カパーストリーム 銅管広報ウェブマガジン

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カパーストリーム

vol.16 ● Page.1

16Vol.

2017.08

Z oom Up
Copper製 糖 工 程 の
熱交換用伝熱管腐食に悩む製糖装置の伝熱管にキュプロニッケル管を採用
沖縄県の地域経済を支える重要な産業である製糖業。沖縄本島や各島に広がるさとうきび畑は、県内の耕地面積の約半分を占めるといわれ 、栽 培に約７割の農家が携わっている。製糖関連工場も分蜜糖工場が９つ、含蜜糖工場も８つと多い。

そんな沖縄県の製糖業界が抱える悩みが「製糖工程の各装置に使用している熱交換用伝熱管に、どの管材を選択するか」である。
これまで黄銅管などを採用してきたが、工場によっては腐食により短期間で交換しなければならない場合もあった。腐食対策と伝熱性、■沖縄県の製糖工場分布図● 分蜜糖（粗糖）工場：9工場● 含蜜糖（黒糖）工場：8工場

伊平屋島伊是名島

伊江島
粟国島
沖縄本島
久米島
北大東島

この両方を満たす管材を求め、たどり着いたのが使用環境に適した黄銅管の選択と「キュプロニッケル管」の採用である。

南大東島

白銅と呼ばれるこの銅合 金は、伝熱 性、展 延性に優れ 、淡水、海水への耐食性が良く伝熱管として多用されている。

現在、沖縄では管材の更新時期がくると、キュプロニッケル管に切り換える工場が増えていると聞く。沖縄 製糖業の現場を訪ね、実際にどのようにキュプロニッケル管を使用し、評価されているのかを伺ってみた。

石垣島

伊良部島

西表島
与那国島

波照間島 小浜島

多良間島

宮古島

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腐食に悩む製糖装置の伝熱管にキュプロニッケル管を採用

製糖工程で効率的な加熱が必要な各装置に長年、伝熱性に優れた黄銅管を使用
梅雨明けやらぬ東京を発ち、沖縄へ。

氷 砂 糖 、液 糖（ガムシロップな７月初 旬 の 沖 縄 は 、すでに気 温 は 連ど）、さらに見た目は白より茶色

日3 5℃近くまで上がり夏 真っただ中。

といった三温糖などもある。

ジャージャーと激しく鳴くクマゼミの声

では、製糖のどの工程・装置をシャワーのように浴びながら、那 覇に銅 合 金 管 が 使 用されている市内の日本分蜜糖工業会へと向かう。のだろう。

日本分蜜糖工業会は、さとうきびを「 製 糖 工 程では、さとうきび原 料とした白糖などの製 糖 業 者が 会を圧搾し搾り汁を取り出した後、員で、8社9工場で構成されている。ま清浄、濃縮、結晶の工程に移りずお聞きしたいのは「 分 蜜 糖 」とはな

ますが 、その際 、搾り汁を素 早にかだ。

く加 熱する必 要があります。これら工ホールなどの問 題で短 期 間で交 換が「 製 糖は、大きく分 蜜 糖と含 蜜 糖に程の各 装 置の熱 交 換用 伝 熱 管に、黄必要になると困っている会員もいまし分かれます。簡単に言えば、さとうきび銅管を使用してきました。銅は、他の管た。原因もはっきりせず、とりあえず耐の搾り汁を加熱・濃縮してそのまま使材に比べ伝 熱 性が良く生 産 効 率を高久 性のあるステンレスにしてはといううのが含蜜糖で、黒砂糖などの原料にめることができるからです」

意見も出ましたが、伝熱性を比較する

日本分蜜糖工業会
総務課長 金城 充氏

日本分蜜糖工業会
業務課長 池間 智政氏なります。一方、分蜜糖は、さらに製造沖縄の製糖業界にキュプロニッケルとやはり黄銅の方がはるかに優れてい工程で一手間かけ、結晶・分離させた管を採用・普及させたのは日本分蜜糖ます。なんとか解決できないだろうかともので、白砂糖などの原料になります」

