1 ［粉粒体機器］

食品粉体の製造工程における異物除去など，安全性向上のための技術および機器について
日清エンジニアリング㈱１

上福岡事業所

はじめに相次ぐ食品偽装事件，冷凍餃子農薬混入事件，事故米不正転売など，食品への信頼を揺る

第二機器販売センター担当課長本多肇

イ ン ラ イ ン シ フ タ ーQA シ
リーズ（異物検出・除去装置）2
2－1

インラインシフターとはがす不祥事により，食の安全・安心に対する消インラインシフターは粉粒体の空気輸送ライ費者の不信感は高まった。食品表示に関する法

ン（圧送式または吸引式）に直接配置し，製品制化や，消費者庁創設など，食品を提供する企に混入したオーバーサイズの異物を除去し，製業に要求される品質管理責任は，ますます増大品の品質保証を確かにする装置である。標準的する方向にある。

な重力式シフターに必要となるレシーバータン

食品粉体においても，異物混入防止をはじめとする，製造への要求管理レベルが飛躍的に高ク，ロータリーバルブ，ホッパー，ブロワーなどの装置が不要となる（図 1 ）。

まった。一方，異物混入とは別の問題にクロスコンタミネーション（異種製品混入）がある。
食品アレルギーの原因となりうる原材料の表示が法制化され，アレルゲン物質混入防止に対する品質安全上の管理も必須である。
本稿では，食品粉体の製造工程における安全性向上のための技術および機器に関し，当社のインラインシフター

重力式シフター

図１

重力式シフター設備とインラインシフター設備との比較販売する機器を中心に，異物検出・除去装置イ
ンラインシフターQA シリーズと，クロスコン

インラインシフターのもうひとつの大きなメタミネーション防止に優れた粉粒体ハンドリン

リットは，異物混入防止対策であるシフターをグシステムのマトコン IBC システム（コンテ可能な限り最終工程の近くに配置できることでナシステム）を紹介する。

ある。これにより，シフターより下流側にある（異物混入源となり得る）装置を最小限に抑えることができる。

10・2010

—63—

2－2

インラインシフター選定のポ含め，グレートウエスターン社のシフター

イントは，この BISSC 規格認証を取得している。

製品の品質保証を確かなものにすることが，インラインシフター導入の目的であり，異物を確実に除去することが，最も重要なことである。

2－3

QA シリーズ

QA シリーズは米国グレートウエスターン社①網が破れる原因を排除（GWM）の製品である。当社は GWM と日本②壊れやすい虫などの異物を破砕せず，原形の総代理店契約を結び，国内においてインラインまま回収シフターを販売している。2001 年のインライ③異物を容易に確認・管理

ンシフター発売以来，主に食品粉体の異物除④易分解・点検去・管理の用途に利用されている。当社はエンこれを具現化するための条件が，BISSC 規

ジニアリング業務における，粉サイロとその排格に謳われている（図 2 ）。

出機器，続く空気輸送装置の設置・据付ととも（1）BISSC 規格（ANSI 規格）に，インラインシフターを納入してきた。食の米国の BISSC（製パン業衛生標準委員会）

安全・安心のためのお手伝いをさせていただいは製パン機械の設計と製作に関する ANSI 規ている。国内の製パンメーカーを中心に多くの格を策定したが，これが今日，最も信頼のお販売実績がある。

ける，米国の製パン機械の衛生標準となって・2001 年 3 月より国内販売開始いる。第三者による衛生標準審査に合格した・当社が GWM と日本総代理店契約を締結

機械だけが，BISSC 規格認証の印を貼るこ

旧型機種の設計に改良を加え，メーカーとととができる。

もに開発したのが，新型機種の QA シリーズである。
2006 年 に 小 型 機 種 の QA24（写 真 1 ） を 販売開始したが，今回，大型機種の QA36（写真2 ）を機種のラインアップに加え，幅広い能力に対応可能となった。

図２

インラインシフターに要求される条件

BISSC は 2007 年より，AIB の下部組織となっている。BISSC の策定した衛生標準に
適 合 し た 装 置 を 使 用 す る こ と が， 本 来 のAIB の思想であると言える。QA シリーズを—64—

写真１

QA24

写真２

QA36

食品機械装置（1）QA シリーズの機内の粉体の流れ配管へと流れていく。このように，空気輸送の圧力は，エアバイパス機構により，篩下にも回りこむため，篩網の上下の圧力は均等化され，その結果，篩網の上の原料には重力以外のいっさいの力は働かないことになる。
（2）QA シリーズの構造①旋回運動
偏芯したクランク状の軸が回転することにより，本体に振動が与えられる。本体の両側にそれぞれが軸あり，一方が駆動側，他方が図３

