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汚染防止のための設計

汚染防止のための設計

汚染は、ほとんどの産業プロセスに影響を与える可能性があり、生産の中止・コスト高な除染・評判の喪失・顧客の不満につながる恐れがあります。

最も高いプロファイルリスクは食品・飲料産業に対するものです。残念ながら、長年にわたり、汚染された食料品が消費者市場に放出されるという事例が数多くありますが、同様の考慮すべき状況が食品・飲料産業だけでなく、薬物製造・化学産業・鉱業にまで広がっています。実際、複雑な製造プロセスは何らかの汚染リスクの影響を受けやすい状況にあります。

 汚染防止は緊急の除染作業だと考えられ、それをサポートする幅広い製品・技術・テクノロジーが存在します。しかし、緊急除染作業が行われた時点で、損害がすでに発生している可能性があります。工場は停止し、製造バッチは無駄になり、顧客に失望を与える恐れがあります。

汚染防止は後付けであってはなりません。できるだけ多くの汚染源を取り除くという明確な意図を持って、機器を設計できます。以下の要件を考慮して設計された機器は、プロセスをリスクにさらす汚染の回避に役立ちます。

  • 清掃が簡単
  • 侵入と漏出を防止
  • 汚染を簡単に検出
  • 清掃手順がシンプル

製造工程での汚染を防止する最も簡単な方法の1つは、工場環境を清潔に保つことです。このような環境で使用される大部分の機器は、水洗いできるように特殊設計されますが、細部にまで注意すると汚染防止がより簡単になります。材質と部品を適切に選択すると、設備の準備が万全になります。

ステンレススチールが食品・飲料用途で長く使用されてきたのには、もっともな理由があります。現在市販されているステンレススチール製エンクロージャは、安定性・強度に優れ、簡単に洗浄できます。IP66等級の防水性能を備えており、清掃がさらに容易になっています。絶好の例は、Rittal AEシリーズ(784-6121)の、繊細な電子機器を保護するのにぴったりな幅広い304ステンレススチール製壁面ボックスです。 

 図1: RittalエンクロージャAEシリーズ 

ケーブルをエンクロージャに出し入れできる開口部についても、慎重に検討する必要があります。通常の方法は、ケーブルをエンクロージャの壁に通しながら、エンクロージャ自体の密閉状態を保つことができるグランドを使用します。ドイツメーカーのLappは最近、この用途に適した最新のSKINTOPケーブルグランドを発表しました。グランド自体(796-0044)は、ステンレススチール製で、水分・ほこりの蓄積、汚染又は残飯を最小にするスムースプロファイルを目指して設計されています。高度な環境保護を実現するゴム製シールはシリコン素材で、食品・飲料用途でよく使用される青色で提供されています。不適切な使用でシールの一部が破れた場合に、青色なら簡単にそれを識別できます。

同様の考慮事項をケーブル自体に適用する必要があります。使用されるケーブルが機械的にも科学的にも使用環境に耐えられることと、ケーブル自体が汚染源にならないことが極めて重要です。LAPP Olflexケーブル(800-3280)は、食品業界専用に設計されています。溶剤を用いる蒸気洗浄に耐えられるように、物理的に強固で柔軟性に優れた構成材料が選ばれました。

一部の用途では、グランドなどの固定ケーブルインレットの使用は実用的ではなく、コネクタを使用する必要があります。ケーブルグランドと同じ設計特性の多くを、コネクタでも見ることができます。例えば、大手メーカーHARTINGのF&Bシリーズのコネクタがそうです。ステンレススチールではなく食品用ポリプロピレンで製造されたコネクタは、IP69Kの密閉性能を備え、高圧噴霧を使用して機械を清掃する場合に理想的なコネクタになります。F&Bコネクタは、市場をリードするHanコネクタシリーズのインサートとともに使用するように設計されているため、非常に幅広い用途で利用できます。

 図2: HARTING F&Bコネクタシリーズ

オペレータが加工装置を制御する必要がある場合は、幅広いテクノロジーのさまざまなスイッチが存在します。抗菌性のコーティングが施された薄膜スイッチから、ステンレススチールで作られた密閉性のあるキーパッドまで揃っており、適切なソリューションを見つけることができます。スイッチメーカーのAPEMでは、さまざまなステンレススチール製ピエゾスイッチ(691-9575)を取り揃えています。ピエゾスイッチはパーツを移動しなくても機能します。つまりピエゾテクノロジーベースのスイッチは完全に密閉でき、汚染の影響を受けやすい環境に理想的です。

図3: APEMピエゾスイッチ

このような機器の設計者及びオペレータの最善の努力に関わらず、問題が発生することがあります。しかし問題が発生する可能性を考えることで、混乱を最小限にとどめるような機器を設計できます。プラスチック製やゴム製の部品は、継続的な使用により破損する場合があり、破損の確認が非常に難しい場合があります。食品製造環境では、金属部品が食品に混在していないことを確認するために、X線検査が使用されることがあります。金属を含有して設計されたプラスチック製品を選ぶと、X線検査で確認することができます。例えば、HellermannTytonでは、金属を含有させることで磁気を持たせたケーブルタイMCTSシリーズ(832-6993)を製造しています。他の解決策として、識別と除去を簡素化するため、水に浮くプラスチック製の製品を選ぶ方法もあります。

汚染防止の手段が清掃とは限りません。これまで説明してきたとおり、賢明な設計ではあらゆるシステムの中心部に汚染防止を組み込むことができます。適切な材料を選択するか、最新のテクニックを使用するかにかかわらず、製造環境を安全に保つ多くの方法が存在します。 

Connector Geek is Dave in real life. With over 26 years in the industry, Dave likes talking about connectors almost as much as being a Dad to his two kids. He may still be a kid at heart himself...