July 2018

JFEテクノリサーチ株式会社

小特集：食品・バイオ評価技術

制 御 盤
液晶モニター

近赤外ライン照明

近赤外3波長ライン
センサカメラ食品（乾燥ネギ）

近赤外3波長カメラ画像

異物（樹脂片） 20mm

（疑似カラー表示）

異物検出画像照明電源
異物判定

搬送コンベア

異物検出接点信号

カラーカメラ画像
PC

食品

No.56

カメラ電源

異物異物を食品と分離して検出

図３ 乾燥ネギ中の異物検査例

図１ 異物検査装置の概要

カラーカメラ画像
食品（ひじき）近赤外3波長カメラ画像

異物検出画像異物判定

20mm
異物（樹脂片）（ゴム片）異物

異物を食品と分離して検出

図4 ひじき中の異物検査例

図２ 検査画面および設定画面例

小 特 集 食品・バイオ評価技術

食品の異物検査装置
近赤外3波長カメラを用いた食品中の異物検査装置

Near Infrared Inspection System for Foreign Objects in Food Products
はじめに品を高速で安全に検査できます。

者を分離して検知できることがわかり

食品業界では、製造工程中に混入す本装置の検査画面および設定画面のます。本装置はこの他、食品の水分量る異物を発見・除去することが非常に重例を図2に示します。本例のように近赤の相違や腐敗状況の検査へも適用でき要です。このため、金属探知機や色彩外と可視のカメラを併用する構成による可能性があります。

選別機などの検査装置が導入されていり、色彩と成分の違いから広範囲の異おわりにますが、食品と同色の非金属異物（樹脂物を検査することも可能です。また、異など）は検出が困難でした。
当社では、同色非金属の異物検出が可能な異物検査装置を開発しました。
食品の異物検査装置

当社では長年に亘り、お客様のご要物検出閾値や判別パラメータの調整も望に応じてカスタマイズした各種検査容易に行うことができます。

システムを開発しており、多数の販売

食品中の異物検査例実績があります。食品中の異物検査で乾燥ネギに混入した異物（白色樹脂）、 お困りのことがあれば、お気軽にご相開発した装置の概要を図1に示しまおよびひじきに混入した異物（黒色樹脂す。本装置は近赤外の特定3波長成分とゴム片）の検査例をそれぞれ図3、図4を検知する独自のカメラを用いており、 に示します。通常のカラーカメラでは、談ください。
お問合せ先：

水分や成分の違いから、異物を検出す

食品と異物の色が類似しているため識ることができます。放射線やレーザな別が困難ですが、本装置では赤外吸収

奥野 眞

波長の相違を解析することにより、両

ma-okuno@jfe-tec.co.jp

どを使用しないため、コンベア上の食計測・プロセスソリューション本部 計測機器開発センター

小 特 集 食品・バイオ評価技術

Rapid Analysis of Antibacterial and Antifungal Activity

抗菌・抗カビ試験の迅速化ます。当社では、微量なカビの検出に短縮し、短期間での評価が必要なご依

分析ソリューション本部・先端医薬分析・解析センター

ATP法を適用することで、この期間を頼にも迅速にお応えできるようになり半日に短縮させました。

ました。当社では、この他にも細菌や阿部 智行

to-abe@jfe-tec.co.jp
はじめにATP法の測定原理を図1に示します。 カビを用いた抗菌・抗カビ試験を多数実施しておりますので、ぜひお問い合わ

ATPとは、生命活動のエネルギー源となる物質で、全ての生物中に存在します。 せください。
ATPに、ホタルの発光酵素であが形成されています。工業製品や繊維るルシフェラーゼを反応させる製品の細菌やカビに対する抵抗性の評と、数秒内に発光が誘導されま価には、日本工業規格（JIS）に規定されす。この発光は、検出器で高感た試験法があります。今回、当社で実度に検出することができるため、施している抗菌・抗カビ試験に、アデノ微量な生物量を迅速に定量する

シン三リン酸（ATP）法を取り入れ、試ことが可能となります。

験の迅速化を図りましたのでご紹介し量はカビ胞子数と良好な相関性

抗カビ試験の迅速化が認められ、かつATP法では100各種素材・材料、製品の抗カビ試験個という微量のカビを検出可能

では、試験片に試験カビを塗布してかでした。 一 方、100個 のカビはら抗カビ性を判定するまでに、約一ヶそのままでは目視できないため、月の期間が必要でした。試験に時間が従来法の肉眼観察による判定にかかる要因としては、試験片の抗カビは、さらに数日間の培養が必要性に抵抗して増殖してくるカビを肉眼となります。

