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最終更新日:2024-01-15 17:23:16.0

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プロセス濃度計活用でコスト削減、生産性向上する勝ち筋とはv1

基本情報プロセス濃度計活用でコスト削減、生産性向上する勝ち筋とは

プロセスセンサーを導入しても、改善が実感できない…、 実感できてもそれを社内で共有できない…そのような悩みはありませんか?

関連: 見える化、IoT、生産性向上、コスト削減、ダウンタイム削減、DX、分析待ち時間

プロセスセンサー、オンライン濃度計、自動測定装置、これらのキーワードをメインにして、濃度センサー導入して成果をあげるコツや、自動化や生産性の向上を達成したノウハウをまとめました。また、残念ながら、効果を上げられなかったり、不本意な結果に進んでしまった、社内の評価を得られなかった、そんな失敗の原因も実例を挙げ、比較してご説明します。(一部、固有名詞や具体的な内容を変更している部分があります)

内容:
プロセス計とは、工場や試験装置の配管やタンクに取り付け、連続的に測定する装置の少々である。ここでは、多く製造現場で活用が待たれているプロセス濃度計を中心にその効果的な活用方法について、実例をもとに紹介する。
濃度計の測定原理には屈折率、密度、音速、導電率、吸光度などのセンサーがあり、それぞれ、濃度の変化から生じる物性の変化量を測定して濃度として換算することができる。測定原理が多様である理由は、ターゲットの測定成分の濃度や温度、目的によって、最適な測定原理は異なるためである。

 

プロセス用濃度計の選定について 測定原理とセンサーの比較

プロセス用濃度計の選定について 測定原理とセンサーの比較 製品画像

一口に濃度センサーと言っても、多彩な測定原理の濃度計があり、それぞれふさわしい使用方法やサンプルがあります。また、同じ測定原理でもメーカーによって違いがあります。

・屈折率式 濃度計
 サンプルの屈折率から濃度に換算する。ショ糖を標準液としたBrix(ブリックス)は広く使用されている。固形分、気泡の影響が少ないことが特長。
 メーカー選定の注意:メンテナンスの必要性、プロセス制御に使用できるか?

・音速式濃度計 (超音波濃度計)
 液体を超音波が伝達される速度を濃度に換算する。ロジウムでコーティングして濃硫酸の測定や冷媒中のオイル濃度測定
 メーカー選定の注意:メンテナンスの必要性

・密度式濃度計
 密度、比重の測定から濃度に換算する。酸塩基、溶剤から、飲料や糖液、エタノールの測定に。また、スラリーやポリマーの固形分濃度も算出できます。
 メーカー選定の注意:メンテナンスの必要性、測定原理が卓上型密度計と同じか。(コリコリ質量流量計は少し別の物です)

・食品、飲料
 糖濃度、シロップ、牛乳、豆乳、チョコレート、アルコール、みりん、ビール、RTD、果汁、ケチャップ
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プロセス振動式密度計とは ~入門:密度センサーの測定原理比較~

プロセス振動式密度計とは ~入門:密度センサーの測定原理比較~ 製品画像

 「卓上型振動式密度計」はその測定方法についてJIS等で規格化(JIS Z 8804:2012、JIS K 0061)されています。しかし、プロセス用の “振動式密度センサー”については、測定原理は多種多様で、同じセンサーとは言えないのが実情です。
 アントンパールはこの振動式密度計を世界で初めて製品化しました。以来、卓上型の分析計も、プロセス用の密度センサーも同じ測定原理の製品を提供しています。
 高い製造技術が必要なセンサーですが、高い精度、長期安定性、メンテナンスフリーを実現しているのが特長です。
 一方、プロセス用の密度センサーの中には、“振動式密度計”をうたっていながら、この方式とは全く別の測定原理を有するセンサーが数々あります。これらのセンサーとアントンパールが提供するセンサーとは異なります。
 例えば、測定原理が異なるため、本来の振動式密度センサーが達成している「真の密度」の測定ができていなかったり、高い精度を示すことができません。また、プロセスセンサーに必要とされる 長期安定性 に欠けるため、長期ドリフトがみられ、定期的にずれてくるものもあります。
 現場でのゼロ調整も不要です。 (詳細を見る

