を維持し、ブランドの評判を守ることができます。マージンと信頼が密接に関係している分野では、スマート塩素センシング技術により、水質が生産チェーンの最も弱い部分にならないようにします。

ビュルケルト流体制御システム
Greg Wainhouse 氏、地域事業開発マネージャー – 工業用水、北欧
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