観察で判定するために、数日から数週おわりに

小 特 集 食品・バイオ評価技術

発光量を測定数秒で発光

光＋
ルシフェラーゼ

図1 ATP法の測定原理

図2に示すように、ATPの発光ます。

間の培養が必要であることがあげられカビからATPを抽出れ、年間1兆円を超える巨大な国内市場

108

発光量（RLU）

近年、抗菌・抗カビ加工製品が注目さ

R2 = 1.000

106
半日で判定可104

寒天培地に接種時肉眼観察で判定

数日間培養

102
ATP法
培養法
1101102103（イメージ写真）105107109

カビ胞子数（個/mL）

このように試験期間を大幅に

図2 カビ胞子数と発光量（ATP量）の相関性

Evaluation of Effective Treatment Technique for Biomass Raw Materials

バイオマス原料の有効利用技術の評価〜原料に適したメタン発酵法または直接燃焼法の選定・評価〜
計測・プロセスソリューション本部 プロセス技術センター

深田 尚平

fukada@jfe-tec.co.jp
はじめに

メタン発酵試験（写真1）

この方式は、（1）
燃料適合性が高い、（2）

メタン発酵は、（1）有機物からメタン環境負荷が低い（800 ～ 900℃の比較的ガスとしてエネルギー回収ができる、低い燃焼温度でNOx発生抑制）、（3）低（2）廃棄物の減容化ができる、（3）非燃空気比燃焼が可能、（4）
設備の経済性が焼方式で有害物質が発生しない、など高い、という利点を有しています。の利点を有しています。

燃焼試験を行うことで、空気比およメタン発酵試験を行うことで、原料び燃焼温度に応じた、排ガス性状およあたりのガス発生量、消化率などを調び燃焼灰組成などを確認することがでバイオマス原料を利用して発電した

査でき、適正発酵条件の決定とその時きます。

電力は、再生可能エネルギーの固定価の発酵性能を確認することができます。

おわりに格買取制度（FIT）適用の電力単価で買循環流動層（CFB）
燃焼試験
（写真2）

い取られることから、多くの発電事業が計画されています。
当社では、お客様のバイオマス原料CFB（Circulating Fluidized Bed）燃焼

すでにメタン発酵法または燃焼法を選定されているお客様も、それぞれのは、原料と流動媒体を燃焼空気によっ試験による調査・検討を実施いたしますて流動化する流動層燃焼の一種です。

ので、お気軽にご相談ください。に適する処理技術（メタン発酵法または直接燃焼法）を選定し、評価いたします。
原料の分析・調査
まず、お客様のバイオマス原料の成分分析および物性計測を通じて、メタン発酵原料としての特性、燃焼原料としての特性を把握します。さらに、お客様のご要望、処理環境および既設設備も加味して、どちらの処理技術が有効かを決定し、試験を行います。

写真1

メタン発酵試験装置

2

写真2

循環流動層燃焼試験装置

小 特 集 食品・バイオ評価技術

Particle-fluid Flow Simulation of Particulates using Computational Fluid Dynamics (CFD) and/or Discrete Element Method (DEM)

粉粒体の流動解析〜数値流体力学（CFD）と離散要素法（DEM）による粒子挙動解析〜
計測・プロセスソリューション本部 CAEセンター

佐藤 宣寿

n-sato@jfe-tec.co.jp
はじめに

食品・バイオ分野の製造プロセスでは子モデルを適用し、粒子と流体の運動、 布もあり、さらに計算上の粒子数の制伝熱、および液滴の相変化（蒸発）を連限があるため、計算粒子の調整が非常成して解析します。に重要です。
おわりにその結果、粒子軌跡のほか、粒径やこのように、上記の解析はさまざま

含水率の変化、気流の温度・湿度分布を予測・評価することができます。

な粉粒体プロセスに適用できます。食

離散要素法による解析

品・バイオ製品の効率的な生産に向けての解析をお気軽にお問合せください。

粒子濃度が濃厚な系では、粒子同士多くの粉体・粒状体が扱われています。

および粒子と壁の衝

粉粒体の動きを再現する流動解析によ突・接触が無視できり、運転条件の最適化、装置の改善・スず、これらの相互作ケールアップ検討の効率化が期待でき用を考慮する必要がます。