機内の粉体の流れ従動側，となっている。それぞれの軸には，本体の振動とバランスさせるためのカウンターウエイトが装備されている。このようなこの断面図（図 3 ）は，左が側面図，右が正緩やかな旋回運動によるふるい分けのため，面図である。空気輸送配管より，原料が大量の壊れやすい虫などの異物を破砕せず，原形の空気とともに，装置に流れこむ。原料と空気は，まま回収できる。また，モーター容量も小さ

まず最上段の ABP と呼ばれる網の中央より流く済む（図 4 ）。

れこみ，傾斜したバッフルプレートに衝突し，拡散する。この空間は広いため，原料と空気は瞬時に速度を落とし，原料は１段目の篩網の上に落ちつく。空気は，すぐ上の ABP の網を通過し，上方に抜け，トップドームを経由し，篩網の両側のシュートに流れる。ABP の網は，篩網と同じ網を使用しているため，空気と一緒に異物を通過させることはない。要は，原料の通り道とは違う，空気だけの抜け道があるということである。これをエアバイパス機構と呼ぶ。１段目の篩網の上に落ちついた原料は，緩

図４

駆動構造

やかな旋回運動により，篩網の上段より下段へと流れる。下段になるほど，製品のふるい分けが進み，原料が少なくなり，異物だけが残るようになる。異物だけが最後まで，篩網を通過せ②エアバイパス機構（エアバイパス＝ ABP）ずに，テーリング缶に排出される。緑の線は篩

エアバイパス機構は，原料の通り道とは違網を通過した製品である。篩網を通過した，製う，空気だけの抜け道の構造のことである。

品は，篩網の両側のシュートに落下し，ABPこのエアバイパス機構により，篩網の上下のの網を通過した空気と合流し，再び，空気輸送圧力は均等化され，あたかも重力落下式のシ10・2010

—65—フターのような，網に負担のかからない，原性が向上した。本体の分解点検も容易になっ料に強制的な力が働かない，理想の状態が実た（写真 5 ，6 ）。

現されることになる。ABP の網は，篩網と同じ網を使用しているため，空気と一緒に異物を通過させることはない（図 5 ）。

写真５篩中枠

写真６篩外枠（3）QA シリーズの特長のまとめ
QA シリーズの特長は，ここまで説明したイ
ンラインシフター選定のポイント及び BISSC
図５

規格認証の条件を網羅した内容となっている。

空気の流れ①網が破れない。異物は原形のまま回収
無理のない十分な篩面積が確保されている③テーリング缶

ため，網に機械的な力を加える必要がない。

十分な篩面積により，確実に製品と分離さ壊れやすい異物も破砕せず，原形のまま回収れた異物は，テーリング缶（写真 3 ）に回収する。また金属のような硬い異物も，仮に石される。異物だけがテーリング缶に回収されころのような大きな異物が流れたとしても，るため，異物の管理がしやすい。虫の個数管そのまま異物として回収され，噛みこんだ理なども容易である。運転中も容易に，テーり，網が破れたりする事故もない。空気輸送

リング缶を確認できる（写真 4 ）。の空気圧力はエアバイパス機構により逃がされ，網に圧力がかかったり，製品を強制的に網に通過させたりしない。
②異物を容易に確認・管理
異物だけを確実に分離，連続的に排出し，系内に滞留させない。運転中も異物を回収でき，異物管理も容易である。テーリング缶を

写真３

テーリング缶

写真４

異物の確認

定期的に確認することにより，プロセス内部の衛生状態を管理・監視するばかりでなく，プロセス状態の変化を示す指標（モニタリン④篩中枠＆篩外枠グ）とすることができる。

QA シリーズになり，大幅にメンテナンス—66—

食品機械装置（4）QA シリーズ機種

仕掛品搬送用粉粒体コンテナ（以下コンテナと称する。）を意味し，製造工程間の粉粒体輸送

表１篩

径に使用されるコンテナである。コンテナシステ

QA シリーズ仕様

QA36900[mm]

QA24600[mm]ムはコンテナを用い，充填，貯蔵，輸送，混合，排出などの各種粉粒体ハンドリング機能によ篩網面積

1 段あたり 0.46[m2] 1 段あたり 0.18[m2]篩網段数

2～7 段（※ 1）

2～5 段（※ 1）

り，工場内の製造工程間を結ぶ粉粒体ハンドリ

最大能力

20[t/h]（※ 2）

6[t/h]（※ 2）モーター

1.5[kW]

0.75[kW]

