スマートで効率的な搬送システムの需要

Nov 06, 2023

NCC Automated Systems が設計したこのような、カスタマイズされた最新の自動高速包装ライン コンベア設計は、製品の流れをスピードアップし、製品サイズと SKU を簡単に切り替えることができるレーン切り替えと合流を備えています。画像提供：NCC Automated Systems

アップグレード、改造、または新規設置のいずれであっても、搬送システムは既存の自動化システムに適合し、エネルギー使用量を削減し、これまで以上にスマートであり、製品や梱包サイズの変化に 1 回のシフトで対応できる必要があります。 同時に、FDA、USDA、乳製品 3-A 衛生基準に準拠した清潔さも必須です。 多くの搬送プロジェクトはアプリケーション固有であり、多くの場合設計作業が必要です。 残念ながら、サプライチェーンと労働力の問題により、カスタム設計プロジェクトが大幅に遅れる可能性があるため、適切な計画とスケジュールが必要です。

Research and Marketsの最近の調査「業界別コンベヤシステム市場」によると、世界のコンベヤシステム市場規模は、2022年の推定値94億ドルから2027年までに127億ドルに達すると予測されており、CAGRは6%です。 主な推進要因は、さまざまな最終用途産業におけるニッチ仕様に基づいたカスタマイズされた自動マテリアルハンドリング ソリューションの採用の増加と、特に消費者/小売、食品および飲料市場における大量の商品の取り扱いに対する需要の高まりです。

レポートによると、サプライチェーンネットワークの拡大に伴い、コンベヤシステムメーカーによる研究開発への継続的な投資が、予測期間におけるコンベヤソリューションの需要を刺激しているとのことです。 国連工業開発機関によると、先進国の商品消費は 2025 年までに約 30 兆ドルに増加すると予想されています。この増加により、産業オートメーションの普及と効率的なマテリアル ハンドリング システムの要件が高まることが予想されます。

食品産業における特定の特殊用途（バルク製品や乾燥製品など）には、密閉された管状コンベヤー システム（真空、ドラッグなど）が使用されることがよくありますが、調査によると、タイプ別ではベルトコンベヤーが最大であると予測されています。そして最も急速に成長している市場の一つです。 ベルトコンベヤは、トンキロ当たりのコストを大幅に下げてより大きな容量を処理でき、他のコンベヤよりも簡単かつ経済的に長距離をカバーできます。 食品および飲料の用途の多くは、ほこりを最小限に抑え、清潔さを保つために密封された管状コンベヤに特に依存していますが、この研究によると、ベルトコンベヤは食品および飲料、特に包装および倉庫/流通システムにおいて特殊な搬送システムと並行して動作するとのことです。

コンベヤの種類に関係なく、清潔さは私たちの業界の主要な推進要因です。 「常に変化する衛生要件は、食品および飲料メーカーにとって依然として重要な議論のテーマです」と、マルチコンベア社のマーケティング担当ディレクター、シェリル・ミラー氏は述べています。 これは、FDA、USDA、乳製品庁などによって義務付けられた厳格な衛生ガイドラインに基づいて構築されたステンレス鋼製システムへの需要が高まっていることを意味します。 コンプライアンスには、ウォッシュダウン ボルト締め設計、ウェア ストリップと連続溶接、衛生サポート、パターン クリーンアウト ホール、ステンレス鋼フレーム、特別定格の動力伝達コンポーネントが必要となる場合があり、3-A 衛生基準には実際の認証が必要です。

ASGCO Complete Conveyor Solutions は、ベルト、アイドラー、一次および二次ベルト クリーナー、防塵およびスカート製品などを提供するほか、メンテナンスおよび修理サービス、ベルト スプライスおよびレーザー スキャンも提供します。 マーケティング マネージャーのライアン チャットマン氏によると、食品加工のクライアントは、食品の汚染を防ぐために抗菌コンベヤ ベルトとキャップ付きエッジ ベルトを必要としています。

