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真空ポンプ徹底解説!

真空ポンプとは?

真空ポンプとは、文字通り真空状態を作り出すことができるポンプのことを言います。容器内を大気圧以下の真空状態にして、その状態を維持するために容器内の気体を排出します。
食品製造現場内でも搬送や包装工程において真空状態で作業の必要があるときには真空ポンプは欠かせない装置です。
真空ポンプの中でもドライ真空ポンプは「油を使用せずにクリーンな環境を作り出せる真空ポンプ」といして様々な製造現場で採用が進んでいます。
食品製造現場では、油を使わないドライ真空ポンプの採用が多いためここではドライ真空ポンプの原理や種類、選定ポイントについて解説していきます。

  • 真空ポンプの種類、原理、使用用途について

    ドライ真空ポンプの種類について
    スクロール型、ルーツ型、ダイヤフラム型、回転翼型(ベーン型)があり、封止に油や液体を使わずクリーンな真空状態を
    作り出します。定期的なメンテナンスは簡便な内容なため食品業界で幅広く活用されています。
    ・スクロール型ドライ真空ポンプ
     同じ形の2つのスクロールが中心を少しずらして壁が互いに線接触する状態で、一方に対して他方が相対的に揺動みそすり運動をするよう
     になっており、三日月型の空間に閉じ込められた気体が中心部に向かって圧縮されて、中心部の穴から吐出される構造です。

    ・ルーツ型ドライ真空ポンプ
     ルーツ型ドライ真空ポンプは複数のメカニカル、ブースターポンプと一体化した仕様になっており、通常よりも排気速度を
     大幅に向上させたポンプです。ケーシングと呼ばれる箱の内部にローターが入っており、ロータが高速回転することで
     気体を圧縮し、排出する原理です。

    ・ダイヤフラム型真空ポンプ
     ダイヤフラムの往復運動を利用して排気を行う真空ポンプです。
     油や液体を利用しない機械式真空ポンプで油蒸気などによる汚染がないクリーンな環境を要求される用途に向いているポンプです。

    ・ベーン型ドライ真空ポンプ
     ベーン型ドライ真空ポンプはローターが回転することによって、遠心力でベーンが外側にスライドする仕組みです。ベーンとローター
     シリンダーで囲まれている空間は、ローターが回転することによって吸気する隙間から吸引されたガスを圧縮し排気口から排出する仕組みです。

    ドライ真空ポンプの用途について
    ・吸着、輸送
     物流倉庫で重量物、製造ラインで完成品、繊細なものを運ぶときなどに用いられます。
     搬送対象ワークに吸着パッドを当て真空固定することで容易にピックアップ、搬送が可能です。

    ・加工、成形
     プラスチック製品の成形にも用いられています。
     型に原材料を吸着させるときに真空状態にすることで、ガスや水分などの不純物を除去、成形品の焼け焦げ、空洞を防止します。

    ・包装
     小売店で販売されている多くの包装食品にも用いられています。食品は空気に触れることで酸化が始まり、徐々に劣化します。
     そこで脱泡、真空状態にして包装することで食品の賞味、消費期限を担保しています。

    ・漏れ検査
     燃料タンクや配管の漏れを調査する方法は様々ありますが、ドライ真空ポンプでは漏れの有無だけでなく漏れ量の測定ができるため
     漏れている箇所の穴の大きさなどまで分かるような高精度な検査が可能です。

  • 真空ポンプ導入価格について

    ドライ真空ポンプの価格は5万円程度から製品としてはありますが、約15万円~30万円程度が多くなっています。
    ドライ真空ポンプでも種類、用途それぞれ特徴があるため、使用工程や用途を具体的に整理して機種選定を行います。

  • 真空ポンプ選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

    真空ポンプの選定ポイントは使用用途を明確にし、目的をしぼって機種を決めていきます。

    目的:吸着、吸引するために使いたい。
    ・気体を吸い込むために真空ポンプを検討する場合:揺動ピストン型ドライ真空ポンプ
    ・排気速度が大きなものを検討する場合:回転翼型ドライポンプ
    ・小型で騒音が静かなモノを検討する場合:ダイヤフラム型ドライ真空ポンプ
    ・製品を吸着して固定したり運んだりする場合:揺動ピストン型ドライ真空ポンプ、ダイヤフラム型ドライ真空ポンプ
    ・製品を吸着して固定して強力な吸引力を必要とする場合:スクロール型ドライ真空ポンプ