ングシステムである。

設置寸法

幅 1950 ×奥行1450（突起不含）

幅 1600 ×奥行1100（突起不含）

重780[kg]（3 段の場合）

610[kg]（4 段の場合）※1※2量

原料張り込み混合（リボンブレンダー）

調合

要求能力により段数決定
強力小麦粉 篩網 30 メッシュ使用の場合

33－1

マトコン IBC システム（コンテナシステム）
コンテナシステムとは充填・包装
IBC 混合図６

コンテナシステムを用いた粉粒体プロセスの例

図 6 はコンテナシステムを用いた粉粒体プロ

粉粒体を使用する食品工場では，インラインセスの例である。工程間のコンテナ搬送に自動シフターが設置される設備のように，各工程間搬送コンベヤや AGV（自動搬送台車）などをの搬送に空気輸送システムを採用する場合が多使用し，原料，製品あるいは中間製品を貯蔵すい。特に，同じ製品を大量に生産する設備の場るコンテナの一時保管に自動倉庫を使用すれ合は，省スペース，低イニシャルコストなどのば，統合的な FA システムになる。

理由により，空気輸送が有利な場合が多い。しコンテナシステムの導入により，以下の効果

かし製品の入れ替わりが激しい食品業界においが期待できる。て多品種少量生産が要求される業態も少なくな（1）生産性向上

い。特に，クロスコンタミネーションの許容レ原料，製品あるいは中間製品を貯蔵するコベルが厳しくない場合は良いが，アレルゲン物ンテナを一時保管することにより，工程間の質など微量の異種製品混入が問題になる場合時間的制約から解放され，フレキシブルな製は，状況が一変する。空気輸送ラインを，製品造をすることができる。

切替のたびに清掃するとなると，多大な労力と・紙袋原料は，手隙時間に袋単位でコンテナ時間がかかるばかりでなく，完全な清掃は困難に投入し，切込作業の効率化を図る。（コである。または，空気輸送ラインを品種ごとにンテナに投入された原料は，製造ラインに専用化せざるを得ず，たいへんな設備コストが自動計量排出される。）理想的には原料かかることになる。

メーカーと提携し，コンテナにより原料をIBC（Intermediate Bulk Container）とは，10・2010

納入させると，切込作業がなく，異物混入—67—リスクもなくなる。また紙袋など廃棄物の低減となり，地球環境維持や経済性向上につながる。

3－2

マトコン IBC システム

マトコン IBC システムは英国マトコン社の・下流工程の処理能力が低かったり，トラブコンテナシステムである。当社は英国マトコンルのため運転が停止した場合も，上流工程社とエンジニアリング契約を結び，2002 年よの製造スケジュールに影響がない。（上流り国内においてマトコン IBC システムを販売

工程の中間製品をまとめて製造，コンテナしている。医薬，金属，電子材料など非食品産に貯蔵し一時保管する。）

業と並び，食品メーカーにも多くのシステムを・品種切替は，コンテナを交換するだけ（設納入してきた。

備洗浄は最小限）になり，空気輸送の配管（1）マトコン IBC洗浄などがなく，切替時間を短縮できる。

コンテナ容器の容量は 500～2500［L］を標（使用済みコンテナは，製造を中断するこ準とする。コンテナの材質は SUS304，SUS316となく，別の場所で洗浄する。）

が主流だが，ポリエチレン，帯電防止ポリエチ（2）品種切替時のクロスコンタミネーション防止

レンのものもある（写真 7 ，8 ）。また容器表面・コンテナによる粉粒体輸送により，空気輸仕上，フレーム形状，排出口径など，用途に応送配管など，クロスコンタミネーションのじ仕様を選定できる。ドラム缶と同じサイズの原因となる固定設備を最小限に抑えることコンテナ（150～450［L］）もある（写真 9 ）。

ができる。
・周辺装置を含めたコンテナシステムの機能により，混合や計量など，多くの単位操作をカバーすることができ，装置点数を削減し，シンプルな設備にすることができる。
（3）ロット管理・コンテナハンドリングは，ロット管理しやすいシステムであり，トレーサビリティー

写真７
金属コンテナ

写真８
写真９PE コンテナ ドラム缶サイズコンテナ

管理は容易となる。
（4）密閉性の確保
粉粒体経路の密閉性を確保しやすい。
・窒素ガスなどにより，コンテナ内部を陽圧コンテナ底部に円錐状のバルブ（以下コーンに保つことにより，長期保管や長距離輸送バルブと称する。）がセットされ，コーンバルを行っても酸化，吸湿，などの製品変質をブを上下することにより，コーンバルブとコン防ぐことができる。