従来のベルトコンベヤの場合、いくつかの理由からエッジ駆動ベルトが合理的である可能性があります。 (FE のエンジニアリング R&D、2021 年 6 月 9 日を参照。) FE は、SideDrive Conveyor Company の社長、Kevin Mauger にインタビューしました。 企業がエッジ駆動コンベヤを選択する理由を尋ねると、モーガー氏は、コンベヤは複数の点で駆動でき、ベルトの張力を全体にわたって均一に保つことができると示唆しました。 さらに、回転ドラムやケージがないため、コンベアの掃除が簡単になり、食品汚染のリスクが軽減されます。

しかし、ベルトコンベアを駆動する内蔵型ドラムローラー/モーターには、特に衛生面において、従来のギアハウジングやモーターに比べていくつかの利点があります。 ファン デル グラーフ社の社長、アレクサンダー カナリス氏は、数年前の FE Engineering R&D インタビューでいくつかの点を指摘しました。 モーターとギアはローラードラム内に内蔵され密閉されているため、ギアボックスや外部モーターが不要となり、細菌の温床となる場所がなくなりました。 時間の経過による変更により、これらのアセンブリの定格も IP69K に向上し、強力な化学物質による洗浄が可能になりました。 ドラム アセンブリは、位置制御のためのインデックス付けを可能にするスプロケット システムを備えた標準ベルトおよび熱可塑性ベルトに対応できます。

包装ラインでの製品フローを最適化するための 5 つのヒント

— Kevin Mauger、NCC Automated Systems 社長

ASGCO の Excalibur 食品グレード ベルト クリーニング システムは、コンベヤ ベルトがさらに移動してベルトが歪んだり、ベアリングやその他の部品に侵入したりする前に、このコンベヤ ベルトからベタベタした生地をこすり落とします。 このデバイスは、チョコレートやタンパク質などの他の粘着性物質と一緒に使用できます。写真提供：ASGCO

今日、清掃してダウンタイムを最小限に抑えることは重要なことであり、CIP (Clean-in-Place) はあれば便利なものではなく、必須のものになりつつあります。 Luxme International, Ltd. (管状チェーンコンベヤのメーカー) の副社長兼ゼネラルマネージャーである Rick Leroux 氏は、CIP 機能を備えた設計のコンベヤに対する関心が高まっていると見ています。 さらに、コンベヤには、洗浄サイクルの間隔を延長するために、製品接触部分の洗浄コンポーネントが装備されていることがよくあります。 したがって、機器はよりクリーンに、より長く稼働します。 重要なのは、ウェット洗浄前のドライ洗浄を複数回行う間隔が長くなるほど、生産ラインの稼働時間や生産性が向上することを意味するとルルー氏は言います。

ベルト クリーニング ツールの一例は、中西部のパン屋に設置された ASGCO の食品グレード ベルト クリーニング システム Excalibur です。 ベルトコンベアに取り付けると、ステンレス鋼（SS）装置が生地の持ち戻りを防ぎます。 パン工場では、この装置が設置されていないと、キャリーバック生地がベルトから離れず、ベルト表面に蓄積して戻りローラーに入り込み、ベルトの軌道が狂い、エッジが損傷する可能性があります。

チューブラードラッグコンベアのメーカーであるケーブルベイでは、バルク原料や冷凍食品の移動に対する食品・飲料加工業者からの関心が高まっていると、セールスエンジニアリングディレクターのクリント・ハドソン氏は述べています。 ドライバルク製品にチューブラーコンベアを使用する利点は、粉塵を最小限に抑え、周囲のスペースもクリーンに保つことができることです。 ハドソン氏は、加工業者が内部の製品の挙動を確認でき、コンベアの清浄度を視覚的に検査できるため、同社の Clearview チューブへの関心が高まっていると述べています。

ルルー氏は、包装エリアでも製造エリアと同様に衛生面への懸念が重要であると述べています。 たとえば、彼はいくつかの重要なポイントを挙げています。

ルルー氏は、プロセッサーがエネルギーに懸念を抱いているとも指摘する。 彼らは 200 馬力ではなく 20 馬力のシステムを望んでいます。 食品製造業者は、施設のクリーンエア仕様を満たす低機械騒音システムおよび機器も求めています。

