optekバイオプロセス分析器のプローブタイプシリーズは、特に生物反応槽(バイオリアクター)や発酵槽に簡単に組み込めるように設計されています。これらの精密なシステムは、実験室や大規模な培養・発酵における細胞増殖のキャラクタリゼーションにとっ て強力な手段です。バイオマス濃度は、吸光度の関数としてリアルタイムに測定されます。これは、後方散乱光を監視する濁度計と比べて、気泡とコーティングに対しての耐性が上がります。

信頼性の高いインライン測定により、サンプリング時間とラボでの分析中における汚染リスクが大幅に低下します。

ラボ／プロセス開発

プローブタイプのASDシリーズは、研究開発と生産技術開発分野で使用される小型の生物反応槽(バイオリアクター)向けに開発されたものです。ASDシリーズは、極めて再現性が高く、簡単に使うことができます。プローブでは、最大の分解能を得るために様々な挿入位置の調整と光路長を用いることができます。

ASDシリーズのセンサはCIP/SIP運転に適応しています。継ぎ目、隙間、割れ目のない優れたサファイア光学部品を使用しているため、汚染は発生しません。

発酵制御専用コンバータは、特に、既存の生物反応槽(バイオリアクター)と発酵槽に簡単に組み込めるように設計されています。1台または2台のASDプローブタイプシリーズからの入力を使用すると、発酵制御専用コンバータは近赤外線(NIR)吸収を指標として、細胞増殖/バイオマスを正確に測定します。測定結果は、OD、AU、TCD、細胞計数、湿重量または乾燥重量などの実験単位で表示されます。優れたNIR吸光原理により、高いエアレーション量や攪拌を行うシステムでも、安定性と信頼性の高い測定値が得られます。

生産/製造

ASプローブタイプシリーズは、大規模反応槽用に開発されたものです。ASプローブタイプシリーズは、製造規模のプロセス開発で使用されるものと同じタイプのプローブです。

ASプローブタイプシリーズは、設置する位置により、異なるシャフト長を使うことができるので、設置に融通性があります。各プロセス運転の前の品質管理確認に、オプションの校正アクセサリが利用できます。

1台のC4000コンバータで、2台のASプローブタイプシリーズを制御することができます。また、制御盤などへのはめ込み取り付け、ステンレスまたはプラスチックの筐体内に設置することが可能で、IP66までの防水・防塵性が実現されます。測定結果は、OD、AU、TCD、細胞計数、湿重量または乾燥重量などの単位で表示されます。プローブは1mmから40mmの様々な光路長を選択することができます。短い光路は、普通、バクテリアや酵母菌の培養などの高濃度発酵で用いられます。長い光路は、哺乳類の細胞の培養に用いられます。この広い適応性により最適な分解能が得られます。

遠心分離器の入口配管と排出配管にインライン式プロセス分析計を設置することにより分離性能の大幅な向上、損失の低減および生産物の一貫性が高めることができます。

供給/入口配管側

供給路の固形物負荷はしばしば大きく変動します。分離装置の前段にAF16‐NまたはAS16‐NNIRセンサを設置することで、分離効率は大幅に向上します。これにより、リアルタイムでの固形物濃度の測定に基づき、分離器への供給量を最適化することができます。
システム要求能力に見合うよう、最適な性能が得られる流量を調節することができ、分離器の過負荷を防ぐことができます。

排出/排出配管側

分離器出口(排出)は、プロセス用吸光度計を設置する際の最も一般的な位置です。この位置でのモニタリングは、製造時にシステムの効率を最大限に高めることに役立ちます。一部の遠心分離機は前回の運転開始からの設定時間に基づいて排出タイミングを制御します。この制御方法は平均的に一定の供給負荷がある場合にのみ有効です。

より効果的な方法は、必要に応じて排出を制御することです。これはインライン式プロセス分析計によるモニタにより可能です。分析計を使用しているほとんどの設備では、運転全体にわたって容器排出の頻度を大幅に減らすことができています。これにより生産量の増大、一定のダウンストリームの確保、機械的摩耗の低減が実現され、ダウンストリームフィルタの「目詰まり」を防ぐことができます。