プロセス密度計・濃度計は気泡に弱いのか? 密度 vs 屈折率

プロセス密度計・濃度計は気泡に弱いのか? 密度 vs 屈折率 製品画像

アントンパールは、1社で複数の測定原理から 最適な測定原理を 比較、提案できます。

◎密度式 濃度計
 密度、比重の値の増減を濃度に換算する。酸塩基、溶剤、飲料や糖液、エタノールの測定などの他、スラリーやポリマーの固形分濃度も算出可。
 メーカー選定の注意:定期校正の必要性、測定原理が卓上型密度計と同じか

◆一般的に密度センサーは液体をセンサー内のチューブに取り込んで測定するため、気泡の混入に弱いと言われています。アントンパールでは、偶発的な気泡の混入についてはフィルター機能で除去できます。

◎屈折率式 濃度計
 サンプルの屈折率から濃度に換算する。ショ糖を標準液としたBrix(ブリックス)は広く使用されている。固形分、気泡の影響が少ないことが特長。
 メーカー選定の注意:シール材の交換の要否、プロセス制御への対応

◆気泡の混入には強いと言われる屈折率計ですが、固形分濃度の測定はできません。また、付着に弱く、粘性や油分を含んだサンプルを測定すると反応が悪くなるケースがあります。アントンパールでは、デフレクターなどの対応策があります。 (詳細を見る

塗料・コーティング剤:オンライン密度計式 固形分濃度計 NV値 

塗料・コーティング剤:オンライン密度計式 固形分濃度計 NV値  製品画像

 オンライン密度センサーのパイオニア、アントンパールが提供する高精度な密度センサーで塗工、塗布工程のインク、ペンキ、コーティング剤、スラリー、溶剤などの測定が可能なスラリーモニターです。電着塗装(カチオン塗装、アニオン塗装)にも対応します。

 測定した密度、温度値から、固形分濃度や、不揮発性分(不揮発分)、NV値(Nonvolatile content、Non Volatile Organic Compound、Non-Volatile matter content)、ノンボラ値、固形分、濃度値などへの換算も可能です。
 また、加熱残分、灰分、塗膜成分の濃度測定が必要な際も、お問い合わせください。密度計に加えて、密度音速計にて精緻な計算を行うことも可能です。

 接液材質の変更で、密度を直接測定し、濃度に多項式で換算するため、再現性の高さに自信があります。
 また、粘度計でコントロールしようとして難しかった事例にも対応可能です。卓上型粘度計で品質管理していた塗料をインライン粘度計で制御しようとして上手くいかなかった事例はありませんか? 粘度、粘弾性、密度、濃度の専門家である我々がお話を伺います。 (詳細を見る

直管タイプ密度計 交換用アダプター付:精度改善、更新、取替

直管タイプ密度計 交換用アダプター付:精度改善、更新、取替 製品画像

対応製品ブランドと現行対応機種:
Solartron / Micro Motion / Emerson 7835 型 - Mat.244150 L-Dens7400 L1027
Thermo Scientific / Sarasota FD960 型 - Mat.244149 L-Dens7400 L530

『L-Dens 7400』は、コンパクトでありながら、高精度で高い安定性を誇るインラインプロセス密度計です。質量流量計ではなく、密度専門センサーのため、精度と安定性も改善できます。