工 業 会である。その実 績を評 価し、日悩んでいた時 、伸 銅メーカーから、使と総務課長の金城（きんじょう） 充氏

本銅センターは第44回日本銅センタ

用環境に合わせた黄銅管の採用とキュと業務課長の池間 智政氏。

ー賞を贈呈した。では、どうして黄銅管プロニッケル管の提案があったのです。

からキュプロニッケル管への切替を検そこで、伸銅メーカーに腐食の原因をのは、あくまで原料。
これを本土のメー討することになったのか。

探ってもらい、いかに銅合金が製糖用カー が 最 終 製 品 化する。製 品 は 実 に「会員たちは、長年、製糖装置に黄銅伝熱管に適しているかを講習会で説明多彩でグラニュー糖、上白糖、角砂糖、管を使い続けていますが、中にはピンしてもらうことにしたのです」

沖 縄の分 蜜 糖 会 社 がつくっている

さとうきびの製 糖 工 程

この工程の装置に効率的に加熱できる伝熱管が必要

ジュースヒーター

効用缶糖みつ結晶缶

圧搾

清浄

濃縮

結晶

分離

さとうきびを細かく砕き糖汁を搾る

不純物を沈殿させ取り除く

減圧下で糖汁を沸騰させ濃縮

ショ糖分を結晶させる

ショ糖と糖みつに分離させ完成

含蜜糖

この段階で冷却すると黒糖になる

分蜜糖

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腐食に悩む製糖装置の伝熱管にキュプロニッケル管を採用

腐食の原因を調査し、各使用環境に適した管材選びなどの対策をレクチャー
耐食性に優れた黄銅を使用している腐食の遠因ともなるため、工場では頻のに、なぜ腐食が発生しているのか。伸

繁に洗浄を行っている。その際使用す銅メーカーは、各工場を訪ねて腐食のるブラシの毛足は、短毛より長毛の方原因などを調査。黄銅管の使用量に対が 摩 耗 度 合いが 低いことも明らかとして、腐食発生数は僅かではあったが、なった。

被害程度を考えると重大な問題である「黄銅管を使うにしても使用環境にと判断し、さらに具体的な原因と対策適した規 格のものを選ぶこと。さらにを追求した。

劣 悪 な 使 用 環 境 の 場 合 は 、キュプロ

その結果、各工場の使用環境によりニッケル管の使用を検討するなど、ケ「応力腐食割れ、脱亜鉛腐食、アンモニースバイケースの判断が大切というこアアタック」などが発生していたことがとでした。こうした調 査 報 告と説 明を判明。
これに対応するため、表Aの①〜講習会で行ってもらい、各工場の製糖③の対策を講じることが肝要と言う結現場にどのような管材が適しているか論に達した。また、さとうきびの刈り入を、具体的な表Bにして、わかりやすくれの機械化により、いままでの手作業説 明してもらいました。これを機に会に比べ、さとうきびと共に少なからず員の多くが、ジュースヒーター、効用缶、土砂が含まれてしまい、それを圧搾（細結晶缶などの製糖工程の各装置の管かく砕き、糖汁を搾る工程）
していたこ

材を更新する際に、黄銅管の管種変更とが、管内汚れの原因とわかった。

やキュプロニッケル管への切り換えを管内が汚れると伝熱性が落ちたり、
表A

vol.16 ● Page.3はじめたのです」

さとうきび栽培をLOOK! 安定させた

世界有数の地下ダム

沖縄製糖
株式会社
専務取締役
工場長
砂川 玄悠氏現 在 、国内で生 産される砂 糖の原料は年間約81万t。そのうち約7万tが沖縄産で、北海道、鹿児島に次いで多い。
「いくらさとうきびが沖縄の気候に合う作物と言っても、水をきちんと確保できなければ安定した栽培は難しい」と
沖縄製糖株式会社 専務取締役工場長の砂川 玄悠氏。
宮古島には年間約3.6億tもの雨が降るが、水を通しやすい琉球石灰岩層のため、約1.4億tが地下水となり海へ流れ出てしまい、慢性的な水不足に悩んでいた。そこで地下にコンクリートの壁を築