通常、細胞培養工程処理を目的として、最低の濃度をすばやく検出するために、TF16‐N散乱光濁度計が設置されます。AF16‐N吸光濁度計は、高濃度発酵工程処理に使用されることが普通です。

固形物排出/排出配管側

遠心分離機の分離された固相排出の流路の吸光を測定する場合、短い光路長を使用できるインライン式プロセス分析計により、吸光測定値と重量パーセントの相関を正確に測定します。これにより、正確な生成物量測定と生産物品質の制御が可能になります。

通常のUFプロセスでは、2つの設置位置が考えられます。

ろ過水

ろ過水配管にAF45UV吸光度計を使用することで、ろ過膜の健全性を確保し、処理量を増大させ、ろ過水の損失を最小限にすることができます。低ppmレンジでの微量汚染物の特定と、リアルタイムでのろ過膜破損の検出により、プロセスの一貫性が確保され、卓上機による分析のためのサンプリングは不要になります。

濃縮水

AF45やAF46UV吸光度計は、濾過工程においてタンパク質の濃度をモニタするための最適な手段です。この吸光度計は、再循環タンクへの返送配管に設置されます。システムの健全性を損なわず、また、サンプリングでろ過水を無駄にすることなく、高ODレベルまでのリアルタイム濃度読取り値を測定し、傾向を分析することができます。

導電率

適切なプロセス制御を実現するために、CF60やACF60導電率計をろ過水配管、あるいは濃縮水配管中に設置することができます。
この導電率計は、優れた6個の電極を持つ4極設計になっています。2個の電位電極の周りに4個の電流電極を配置した特許取得済みの配置により、高い信頼性と精度を持つ測定値が得られます。また、次のように広い導電率の測定レンジを有しています。
CF60:0~100μS/cmから850mS/cm
ACF60:0~10μS/cmから850mS/cm

この独自の設計により、センサの汚れと分極に対する感度が大幅に低減されます。極度の無菌状態を保てるように設計された6個の電極は、Oリングまたはエポキシを使用しないFDA/USPクラスVI準拠のPEEKセンサチップ内に密封されています。

C4000/C8000コンバータ

コンバータにより、複数のセンサの運用が可能になります。

C4000は、普通、光学機器が必要とされる場合にのみ使用され、ろ過水と濃縮水を同時に制御するために2つの濁度計またはUV吸光度計を操作することができます。

C8000は、pHあるいは導電率などの電気化学測定に加えて、1つの濁度計/UV吸光度計が必要な場合に使用されます。

バイオテクノロジー分野のタンパク質精製では、通常1つまたは複数のクロマトグラフィー分離工程が必要とされます。

インライン式プロセス分析計は、特にリアルタイムでの測定と制御を行う用途向けに設計されています。この分析計は、クロマトグラフィーの分離効率を改良し、一貫性と再現性を持つデータを与えます。これにより、収率を最大に高め、品質を向上させるための、より明確な分離・分取条件を得ることができます。

カラム前段

温度センサとpHセンサPF12を備えるインライン導電率計ACF60では、導電率、温度、pHのリアルタイムの測定値が得られます。

カラム後段　モニタリング

精製の際には、正確な分離・分取を実現し、収率とタンパク質・DNA分画の純度を最大限にするために、正確で信頼性および再現性が高い測定法が必要です。

カラム出口配管に直接取り付けられた、単波長UV吸光度計AF45または二波長UV吸光度計AF46は、クロマト分離工程の効率を高めます。これにより、精製物の純度が確保され、オフライン試験と手分析の必要性が大幅に低下します。
NIST準拠トレーサブルフィルターセットにより、インラインにおけるセンサの迅速な校正を繰り返し実施できます。(詳細については12ページを参照。)