飲料・化学・各種オイルなど様々な液体や、スラリーなどにも対応。
計測した密度・温度から濃度値を換算することも可能です。

ステンレス、ハステロイ、タンタルを採用し、広範なプロセス媒体や出力タイプなど多彩なモデルをご用意しています。

※コリオリ式質量流量計ではありません。密度センサーのため、流量の測定はできません。 (詳細を見る

オンライン密度計式 CMPスラリー濃度計

オンライン密度計式 CMPスラリー濃度計 製品画像

 オンライン密度センサーのパイオニア、アントンパールが提供する高精度な密度センサーでスラリー液体の測定が可能なスラリーモニターです。
 濃度調整用のほか、再生用や戻り(リターン)配管への設置など、様々なポイントに設置できます。
 砥粒についてもシリカ、アルミナ、酸化セリウム他、様々な素材に対応可能です。Si用のほか、SiC用にも対応します。
 接液材質の変更も可能な連続測定用センサーのため、アルカリにも対応し、幅広い可能性を秘めています。密度を直接測定し、濃度に多項式で換算するため、再現性の高さに自信があります。
 下記仕様は、実用例ですので、他の測定範囲でも対応可能です。ぜひご相談ください。
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オンライン密度計式 薬液比重計

オンライン密度計式 薬液比重計 製品画像

 オンライン密度センサーのパイオニア、アントンパールが提供する高精度な密度センサーで様々な薬液比重の測定が可能な薬液比重管理モニターです。この1台で様々な薬液の濃度測定、工程管理が可能です。
 接液材質の変更も可能な連続測定用センサーのため、幅広い可能性を秘めています。
 密度を直接測定し、濃度に多項式で換算するため、再現性の高さに自信があります。
 下記仕様は、実用例ですので、他の測定範囲でも対応可能です。ぜひご相談ください。 (詳細を見る

プロセス用液体濃度センサー

プロセス用液体濃度センサー 製品画像

 オンライン密度センサーのパイオニア、アントンパールが提供する高精度な密度センサーで様々な液体濃度の測定が可能な液体濃度管理モニターです。この1台で様々な液体濃度の測定が可能です。
 密度を直接測定し、濃度に多項式で換算するため、再現性の高さに自信があります。
 下記仕様は、実用例ですので、他の測定範囲でも対応可能です。測定原理、接液材質も変更可能です。ぜひご相談ください。 (詳細を見る

プロセス用 濃度計、液体濃度センサー 自動化、生産性向上、DX

プロセス用 濃度計、液体濃度センサー 自動化、生産性向上、DX 製品画像

主な実績
・酸やアルカリなどの濃度計として(塩酸、硫酸、硝酸、苛性ソーダ‥)
・溶剤や薬液濃度計として(エタノール・トルエン・アセトン、NMP‥)
・飲料生産ラインのBrix・アルコールの管理(エキス値、Plato、転化糖、ショ糖‥)
・その他様々な液体濃度計として(石油、コールタール、オイル、潤滑油、燃料、軽油、灯油、スラリー液‥)

■信頼性の高い、濃度センサー
プロセスセンサーメーカーでありながら、卓上分析計もラインナップに有するため、精度が高く、信頼性の高い運用をご提供できます。

■測定原理が選べる
製品ラインナップが多彩なため、測定する対象や目的に合わせた測定原理を選択できます。他にはない特長です。

■国内外での実績が豊富
世界展開を狙えるだけでなく、各国で使用するための法規制もクリア。防爆対応、ポジティブリスト対応、衛生規格、自己診断、ノイズ対策、その他各種法規制に対応しています。 (詳細を見る

SPRn音速式濃度センサー:Anton Paar アントンパール

SPRn音速式濃度センサー:Anton Paar アントンパール 製品画像

  アントンパールの音速式濃度計 SPR、 SPRn 型はすでに販売を終了いたしました。サポートは2028年までを予定しております。

 後継機種は L-Sonic(エル ソニック)シリーズです。
 mPDS5でご使用いただいておりました、SPRシリーズのプロダクトタイプは使用可能です。(mPDS5側の設定変更は必要です)
 
 また、mPDS2000シリーズについては生産中止して10年以上となっております。一部部品が入手できなくなっており、修理できない場合などございますので、お早めに更新をご検討ください。 (詳細を見る

