プロジェクト概要
現代の飲料製造において、自動化と衛生管理は効率性、安全性、そして製品品質にとって極めて重要です。飲料生産ラインは、安定した流量を維持し、汚染を防ぎ、繰り返しの洗浄サイクルに耐える必要があります。Shengtao Metal社は、オランダの大手ジュース加工工場における大容量自動飲料生産ライン向けに、ステンレス鋼製配管システム一式を供給・統合する契約を獲得しました。
クライアントは、貯蔵タンク、殺菌装置、ミキサー、充填ステーションを連携させ、厳格な欧州衛生基準（EHEDGおよびEU食品安全規制）への準拠を確保する、完全統合型のソリューションを求めていました。このプロジェクトでは、304および316Lグレードを含む450メートルのステンレス鋼管、精密曲げ加工、サニタリー継手、計装接続部が使用されました。目標は、生産ライン全体における流量効率の最大化、汚染リスクの最小化、およびCIP（定置洗浄）作業の最適化でした。
設計上の考慮事項
1. 材料の選定：
コスト、耐食性、および規制遵守のバランスを考慮して、304ステンレス鋼管と316Lステンレス鋼管の組み合わせが採用されました。標準的な処理セクションには304ステンレス鋼管が使用され、酸性度が高い箇所や強力な洗浄剤に頻繁に曝される箇所には316Lステンレス鋼管が使用されました。肉厚は、必要な耐圧と管径（25mm～100mm）に応じて2mm～8mmの範囲で調整されました。
2. 衛生要件：
厳格な食品グレード基準を満たすため、すべてのチューブは表面粗さRa≦0.4μmを満たす必要がありました。内面は微細な隙間をなくすために電解研磨され、外面は耐久性を高めるために機械的にブラッシングされました。すべての接合部には、衛生的な接続を確保し、メンテナンス時の迅速な分解を容易にするために、FDA承認材料で作られたトライクランプ継手とガスケットが使用されました。
3. 流れの力学と効率：
自動飲料ラインでは、均一な混合、殺菌、充填を確保するために、正確な流量が不可欠です。配管システムは、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて設計され、曲げ半径の最適化、圧力損失の最小化、乱流の回避を実現しました。配管径はポンプ容量に合わせて慎重に調整され、1時間あたり1200～1800リットルの流量を最小限のエネルギー消費で確保しています。
4. 自動化システムとの統合：
配管ネットワークは、施設のPLC（プログラマブルロジックコントローラ）システムと完全に統合されていました。圧力センサー、流量計、温度プローブが配管の主要箇所に設置され、リアルタイムデータが収集されました。これらのデータは、ポンプ速度の調整、流量の制御、洗浄サイクルの監視に使用されました。また、自動化システムには、圧力偏差、閉塞、温度異常を検知するアラーム機能も備わっており、迅速な是正措置を可能にしました。
製造および品質保証
1. 精密加工：
チューブはレーザー切断装置を用いて正確な長さに切断され、±0.5 mmの公差を達成した。すべての曲げ加工は、内径の完全性を維持し変形を避けるため、マンドレル曲げを用いて行った。溶接はTIG（GTAW）溶接法を用い、ASME Section IX規格に完全に準拠して実施した。
2. 溶接後処理：
溶接部はすべて1050℃で30分間の固溶化処理後、急速冷却を行い、耐食性を維持した。内面には電解研磨を施し、微細な表面粗さを低減し、耐薬品性を向上させた。各管部は、目視検査、浸透探傷試験（PT）、および運転圧力の1.5倍の圧力での静水圧試験に合格した。
3. 表面仕上げの検証：
表面粗さ（Ra）の測定は、表面粗さ計を用いて実施した。すべてのチューブおよび溶接継手は、Ra ≤ 0.4 μmの基準を満たしており、食品および飲料用途に関するEHEDGの推奨事項に準拠していることが確認された。
インストールと統合
設置プロセスは、生産停止時間を最小限に抑えるため、モジュール方式を採用した。バルブや継手を含むプレハブ式のチューブモジュールが順次搬入・設置された。レーザーアライメントツールにより正確な位置決めが確保され、曲がり部やフランジへの負荷が軽減された。
計測機器および制御コンポーネントは、PLCシステムとシームレスに統合できるよう、現場で校正されました。圧力センサーは殺菌装置への供給ラインに、流量計は混合タンクに、温度プローブは高温殺菌ループに設置されました。制御システムにより、オペレーターは流量、圧力、洗浄サイクルをリアルタイムで監視および調整することができました。
設置時にCIP手順のテストを実施しました。配管ネットワークにより洗浄液の完全な循環が可能となり、汚染物質が蓄積するデッドゾーンが発生しないことが確認されました。CIPサイクルの効率は微生物検査によって検証され、想定される25分間の洗浄サイクル内で完全な殺菌が達成されることが実証されました。
性能検証
インストール後、システムは本格的な運用開始前に広範なテストを受けました。
プロジェクトの成果
1. 業務効率：
完全に統合された配管ネットワークにより摩擦損失が低減され、安定した製品流量が確保されました。ポンプは最適な速度で稼働し、従来の設備と比較してエネルギー消費量を12%削減しました。自動監視によりプロセス変数を迅速に調整でき、ダウンタイムを最小限に抑えることができました。
2. 衛生とコンプライアンス：
電解研磨されたトライクランプ接続により、迅速な分解と洗浄が可能になりました。CIPサイクルは25%短縮され、微生物検査ではEHEDGおよびEU衛生基準への一貫した準拠が確認されました。
3．信頼性と耐久性：
高品質の304および316Lステンレス鋼管と、精密な加工および溶接後処理の組み合わせにより、腐食、機械的ストレス、および熱サイクルに対する長期的な耐性が確保されています。このシステムは、標準的なメンテナンスを行うことで、少なくとも10年間は最高の性能を維持できると予測されます。
4. 自動化との統合：
流量、温度、圧力のリアルタイム監視により、予知保全が可能になり、運用安全性が向上した。異常を即座に検知できるため、製品の損失や機器の損傷のリスクを低減できる。
お客様の声
工場の生産責任者は次のようにコメントした。
「盛濤金属の配管システムは予定通りに納品され、完全に統合されており、性能、衛生面、自動化との互換性において当社の期待をはるかに上回りました。精密な設計と細部への配慮のおかげで、長期的な信頼性を確信しながら、すぐに本格的な生産を開始することができました。」
結論
自動飲料生産ラインへのステンレス鋼管の導入には、精密なエンジニアリング、高品質な材料、そして厳格な衛生基準の遵守が不可欠です。Shengtao Metalのソリューションは、材料の慎重な選定、表面処理、そして制御システムとの統合によって、流量効率の最適化、洗浄サイクルの短縮、そして国際的な食品安全基準への準拠を実現できることを実証しました。
このプロジェクトは、高度な製造技術、モジュール設計、リアルタイムのプロセス監視を組み合わせることで、信頼性の高い高性能な飲料製造システムを実現できることを示しています。デリケートな製品や大量生産される製品を扱う自動処理ラインにおいては、特注のステンレス鋼管ソリューションが、運用効率、衛生面、製品品質の要であり続けます。
鉄鋼製品ソリューションについては、Shengtao Metalまでお問い合わせください。
信頼できる鉄鋼・金属製品ソリューションをお探しでしたら、お気軽にお問い合わせください。
材質グレード、寸法、数量、用途などの仕様をお知らせいただければ、当社のチームが迅速に専門的なサポートと競争力のある見積もりをご提示いたします。
メールアドレス: stsalesman4@stmetal001.com
見積もりを依頼する
WeChat/Whatsappにスキャン :
