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チラー装置徹底解説!

チラー装置とは?

チラー装置とは、水をはじめとした液体の温度をコントロールするための機械の名称です。チラーを使うことで液体の温度を調整することが可能になり、一定の温度を保てるようになります。チラーは「chill」という英語が語源です。液体を冷却し、温度調整できる機械の総称をチラーと呼んでいますので、たくさんの種類のチラーが存在することになります。
食品製造現場では、包装機器のヒーター後の冷却工程で使用していたり、品温をコントロールするためにタンク周りのジャケット水にチラー装置で冷却した水を使用して品温を下げるといった使い方をしています。
チラー装置の種類、原理、トラブル事例について解説します。

  • チラー装置の種類、原理、使用用途について

    ・チラー装置の種類は、大きく2つに分類されます。
    空冷式と水冷式が主流になります。
    空冷式はファンを使って液体を冷やしファンで外気を取り込むことで、温度調整をする仕様です。
    一方で水冷式は外気ではなく、水を循環させることで冷却を行います。基本的には空冷式よりも効率が良く、ファン特有の騒音などもないため、性能面ではより優れていると言えます。
    チラーが使われるのは産業機械が中心です。産業機械に限ったことではありませんが、多くの機械は動作するために熱を発します。
    この熱を処理しないと機械内部がどんどん高温になっていき、誤作動や故障の原因になる恐れもあります。
    そこでチラーを使って機械を冷やし、適切な温度を保つことになります。

    ・チラー装置の原理
    チラーの原理は非常に単純なもので、空冷式なら外気、いわゆる空気を使います。水冷式なら身近な水道水をはじめ、水を中心とした何らかの液体を使って冷却を行います。
    水冷式で使われる液体の種類は多く、水道水の他にも脱イオン水や、蒸留水、軟水などもあります。
    さらに不凍液やエタノール、メタノールといったアルコール系の液体が冷却に利用されることもあります。
    基本的な原理としては、外気もしくは冷却用の液体を、機械を使って循環させます。たとえば水を貯めておくタンクがあり、そのタンクから対象の産業機械に水を流し込み、その水で熱交換を行う形です。
    冷えた外気や水が循環することで、温度の上昇した液体を冷やすことができます。
    また、対象の液体を冷却するだけでなく、逆に温度を上げることも可能です。チラーの目的は温度を一定に保つことです。冷えすぎた液体の場合は、チラーを使って温度を上げるケースもあります。
    チラーという名称からは冷却のみが行えるようなイメージを持ちますが、温度を上昇させる用途もあります。

  • チラー装置価格について

    チラー装置の価格は循環させる水量や、温調したい温度域、幅により選定機種が異なります。
    卓上型の小さいサイズの機種は約30~70万円、工場で使用する中型、大型のチラー装置で約60万円~200万円前後となります。
    本体のみの参考価格であり、装置運搬費用、設置工事、配管工事費用などは別途かかります。

  • チラー装置の選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

    チラー装置の選定ポイント
    ・チラーを利用する用途を明確にする。
    チラーの種類、使用する液体の種類など様々な仕様があることから用途を明確にして機種機種選定する必要があります。用途、使用条件に合わせて機種選定を行わなければ、想定した効果を得られない、さらにトラブルに発展するケースも考えられます。

    ・メンテナンスの簡便性
    基本的には機械装置でメンテナンスが一切発生しないものはありません。装置を導入した後に、管理していくうえでメンテナンスの内容、メーカーのアフターフォロー体制なども加味したうえで機種選定を行うことが重要です。導入時の費用で装置本体価格のみで判断することは避けるべきです。

    チラー装置導入時の確認ポイント
    ・チラー装置を利用する工程
    大量の冷水を必要とする工程(魚や野菜などの一次処理工程など)では、必要な水温と水量が確保できるかを確認しておくことが必要です。使用現場の条件を整理してメーカー、機選定を行います。

  • チラー装置導入後のトラブル事例・事前対策ポイントについて

    トラブル事例
    チラー装置導入後、チラー水の冷却が弱くなり温度が少しずつ高くなってきた。

    原因①
    チラー装置冷凍機吸気のフィルターが目詰まりしている。
    原因②
    チラー装置を循環しているチラー水の入れ替えを行っていない為、循環経路内に汚れが堆積している。
    原因③
    装置導入後のメンテナンス作業が実施できていない、保全計画に組み込まれていない。

    対策①
    フィルターの清掃、チラー水の入替え、循環経路の清掃を行う。
    対策②
    保全計画に組み込み、予防保全計画を立てて実行していくことで不具合を予防する。

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氷蓄熱式冷却システム

夜間に氷蓄槽で氷を作り、昼間はその氷を融かし冷水供給するシステムです。 シャーベット氷ではなく硬い氷のため、冷水を使用している間でも氷がすぐに 融けてしまう事がありません。冷水の使用量によっては昼間の追いかけ運転も可能です。 【氷蓄熱式冷水装置】 食品の鮮度と安全を0℃に限りなく近い冷水で守り省エネにも貢献します <メリット> [1]雑菌の増殖を抑える ・急速冷却 食品を加熱殺菌後、すぐに包装して急速冷却するので、雑菌の増殖を抑えて風味を損なわず 賞味期限の延長につながります。 [2]冷却時間の短縮 ・効率と生産性の向上 急速冷却により食品の日持ちも良くなり、返品率の減少や販路の拡大にも貢献。 効率の良い流通計画が図れます。また、冷却時間の短縮により、生産量の増大も可能となります。 [3]効率運転 ・維持管理の節約 昼間は冷水供給、夜間は氷蓄熱に、昼夜通して機器を無駄なく、効率よく運転させることが できます。 さらに冷却水を循環した場合大幅に廃水処理経費を節減できます。 [4]腐食の少ない水槽耐震構造 ・自動制御で冷却 プログラムタイマーにより自動運転が可能です。 氷蓄熱槽は腐食の心配が少ないFRP製でボルト締結方式パネル組立構造で、メンテナンスも 容易です。 耐震性にも優れFRP水槽耐震設計基準(社団法人強化プラスチック技術協会認定)に準処した 構造となっています。 <製品の特長> 特長 その1)深夜電力を有効に活用できる冷却システムです。 (お客様と電力会社との契約内容により、有効であるかどうかは異なります) 特長 その2)蓄水槽内のコイルの内側に冷却されたブライン液を流し、夜間にコイルの 外側に氷を成長させていきます。昼間には氷を溶かし、冷水として供給する事ができます。 特長 その3)条件によって、昼間の追い掛け運転も可能です。 特長 その4)40馬力の冷却能力以下であれば氷蓄熱槽とチラーを一体化させたユニットを 現場にお持ちし、二次側システムとの接続が容易なユニットもご用意できます。 ■特許 【氷蓄熱式食品冷却システム特許概要】 深夜電力を有効に利用した〔氷蓄熱式食品冷却システム〕は、冷水供給と氷蓄熱を 昼夜通して、効率よく運転させることのできるシステムです。 蓄氷槽内の熱交換器に冷却されたブライン液を供給するためにチラーユニットを設け ブライン液が並列に切り替えのできる循環経路に補助冷却器を設置。 このため、約0℃の冷水を供給する事ができる冷却システムです。

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