新しいプラントの場合、モジュール式の搬送装置を指定してシステムに組み込むのが簡単な場合があります。 しかし、既存の機械をアップグレードまたは交換するときは、カスタム設計が必要になる場合があり、ほとんどのコンベヤ会社は「オーダーメイド」システムに対応できます。 もちろん、カスタマイズされた機器の潜在的な問題は材料と労働力の入手可能性であり、一部のサプライヤーは依然として現実的なプロジェクト完了日を計画する上での問題として報告しています。

「当社が販売する製品の大部分は、顧客の幅広いニーズに適合するように設計されたモジュール式コンポーネントです」と Cablevey の Hudson 氏は述べています。 「しかし、当社のコンポーネントでは満たせない非常に特殊な要件を持つ顧客もいます。当社のエンジニアリング部門は、それらの特定のニーズを満たす設計サービスを提供しています。カスタム設計のコンポーネントは、市販のコンポーネントよりも顧客に届くまでに少し時間がかかります。」 -棚アイテムですが、リードタイムは通常許容範囲です。」

コンベアのほとんどのニーズは、プラントまたは工場に固有のカスタム構築システムによって満たされます。 「ASGCO は、あらゆる種類の設計およびエンジニアリング サービスを提供しています。」とチャットマン氏は述べています。ASGCO は幅広いパートナーのおかげで、サプライ チェーンの問題を大幅に削減し、予定通りに製品とサービスを提供することができました。

「食品や飲料に限らず、あらゆる市場における予期せぬ課題は、サプライチェーンのメルトダウンとパンデミックによる労働力不足によるトリクルダウンの影響です」とマルチコンベヤーのミラー氏は言う。 「これら 2 つの異常により、完成品の需要が増加しました。これは、「何かが必要で、昨日も必要だった」という意味になります。 包装業界は何年もの間、約 2 か月の製造時間を基に設備を発注してきました。現在の世界的な製造業の状況がすぐに危機を脱するわけではありません。納入が標準をはるかに超えることを承知して、工場の拡張設備についてはさらに前もって計画を立ててください。すべての CPG の最前線になければなりません。

「ただし、より迅速な配送のために、2 つの事前設計された標準コンベヤーも提供しています」と Miller 氏は付け加えました。 サクセス ラインは、標準的でシンプルな、ウォッシュダウンのないストレート ランニング チェーンを提供します。 プロセッサーは、事前に決定された幅と曲線から、長さのオプションを選択します。 マルチコンベヤーは、事前に設計された長さと幅のスリムフィット薄型衛生洗浄システムも提供しています。 これらも需要は高いものの、カスタム コンベア ソリューションに比べて入手が容易であるとミラー氏は言います。

オーバーアンダートランスポジターは、3 つの袋詰め機を 2 つのケースパッカーに統合します。

オーバーアンダートランスポジターの製品セトリングマージ - 3 つの袋詰め機と 2 つのケースパッカー。

写真提供：マルチコンベヤー

コンベヤーパッケージハンドリングシステムの課題

マルチコンベヤーは最近、袋詰めされた冷凍鶏肉を処理するシステムを導入しました。 ほとんどの最新のデザインの場合と同様、製品を動かし続けるには柔軟性が鍵となります。 このアプリケーションには次のような課題がありました。

一部の製品では、2 つの袋詰め機のみが必要で、X 線システムに直接つながる 2 つのレーンに製品を配送します。 1 つの袋詰め機がダウンすると、製品は 3 番目の袋詰め機に移送され、トランスポジタに配送されます。トランスポジタは、ダウンした袋詰め機の空になったレーンの代替コンベヤ パスに袋を配送するように配置されます。

一部の製品レートでは、必要なスループットを満たすために 3 つの袋詰め機が必要です。 3 番目の袋詰め機は製品をトランスポジターに配送し、トランスポジターは 2 つの上位レベルの交互袋詰めレーン コンベヤー間で袋を均等に分配します。 次に、3 番目のバガー フローは、各レーンのそれぞれのオーバー/アンダー サーボ マージに進みます。 下位レベルの位置にある製品のサーボ ベルトにより、上位レベルからのバッグがサーボ ベルトによって作られた開口部に落ち込むことができます。