テナの隙間を開閉し，粉粒体の排出と停止を実（5）FA 化省人化現する（図 7 ，8）。排出口径を大きくとれ，ほ・AGV，自動倉庫などのマテハン機器とコ

とんどの粉粒体に対し，安定したマスフロー排ンテナシステムを組合わせることにより，出を得ることができる。従い，混合粉粒体の偏工場の FA 化省人化を図りやすい。

析などの問題も起こりにくい。計量排出，排出—68—

食品機械装置

流量調整，排出途中停止，など排出のフレキシションを加えることによりコンテナ内部の粉粒ビリティーが高い。もともとサイロなどの排出体に流動性を与えることもできる（図 9 ）。

装置として開発されたコーンバルブが，コンテナシステムに応用された。
安定した排出を得ることは，コンテナシステムの基本であると言える。

図７
コンテナ底部のコーンバルブ

図８
排出ステーション

IBC をステーション上に移動

IBC とステーションがドッキング

連続モードで排出

パルスモードで排出

IBC 内の粉粒体を完全排出

空 IBC をステーションから移動

図９

ドッキング→排出→アンドッキング

マトコンの特長は以下の通りである。
・特殊エアーアクチュエーター採用により，（2）コーンバルブと排出ステーション
コンテナの底部にはコーンバルブがある。コ
ンテナを排出ステーションの上にセットすることにより，コンテナの中の粉粒体を排出することができる。排出ステーションにはプローブと呼ばれる円錐形のエアー駆動部品が装備されている。コンテナのコーンバルブをこのプローブの上に重ねるように，コンテナを排出ステーションにセットする。プローブがコーンバルブコーンバルブを上下する力が強い。（コーンバルブの俊敏な動作は高比重粉粒体の排出や微量の制御排出に有効である。）
・プローブに内部バイブレーターを装備し，粉粒体の閉塞を回避する。
・CIP（Cleaning In Place）自動洗浄に対応している。
・外部信号により，コーンバルブを上下するストロークを調整できる。

をしっかり掴み，一体となる。この後，エアー（3）周辺装置による機能アクチュエーターがプローブと一体となった①排出ステーション

コーンバルブを押しあげ，コンテナとコーンバ

前出の通り，排出ステーションはコンテナルブとの間に隙間が生じ，コンテナの中の粉粒に貯蔵した粉粒体を排出するための，マトコ体が排出される。プローブの上昇と下降の繰りン IBC システムの最も重要な周辺装置であかえしにより，コンテナ内部の粉粒体に振動がるが，ロードセルを装備することにより，計加わり，安定した排出が実現される。プローブ量機能を持たせることができる。排出重量管内部には内部バイブレーターが装備されてお理，途中排出停止制御などに使用できる。複り，必要に応じ，コーンバルブにバイブレー数のコンテナと計量機能を組合わせ，配合シ

10・2010—69—

ステムを組むこともできる。またフィード替でき，混合後も，下流工程にそのままコンバック制御により，排出開度，開閉時間インテナで搬送できる（写真 10 ）。

ターバルなどを制御し，流量調整機能を持たせることができるシステムもある。
②ブレンダー（4）まとめ粉粒体を扱う食品工場において品種切替がフレキシブルであり，クロスコンタミネーション

前出の配合システムなどを用い，配合割合の防止が図れ，トレーサビリティーシステムがに基づき複数の原料を，あるコンテナに充填構築しやすい粉粒体搬送手段としてコンテナシ計量した後に混合する工程があるとする。こステムが注目されている。の配合製品をミキサーに排出投入し，混合すなかでも，マトコン IBC，マトコン排出スるケースを考えると，品種切替時にミキサーテーション，マトコンブレンダーは，多くの粉の洗浄時間も，品種切替時間に加わることに粒体ハンドリングの実績があり，今後も，広くなる。しかし，ブレンダーを導入すると，設利用が期待されるシステムである。

備をシンプルにできる。コンテナをカセット式にブレンダーにセットし，コンテナごと回4おわりに転し混合する。コンテナの入替だけで品種切以上，食品粉体の製造工程における安全性向上のための技術および機器を紹介した。
コンテナシステム導入にあたっては，導入の目的を明確にし，ユーザーの生産計画と運用を考慮した，適切なシステム設計なくしては，コンテナシステムの十分な導入効果は得られない。規模の違いはあれ，インラインシフターを含む排出・計量・異物除去設備にも，生産に合致した設備計画は必要である。
当社は食品と粉体に関連したプラント建設を本業とする会社である。
紹介した技術および機器のほか，経験を生かしたプラントエンジニアリング業務により，食写真 10—70—

ブレンダーの安全・安心の取り組みに貢献していきたい。

食品機械装置