あります。

当社では、粉粒体流動解析に2つの手そのような粒子の法を用いることで、表1に示す広範囲の扱いに適した離散要対象を解析することが可能です。

素法（DEM）による容数値流体力学に基づく解析

器内の粉体挙動の解表1 当社における粉粒体流動解析の実施状況（抜粋）

分散した粒子は周囲流体の影響を受けす。安息角を調整しるため、流体挙動を考慮した粒子挙動た2種 類 の 計 算 粒 子

解析が必要です。

を用いることにより、粉体の排出速度や流動パターンの違いを機の解析例を図1に示します。熱風中に評価できます。

噴霧した液滴が蒸発し、粉体を生成す

なお、実際の粒子る過程を模擬しています。質点系の粒は非球形で、粒度分

解析対象

希薄系

サイクロン、噴霧乾燥、配管磨耗、粉塵飛散、など

濃厚系

離散要素法（DEM）または、 粉 体排出、流動層、配管閉塞、
CFM-DEM 連成
粒子コーティング、など

液滴噴霧

27°

42°

安息角小安息角大チャンバー

析 例 を図2に 示しま

数値流体力学（CFD）に基づく粒子 ‐解析手法
数値流体力学（CFD）に基づく粒子 – 流体解析

熱風

粒子濃度が希薄な系では、流体中に流体シミュレーションによる噴霧乾燥

分類

円筒容器

水分蒸発
粒子の軌跡
粉体生成

重力
小

ガス、
粒子

大
含水率

図1 噴霧乾燥機の解析例（含水率で色づけした粒子軌跡）

排出速度大粒子に色をつけて流動状況を可視化（初期状態で2色に縞状に色分け）

排出速度小図2 容器からの粉体排出挙動の解析例（計算粒子の2色表示）

Measurement Example of Horizontal Flying Velocity of Crashed Stone for Gravel Test

グラベロ試験における砕石の水平方向飛翔速度計測事例

機能材料ソリューション本部 耐候性評価センター

村瀬 正次、荒砂 貴司、宮原 良太

でき、砕石の場合には概略速度が求め測ご希望の場合には、本方法にて計測られます。更に別の衝突物の速度を計が可能です。お気軽にお問合せ下さい。

＜射出物＞砕石（6号、7号）

高速度カメラm-murase@jfe-tec.co.jp

グラベロ試験機

グラベロ試験は、砕石等を圧縮空気と共に対象試験材に吹き付け、試験材の物理的損傷（傷、割れ等）を調査する

玄武岩砕石6号→5～13mm

玄武岩砕石7号→2.5～5mm

試験方法です。これら試験において砕石等の速度は従来不明でしたが、高速度カメラを利用し、移動距離と時間か距離350mm

らその速度を計測する事が可能となりました。例として図1に示すように、6、

図1 グラベロ試験機の飛翔体（砕石）の速度計測例

7号砕石を使用した場合のグラベロ試験均速度を計測しました。図2には、6号砕石（代表サイズ5 ～ 13mm）、7号砕石（代表サイズ2.5 ～ 5mm）の計測された平計測速度/ km・h-1

ら撮影する事で衝突前の砕石飛翔の平計測速度（km・h-1）

機から射出される砕石の軌跡を直上か均速度を示します。平均速度は、石のサイズと空気圧力に依存している事が判ります。これらは、サイズ・圧空圧力をパラメーターとして図3のように整理

射出圧/ kPa

図2 各砕石の計測速度と砕石代表サイズおよび射出圧力の関係

3

C・P0.5・D-0.5

図3 計測速度と射出パラメーターでの整理（P:射出圧力（kPa）, D:砕石代表サイズ（mm）, C:Const）

Internal Pressure Creep Test

内圧クリープ試験

また、通常の単軸クリープ試験と異～高温配管長期信頼性試験～なり、周方向、軸方向及び径方向の各構造材料ソリューション本部 耐熱・疲労評価センター

糟谷 和幸kasuya@jfe-tec.co.jp
はじめに応力成分が混在した内圧管特有の多軸応力状態での、クリープ変形や損傷発生の評価が可能です。
内圧クリープ試験では、これらの因火力発電プラント等に使用される耐子によるクリープ変形やクリープ損傷熱部材には高い信頼性が要求され、高への影響を確認できることから、内圧温強度評価および経年劣化評価技術が管の高温強度評価や経年劣化評価に有必要となります。内圧クリープ試験は、用な試験となります。