さらに、デッドボリュームが少なくなるよう最適化されたフローセルに取り付けられる、特許取得済みの6電極・4極導電率計ACF60とpHセンサPF12が工程をモニタリングします。0~10μS/cmから0~850mS/cmという幅広い測定レンジを持つことにより、PF12を使用してpH値からゲル充填を調節しつつ、バッファ液からライン洗浄液への移行をモニタリングすることが可能になります。加えて、カラム内の平衡化をモニタリングすることで、カラムが完全な状態であることが確保されます。

二波長　デュアルチャンネル

主波長(例280nm)では、分取を目的としてタンパク質の濃度が測定されます。同時に副波長(300nm)での測定を行うことにより、主波長では吸収が飽和してしまう最も高い濃度レンジでも読み取り値を得られるようになります。

二波長測定は主波長280nm使って分画分取の開始点または停止点を見極めるために、低ODにおける高精度の分解能を与え、副波長は最大ODの溶離液をモニタリングするために使用されます。

254/280nmの波長組み合わせは、タンパク質の純度とタンパク質への核酸(DNA/RNA)汚染の確認に利用されます。

optek社インライン式プロセス分析計はモジュール方式なので、異なる光路長(OPL)が利用できます。必要とされる濃度レンジによって、OPLと波長の組み合わせを変更し、最も高い再現性と直線性を得ることが可能です。

C8000　1台の高精度コンバータ、5個の分析計、8項目測定

クロマトグラフ分離スキッドでは、次の測定値が求められます。

カラム前段:小さい保持体積とするために、1つの分析計本体と組み合わせる。
‐ 導電率(ACF60)
‐ 温度(ACF60)
‐ pH(PF12)

カラム後段:
小さい保持体積とするために、2つの分析計本体と組み合わせる。
‐ 二重波長UV吸光度計(AF46)
‐ 導電率(ACF60)
‐ 温度(ACF60)
‐ pH(PF12)

シングルユースセル（ディスポーザブルセル）S.U.C.の詳細はこちら

配合と充填が行われる部分では、ミキサー、タンク溶液水位、ポンプ循環、pH変動、温度変動、さらに実験室での変動による不整合性が生じることがあります。プロセス分析計は、運転管理者と品質管理部門が不整合性の箇所を確認したり、許容範囲に収まるように変更を加えたりすることに役立ち、また検査に合格していない生産物がその先の工程進むのを防ぎます。
これにより、ロットでの失敗を防止するための工程管理情報を用いて、追加コストの発生を回避することができます。

インライン式プロセス分析計の設置を行うと、一貫性、適合性、生産性の向上に役立ちます。TF16‐Nでは、充填工程で安定したレベルを得るために、生産物の懸濁物濃度をモニタします。プロセス分析計は、検証用の充填装置に設置されるほか、タンクへの直接設置、供給工程や排出工程配管中に設置されます。

生産物によっては、インライン式プロセス分析計で、生物製剤の濁度、色度、希釈対象、さらに乳白光をモニタすることができます。
バッチ全体で質の高い生データ記録を取ることは、文書化とプロセス理解の最適なQA/QCにつながります。

濁度

多くの生産物は、生産物の濃度に関連した基準濁度を持っています。濁度計は、低濃度レンジで極めて精度が高く、また、高濃度レンジに対応する広いダイナミックレンジを持っています。

希釈

濁度を有している一部の生産物は、対象物の適切な容量調整を行うために希釈されます。インライン式プロ セス分析計は、この変化をモニタ し、充填装置に送られる前に対象物 の容量調整が行われていることを検 証します。

乳白色/かすみ〔Haze〕

充填ステーションに行く前に導管に留まっている一部の生物製剤は、「乳白光」と呼ばれる現象を起こします。これは、普通、温度変化によって生じる望ましくない効果です。ほとんどの場合、これは本質的に見た目に関するもので、薬剤の効能には影響しないことが普通です。しかし、一部の企業は、この望ましくない効果のために生産ロットを不適格としています。UV吸光度計や散乱光濁度計は、わずかな乳白光の発生をモニタできます。この警告に従い、オペレータは、生産物の品質を確保しながら、直ちに、生産物の損失を防ぐ措置をとることになります。