バッグハンドリング用のマルチコンベア制御とコンベアは、より大きなシステム全体の一部であり、これには、ケース全体のインデックス付けと、2 つのケース梱包レーンから金属検出器、オーバーヘッドローラーコンベア、そして金属検出器、オーバーヘッドローラーコンベアへの単一の排出フローへの合流も含まれます。加工業者のパレタイジングライン。 バッグとケースのシステムは PLC 制御されており、30 個を超える VFD と多数のサーボが含まれています。

大型マテリアル ハンドリング システムの計画には、多くの場合、レイアウト内でコンベアを配置したり、力を加えたりするだけでは済みません。 ルルー氏によると、コンベヤはプラントの物理的仕様を満たすだけでなく、電気規格を満たし、互換性のある材料を備え、腐食、保守義務、磨耗、衛生状態、材料搬送の完全性に関して仕様が定められている必要があります。 カスタム設計のコンベヤは通常、アプリケーションのニーズを満たすように特別に設計されているため、より優れた製品であり、プロセッサーに長期的に高い価値を提供するように構築されています。

「スマートコンベア」の用途は、食品加工業者が特定の用途に何を期待しているかによって決まります。 粉末または粒状物​​質のスーパーサックを容器に排出する場合、重量計のオフ/オン機能以上のものは必要ありません。 しかし、チャットマン氏によると、自動化はコンベヤーシステムの効率を高める大きな要素です。 自動化の原動力は、最終的には完成品の品質とシステムの速度を向上させることです。

マルチコンベヤは、機能工学設計を含むテクノロジー主導のオペレータと制御間の通信を使用します。 「当社では、さまざまなライン梱包、ケース梱包、パレット成形構成を供給するための、より高速で効率的な切り替えを実現する HMI インターフェイスとサーボを使用しています」と Miller 氏は言います。 「製品の形状、重量、サイズの柔軟性は、スループットの向上と将来の拡張に適合します。」 しかし、彼女は、コンベヤーの自動化は、生産ライン上の OEM システムが標準の通信システムを通じて相互に「通信」できるようにする制御と同じくらい優れていると私たちに思い出させてくれます。

スマートコンベヤーは複数のベンダーから入手可能ですが、スマートコンポーネントや、コンベヤーから収集されたデータを使用するために必要な関連制御パッケージの導入には資本コストがかかるため、高いレベルの導入には達していないとルルー氏は言います。

しかし、食品業界におけるコンベヤーのスマート化の主な推進要因は、ポストキルポイント、RTE、または包装への移送における衛生CIPアプリケーションによるトレーサビリティと洗浄プロセスの検証の必要性であると同氏は述べています。

洗浄プログラムの一環として、スマート コンベヤはバッチ SKU を登録し、その SKU を衛生洗浄サイクルの水温、浸漬時間、スプレー ジェット圧力、水温、苛性剤、酸、および消毒剤の湿潤状態ごとの洗浄液の導電率と関連付ける必要があります。クリーニングステージ。 ルルー氏によると、センサーは高温の強制空気乾燥段階の空気温度と乾燥時間も監視します。

一貫して繰り返し徹底的に実行された衛生洗浄サイクルの検証を提供することは、実証済みの衛生洗浄プロセスにばらつきがないことを確認するために使用できます。 スマート CIP モニタリングはオペレーターに警告を発し、洗浄パラメータが食品製造業者が指定したパラメータおよびプロトコルの範囲内にない場合、洗浄サイクルを中止または中断できます。 この制御により、食品生産者は、拒否する必要があるグレード外のバッチを処理する手間を省くことができます。 不適切に洗浄された機器が梱包前に最終製品に細菌やアレルゲンを放出するのを防ぐことで、製品リコールのリスクを低減します。

リソース：

「スマートコンベヤーにより、調理済み食品の製造における優しい取り扱いと高スループットが可能になります」、FE、2021 年 10 月 12 日

「サニタリーコンベヤーは栄養バーメーカーの食品の安全性と OEE を向上」、FE、2022 年 8 月 11 日