ボイラ用鋼管などの実機内圧管の構造・内圧クリープ試験機の仕様

表面欠陥・応力分布を模擬することが可雰囲気能であり、長時間高温強度の評価に有試験片外径： 最大60mmφ用なデータの取得ができます。

試験温度 ： 300 ～ 900℃

内圧クリープ試験とは圧力用鋼管などの円筒管に、高温炉中で水＊： 最大60MPa（水圧）加圧制御 ： 水圧ポンプにミーゼス相当応力よる
台数： 6台内圧クリープ試験では、実管を用い内圧クリープ試験は、ボイることができ、管の内外表面層の酸化ラ用鋼管のみならず各種内圧スケールや疵、溶接部やその欠陥等を、管のクリープ挙動評価に有用そのまま残した状態での鋼管の評価がな試験です。検討の際は、是可能です。

非お声かけください。

外径/内径＝1.5、ｸﾘｰﾌﾟ指数n＝5の時の分布例

3

おわりにる試験です。

写真2 試験片＊ 最大圧力増強を検討中による内圧を加え、クリープ破壊に至るまでの時間および破壊形態を評価す： 大気（外面）

応力 / 内圧p

当社の内圧クリープ試験は、ボイラ

写真1 試験機

21

周方向応力
軸方向応力

0

径方向応力-1↑内表面↑外表面

図1 内圧クリープ条件での応力分布

To p i c s

当社フェローが文部科学大臣表彰科学技術賞を受賞

お 問 い 合 わせ先【営業本部】

当社経営企画部の藤田栄フェローが、「表面処理鋼板の耐食設計【営業総括部】に係わる開発」の業績により、「平成30年度科学技術分野の文部科学

TEL:03-3510-3833 FAX:03-3510-3799【営業企画部】

TEL:03-3510-3827 FAX:03-3510-3799

大臣表彰科学技術賞」を受賞しました。
藤田フェローは一貫して表面処理鋼板の腐食寿命予測技術の開発に取組み、亜鉛系めっき鋼板の腐食寿命を決定する4段階の腐食過程を発案、さらに腐食試験法と実環境腐食との相関関係を明らかにし、自動車用鋼板について実車腐食と相関性の高い試験法の選定基準を確立、自動車メーカーに信頼性の高い表面処理鋼板を提供で

東北支所

TEL:022-211-8280 FAX:022-211-8281

宇都宮支所

TEL:028-613-1077 FAX:028-613-1078【東日本第2営業部】 TEL:03-3510-3801 FAX:03-3510-3799
川崎支所

TEL:044-322-6200 FAX:044-322-6528

きるようにいたしました。また、【名古屋営業部】 TEL:052-561-8630 FAX:052-561-8650

家電用腐食試験法の規格化（ISO【大阪営業部】

TEL:06-6534-7631 FAX:06-6534-7639

16539）に貢献することにより信

神戸支所

TEL:078-304-5722 FAX:078-304-5723

頼性の高い家電用表面処理鋼板

倉敷支所

TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618の提供を可能とし、併せて土木

福山支所

TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989

建築分野では信頼性の高い鉄鋼

九州支所

TEL:092-263-1461 FAX:092-263-1462

系社会資本材料を提供できるよ
科学技術賞を受賞した 経営企画部 藤田栄フェロー【東日本第1営業部】 TEL:03-3510-3801 FAX:03-3510-3799

詳しくは、当社ホームページでhttps://www.jfe-tec.co.jp

うにいたしました。

◆このパンフレットの送付中止、宛名変更は jfetecsalesmarketing@jfe-tec.co.jp へご連絡ください
伸夫
JFE-TEC News 〈 2 0 1 8 〉 発行人／山上
発行所／JFEテクノリサーチ株式会社 営業総括部

No.56

2018年7月発行〒100-0004 東京都千代田区大手町2－7－1（JFE商事ビル7F）
0120-643-777
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