ここに挙げられているセンサのすべては、製造分野用の証明書が付いています。

インラインClO2モニタリング

二酸化塩素(ClO2)は、ECF(ElementalChlorineFree)漂白のためにパルプ・製紙産業で最も重要な漂白剤となっています。様々なパルプの生産で、様々な漂白工程を用いることが必要です。これは、利用されるパルプ化プロセス、パルプ中の残留リグニン含有量、目標輝度によって変わります。大部分の紙パルプ工場の重要な目標には、ClO2発生装置の反応効率とClO2の使用量を最適化すること、また、排出ガススクラバーの制御を改善し、二酸化塩素の大気への放出量を削減することがあります。

二酸化塩素ガスは、酸性溶液中の塩素酸ナトリウムの還元、あるいは亜塩素酸ナトリウムの酸化によって、工業的に生成されます。二酸化塩素ガスは、人工的な黄緑色をした爆発性ガスです。水溶液としては、遮光され冷蔵保存されている場合にのみ安定しています。このため、二酸化塩素は、二酸化塩素発生装置を使って、現場で生成して消費しなければなりません。これらの発生装置の効率と二酸化塩素の用量は、optekインラインClO2分析器を使用して最適化することができます。

プロセス流体は非常に攻撃性の高い性質を持つため、すべての接液部品は、チタニウムやサファイアなどの耐蝕素材で製造されています。内蔵されるデュアルチャンネル基準検出器は、微粒レベル(濁度)の変動やランプの経年変化など、可能性のあるすべての障害を補償します。特別なNISTトレーサブル基準フィルタにより、ユーザーは、プロセスに影響を与えずに、分析器の性能を検証することができ、検証は迅速で、簡単・安全になります。

利点

optekは、大規模工業パイプライン向けに設計されたインライン用リアルタイム分析器を提供しています。これらのセンサは、高圧設備に耐えるセンサ本体内を通過する流体を利用します。パイプライン内でのオンライン濃度測定により、プロセス流体のサンプル収集や試験室での分析は不要になります。

インラインClO2濃度測定値は、液体とガス流体内で得ることができます。スプリットビーム技術により、ランプの経年変化と微粒レベルの変動が補償されます。optekインラインセンサは、危険エリア区分(ATEX、FM)でも使用可能です。

optekデュアルチャンネルセンサは、副波長を使用して、背景濁度またはその他の媒体成分を自動で補償します。温度または圧力を計測する他の計測器から送られた信号は、原料ガス状ClO2濃度の補償値として直接使用することが推奨されます。

サファイア光学素子は、すべての研磨・腐食性媒体に対する高い耐性をもたらし、長期的な設備設置を実現します。重複点アプリケーションでの設備コストを削減するため、4つの4‐20mA出力を持つマイクロプロセッサベースのコンバータを、2個のインラインセンサと接続することが可能です。コンバータの信号は、オプションでPROFIBUS®PAを使用して、PLCまたは工場DCSに転送することができます。

ClO2溶液の溶解力

二酸化塩素の生成では、ガス状二酸化塩素が吸収塔に転送され、冷却水に溶解して、濃厚な水溶性二酸化塩素漂白溶液が発生します。その後、この溶液は、さらにパルプ漂白プロセスで使用するために、貯蔵タンクにポンプで送られます。ClO2漂白溶液の溶解力に対し最適な制御を実現するため、optekAF26デュアルチャンネル吸光センサを使用して、貯蔵タンクの前後でClO2濃度が測定されます。