    必要な排気量と到達真空度、排気する気体の種類、使用用途、使用時間などにより選定しましょう。

  • 真空ポンプ導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

    トラブル事例
    包装機のパウチ吸着工程でベーン型ドライ真空ポンプを使っているが、包装機を運転起動しても真空ポンプが動作せずパウチを吸着、供給しなくなった。

    原因①
    ローター内部でスライドするベーンが経年劣化で割れてしまい、ローター回転経路に噛み込んでしまった。
    原因②
    スライドするベーンは微量ずつ削れていき、削れた粉末が溜まってベーンがスライドしなくなった。

    対策①
    通常通りドライ真空ポンプを使用していてもベーンの割れや破損は発生するため、予備部品として保有、又は事前交換周期を決めて運用する。
    対策②
    ベーンの削れた粉末の掃除や、フィルターの掃除など定期的なメンテナンスを行い、予防保全活動を行い不具合の発生を防ぐ。 

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低床式真空食品移送ポンプ 『スタッフウェル 219L』

常に技術の革新を追求するハイテックが自信を持ってお勧めする、高性能・高精度の真空食品移送ポンプ。 ホッパー高さが低くなって、残肉の確認が行いやすくなりました。天井が低い工場でも設置できます。 ハイテック製・高速ソーセージ充填機リンクウェル、マックウェルの定圧運転、ハンバーグ成型機や、餃子成型機などへの肉送りや、粘体物性の供給にも最適です。 <製品の特長> ①原料の温度上昇を防ぎ、肉を練らない ハイテック最新のベーンポンプにより、投入した原料の温度上昇を防ぎ肉を練らずに、ダメージなく定量で吐出します。 ②機能的な生産管理画面 生産に関する必要なデータを、モニター画面から簡単に読み出す事が可能です。 ③スクリューフィーダー付可倒式ホッパー ホッパー内部にはスクリューフィーダーが付いており、原料を無駄なく使い切る事ができます。また、ホッパーが倒れるので洗浄も楽々簡単です。 ④ハイテック製高速充填機との接続例 スタッフウェルはPID制御を使用することによって、送肉圧力をコントロールし、肉送り用のミートポンプとしてもご利用いただけます。 上図レイアウトは、当社のソーセージ定量充填機マックウェル2台と接続した例で、充填機複数台との接続も可能です。もちろん、リンクウェルと接続する事も可能です。 <標準仕様> 最大充填能力 3,000 Kg / 時間 最大充填圧 40 bar 定量範囲 4.0 g ~ 9,999.9 g ホッパー容量 300 L 高さ 1,553 mm 奥行 1,265 mm 幅 1,237 mm 重量 約 700 kg 消費電力 3相 200V 4.8kW ※ 本仕様並びに装備は予告なく変更することがあります。 ※ 上記の生産量は生産する製品、工場の生産能力、その他の条件により変動します。

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オイルフリーブロワー KCEシリーズ

0.1MPa (1kgf/cm2)にベストチューン! ●圧力      0~0.1MPa(100kPa) ●モータ出力   3.7~15kW ●流量      0~10.2m3/min 特長 1.デジタル解析技術により最適なロータ曲線を実現   0.1MPaまで使用が可能です。   ※KCE310E、KCE620Eは100kPa使用時の周波数上限が50Hzとなります。   ポンプ内部でオイルを使わないため、クリーンエアーで経済的。   さらに大幅なメンテナンス性向上が図られています。 2.インバータ制御と簡単操作で快適な作業環境   「エコスピード®コントロール」の効果で自動的に最小限の電気代へ削減   お客様のエアー使用量を感知し、必要最小限の電気代に抑える eco speed control が   標準装備されています。   KCE ブロワーを複数台使用する場合は台数制御盤なしで、   インバータ制御と台数制御システムを組み合わせた multi eco speed control へ   システムアップすることが可能です。 3.KCE コントローラとリンクしたインテリジェント液晶パネルで簡単操作   ブロワーの圧力は液晶パネルから 1kPa 単位で設定可能です。   エラー発生時は液晶画面がエラー内容を個別に表示します。   KCE コントローラには遠隔操作入力端子・運転信号端子・警報信号端子標準装備です。 4.新コンセプト防音構造と非接触ロータによる低運転音   新開発2重構造パッケージと非接触ロータとの相乗効果で -8dB を実現しました。 5.エアーブローに最適な臨界圧   ノズル吹出速度を最大(音速)にできます   0.09MPaでノズルから噴射される気体の流速は音速に達します。0.09MPa 以上では流速は変わりません。

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