腐食内容と対策き、福里に貯水量約１０５０万t、① 応力腐食割れ

適切な熱処理により残留応力を除去した黄銅管を使用。

② 脱亜鉛腐食

亜鉛含有量20%以下（例C2400）の黄銅管を選定。

砂川に約９５０万tと世界有数の③ アンモニアアタック銅ニッケル系合金（キュプロニッケル）を選定。

地 下ダムを建 造した。
「ダムから※銅合金管内面の摩耗抑制には、長毛ブラシの使用が有効。

所あるファームポンドと呼ぶ巨大

表B

製糖用伝熱管腐食発生状況と推奨材

製糖工場

現状
使用材質

応力腐食割れ

脱亜鉛腐食

アンモニアアタック

材質

A

C2700

—

●

—

C2400

亜鉛含有量小B

C2600
C2700

●

●

—

C2700
残留応力除去品

残留応力除去C

C2700

●

—

—

D

C2600
C2700

●

●

—

C2700
残留応力除去品

E

C2600

●

●

●

C2700
残留応力除去品●

C2700
残留応力除去品

F

C2700

●

確認された腐食●汲み上げた地下水は、島内に６ヵ推奨材な貯水タンクに貯めておきます。
推奨理由

C2700
残留応力除去品

残留応力除去

C2400

亜鉛含有量小C7060

C7060

残留応力除去残留応力除去
耐食性良好
残留応力除去耐食性良好

9/1キュプロニッケル管

そこからパイプで各畑に配水し、設置したスプリンクラーで必要な時に散水することができます」

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腐食に悩む製糖装置の伝熱管にキュプロニッケル管を採用

それぞれの工場に最適の管材を選択しより効率的な熱伝導と耐久性を実現
さとうきびの収穫は秋から冬で、夏時 は 、ピンホ ールが 発 生し短場の工場では製糖作業を行わず装置期 間で変えなければなりませをメンテナンスする時期にあたる。
これんでした。
しかし、提案通りキュは装置内部が見られるまたとない機会

プロニッケル管のJIS H3300だと、翌日は、宮古島と伊良部島の会員

C7060に切り換えて２年経ち工場を案内いただくことにした。

ましたが、なにも問題はありま

宮 古 製 糖 株 式 会 社 の 城 辺（ぐすくせん」と取 締 役 総 務 部 長の饒べ）工場では、清浄工程のジュースヒー

平名（のひな）健二氏と工務部ターに、伊良部 工 場では、搾り汁を濃製造課課長の砂川 勝哉氏。

縮する５基の効用缶にキュプロニッケ「ジュースヒーターには、スル管を使用している。

テンレス管を使っていましたが 、いま

宮古製糖株式会社
取締役総務部長
饒平名 健二氏

宮古製糖株式会社
工務部 製造課 課長
砂川 勝哉氏とお二人は口を揃える。

２つの工場の装置の中を見せていたは 効 用 缶と同じ規 格 のキュプロニッ

お話を伺っていると各装置に使用さだいたが、配管された姿はまるで蜂のケル管を使っています。製糖装置の伝れている銅 合 金 管の規 格 型 番まで明巣のようだ。

熱 管は、強 度だけではダメ。やはり伝確に出てくる。会員のみなさんも同じよ「 黄 銅 管 を効 用 缶 に使 用していた

熱効率アップには銅合金でなければ」

うに把握されているのだろうか。
「以前は“新しい黄銅管がほしい”と言うだけで、具体的な規格型番までは注 文していませんでした。しかし伸 銅メーカーから“各工場で製造工程も条件も違うのだから、それぞれの環境に合った規格製品を正しく使用すれば、より長持ちするし効果も高くなる”と聞き、会員に向けてJ I S 規 格の講習会を▲宮古製糖（株）の城辺工場のジュースヒーター
直径38㎜×長さ3,656㎜のキュプロニッケル管を352本使用している。

実施してもらいました」。
日本分蜜糖工業会の中には、製糖技術や設 備に関する最 新 情 報を会員に広める製糖技術研究会があり、砂川氏は、運営委員長を勤めている。
「講習を受けてから会員の意識も変わり、みんな一 所 懸 命に勉 強して、自分の工場・装置に合った規格の銅合金管を注文するようになりました（笑）。

▲宮古製糖（株）の伊良部工場の効用缶１基につき直径50.8㎜×長さ1,586㎜のキュプロニッケル管を798本使用。
５基で計約4,000本にもなる。

まだ経過を見ながらですが、キュプロニッケル管には十分手応えを感じていますよ」とお二人は結ばれた。

銅管広報ウェブマガジン カパーストリーム ● VOL.16［2017 年 8 月配信］
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