ClO2発生装置のガス濃度

ClO2濃度の測定に加えて、AF26センサを使用して吸収塔のインレットでClO2発生装置のガス濃度を測定することが、ClO2生成プロセスの最適化に役立ちます。

排ガス

ベントガスは結合されて、湿式ガス洗浄器に送られます。ここでは還元剤として白液や希釈洗浄剤が使用されます。洗浄されたベントガスは、その後、排出のためにスタックに転送されます。環境制御では、二酸化塩素排出量の削減とベントガス洗浄器の制御を行うために、蒸気相での残留二酸化塩素の測定値が使用されます。スタックから離れたサイドループにoptekAF26インライン二酸化塩素センサを設置することで、リアルタイムで二酸化塩素濃度を測定することが可能になります。

これにより、工場要員は、ガス洗浄器の異常を直ちに知ることができ、同時に、環境コンプライアンスを保証し、ガス洗浄器に送る白液や希釈洗浄剤の用量を最適化することができます。

濾過

苛性化プロセスでは、微粒と石灰泥を取り除くため、白液の濾過と清澄化が行われます。微粒と石灰泥は、蒸解器での長期にわたるスケール付着の問題や汚染による下流での問題を引き起こす可能性があります。白液清澄化プロセスの後に、濁度センサを設置することで、白液中の高固形分レベルを直ちに検出できるようになります。こうした高固形分レベルは、フィルタの破損か、清澄器での沈殿が不十分なために生じる可能性があります。
検出の後、プロセスは再処理あるいは追加の濾過に進みます。白液中の高固形分をモニタしないと、蒸解器にカルシウムスケール付着の問題が起こり、システムの不具合が生じます。

測定レンジ

貯蔵前の白液の適切な明澄度は、高温の苛性プロセス溶液に耐えるサファイア光学素子を備えたoptekTF16‐N散乱光センサを使用して検証することができます。最大測定レンジは、このアプリケーションでは0~500ppmで、最適な使用レンジは0~100ppmです。また、通常の石灰泥含有率は20ppmです。

利点

高品質の白液を達成し、蒸解器の性能を高めることで、生産品の損失や下流での石灰形成が減少します。これはさらに、薬品回収の維持コスト全体の削減につながります。

測定レンジ

紙パルプ工場は、抄紙機に送られる前の紙料の準備のほか、パルプの蒸解や漂白など、ほとんどすべての生産段階で、大量の水を必要とします。原水は普通、湖または河川から取られます。特に春と秋には、これらの水の有機物負荷が高くなり、わずかに黄色みがかった色になります。この色は、水が工場で使用される前に、取り除く必要があります。

原水の脱色は、硫酸バンドの追加や活性炭による吸着など、様々な方法で行うことができます。水処理工場の能力を最適化するため、optekの色度計を使用して黄色度をモニタする必要があります。optekAF26インラインセンサは、このタスクを連続的に確実に実行します。この情報を用いて、脱色剤の適正量を制御し、最適化することが可能になります。

利点

optekデュアルチャンネルセンサでは、微粒レベルまたは背景濁度の変動による影響を受けずに色度測定ができます。主波長で色度が検出され、副波長で背景の影響が補償されます。

optekC4000コンバータにより、様々なカラースケールでの報告が可能になります。オプションでは、濁度を測定する副センサを同じコンバータに接続することができます。これにより1台のコンバータで2つの同時の測定値が得られます。

色度除去

環境排出の要求事項を満たすためには、工場の排出水を測定し、溶解した色の量を判断することが必要になっています。工場は普通、凝固剤を使用して色度を落とすことで、この問題に対処しています。この処理の後、凝集剤を加えたDAF(DissolvedAirFlotation:気泡浮上分離)装置内に浮遊物が生じます。

インラインAPHA色度センサAF26を使用すると、費用のかかるサンプリングや分析は不要になります。アラーム機能を使用して、排出前に超過レベルの汚染物質があることがオペレータに知らせられるため、地域当局から罰則や罰金を課されることを回避できます。