防爆対応可能 プロセス NMP濃度計 3年保証

防爆対応可能 プロセス NMP濃度計 3年保証 製品画像

NMP :消防法危険物第4石油類第3石油類(引火性液体)
 測定範囲 :0-100% (分解能0.01% それ以下も対応可能)
 ※高い精度が要求される場合は測定レンジを絞ることで実現します。
 ※二次電池や電子部品製造など、様々な用途で使用可能です。
 ※Oリングなど、センサーの交換部品なし。ノーメンテナンスで3年保証
 ※用途や要求仕様に合わせて、音速計、屈折率計、密度音速計など最適な測定原理をご提案いたします。

 溶液、混合液の密度・音速・屈折率は、多くの場合濃度に正比例します。したがって、測定した物理値を濃度の測定に利用することができます。様々なサンプルに対する検量線の立ち上げが可能であり、そのために、耐腐食性の接液材質が選択可能です。
 小型でコンパクトなデザインのため、簡単に組み込むことができ、製薬、飲料、エタノール、化学、石油業界で使用されています。また、日本国内の防爆対応をはじめ、様々な規格に適応しており、高い精度と安定性が評価されております。

 希釈、濃縮、回収と再生・精製など、幅広い実績があります。 (詳細を見る

プロセスセンサー インライン屈折計: L-Rix

プロセスセンサー インライン屈折計: L-Rix 製品画像

メンテナンス不要 – 保守、運用コストは過去のものに!
:インライン屈折率計L-Rix 4100/5100/5200は、業界屈指の光学部品の使用により、信頼性と安全性が向上し、コストは削減されています。工場で一度調整を行うだけで、L-Rix 4100/5100/5200は保存された調整値で動作します。「設置するだけ」のシンプルさと、何年にもわたる連続運転を実現します。

堅牢 – ダウンタイムを最小限に
頑丈なステンレス鋼製の筐体で、過酷なプロセス環境下でも堅牢な測定が可能です。また、筐体には耐水性があり、噴流や浸水を防ぐことができます。CIP/SIP手順が完了するとわずか数分でセンサが再起動するため、ダウンタイムを最小限にできます。

電源投入で使用開始 – 簡単な設定で最大限の性能を発揮

NAMUR NE 107の診断機能を備えています。アナログ出力(4~20 mA)、Modbus RTU、Modbus TCP、PROFIBUS DP、PROFINET IO、EtherNet/IPなどの通信プロトコル (詳細を見る

オンライン密度・濃度センサー

オンライン密度・濃度センサー 製品画像

 L-Dens7400型密度センサーはラボ型の高精度密度計と同じ原理で密度を計測し、様々な物質の濃度に換算します。 用途は、アルコール,ソフトドリンク,各種オイル,化学薬品など、強酸やアルカリにも対応します。 センサー内のU字管内を通過した流体の振動周期値と水温を測定します。振動周期値と水温は、表示変換器や内蔵表示ユニットに送られ、温度補償された密度やその他の濃度値に換算した数値を表示させたり、出力信号を出したり、制御をかけることができます。
 密度センサーの他にも、音速計、屈折率計もラインナップにございます。用途に合わせて最適なセンサーをご案内可能です。
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オンライン音速計式 水酸化カリウム濃度計

オンライン音速計式 水酸化カリウム濃度計 製品画像

アントンパールが提供するオンライン音速計で、水酸化カリウムの測定が可能です。高い分解能を持ち、さらに濃度変化、温度変化に迅速に反応するため正確でドリフトのない測定が可能です。
また音速値から濃度に多項式で算出するため、再現性の高いデータを提供します。
下記、仕様は実用例ですので他の測定範囲でも対応可能です。
ぜひご覧ください。

水酸化カリウムの希釈、濃縮、回収や再生など幅広く対応します。 (詳細を見る

取扱会社 プロセス濃度計活用でコスト削減、生産性向上する勝ち筋とは

株式会社アントンパール・ジャパン

物性測定・分析機器の製造、販売、サポート 密度計、粘度・粘弾性測定装置、ゼータ電位測定装置、マイクロ派合成装置、旋光計、など。 旧カンタクローム社製品も取り扱っております。 2024年1月からBrabender製品の取り扱いを開始しました。

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