DAFへの薬液供給の制御

DAF装置で色度のモニタリングと制御を行うことは、化学薬品の添加を最適化することに役立ちます。一定の供給量ではなく、色度測定値に基づいて化学薬品の用量を決定することで、過剰使用を防ぐことができます。AF26色度センサをDAF装置からの排水パイプ内に設置するか、供給ライン内の副インラインセンサと組み合わせて使用すると、凝固剤・凝集剤用量の自動制御が可能になります。言い換えると、これにより、製紙工場の排出水を適切に処理するために必要な化学薬品の使用量が大幅に削減されるのです。

環境排水のモニタリング

環境基準がより厳しくなるに従い、製紙工場が排水の排出をモニタし報告する必要性が高まっています。optekインラインセンサは、色度レベルが高くなりすぎたときに、工場要員にそれを知らせるだけでなく、連続的なデータ記録も可能にします。このデータは、工場の排水効率を行政の管轄機関に報告するために使用することができます。

利点

optekのプロセス光度計を使用すると、水質と凝集剤の最適な用量に対する連続的制御が可能になります。ポリマー消費量や排水コストの削減により、短期間での投資利益が得られます。また、地域当局や法令への順守も満たして、不必要な罰金を避けることができます。

白水の品質

製紙工程のシート形成段階において、脱水プロセスから生じた過剰水は、白水と呼ばれます。製紙プロセスの効率を最適化することで、経済・環境上の大きな利益が得られます。

パルプ繊維の大部分は、ペーパーウェブを形成する抄紙機の布(ワイヤーメッシュウェブ)の上に残り、残りのパルプ紙料と水は通り抜けて落ち、白水タンクに収集されます。optekAF16‐N近赤外線吸光センサを使用して、この白水の濃度をモニタすることで、メッシュウェブの効率に関するリアルタイムの情報を製紙工場に提供することができます。

利点

繊維やフィラーは、通常はごみ廃棄場や下水管に送られますので、使用可能な繊維やフィラーを回収することで、廃棄物処理コストの節約が実現されます。また、微粒レベルを制御することで、エネルギー消費量が削減されます。

フィルタ制御11°/90°

optekのHazeControl/DTF16濁度計は、色と色の変化に関係なく、最終濾過時に精密な品質管理を保証するデュアルアングル散乱光測定を採用しています。フィルタ下流において、このセンサを使用することで、フィルタの破過点を検出し、不良品を防止する一方で、製品の品質と各濾過ステップでの透明度を保証します。

供給モニタ

optekのAS16-N又はAF16-Nを使用することによって、供給配管内の濁度をモニタし、精密な供給制御を実現するだけでなくフィルタの目詰まりや閉塞を防止しています。また、必要に応じて、貴社が使用しているHazeControl/DTF16濁度計に、コンバータを増設せずに更にセンサを追加することができます。

フィルタ逆流の最適化

供給モニタに使用するoptekのAS16-N又はAF16-Nは、水中の濁度を測定し、時間とエネルギー及び水の使用量を節約することで、フィルタの逆洗処理を最適化するためにも使用できます。

濾過助剤の投与量

Kieselguhr(ケイソウ土)又はPVPP(ポリビニルポリピロリドン)等の濾過助剤の投与量を、optekの吸光度又は散乱光センサで制御することができます。濾過助剤の投与量を最適化することによって、コストの削減と同時に製品品質の安定を保証することができます。

相分離

Haze　Control/DTF16システムは、AS16-N又はAF16-Nと組み合せて使用することにより、ビールの色度を測定することもできます。この測定では、ビールと水の間の相分離を制御して、製品を迅速に切り替えることができるだけでなく、製品の品質を維持し製品の損失を最小限に抑えることを可能にしています。

フィルタ設定のモニタ

DTF16センサの0°吸収チャネルを使用することで濁度を最高500EBCまで測定可能なため、フィルタのプレコートサイクルをモニタ及び制御することができます。これによって、フィルタを更に最適化することができます。

11°測定採用の理由

前方に散乱する光は、粒子サイズに敏感で，その強度は酵母、トゥループ、及び珪藻土等の粒子を検出可能で、極めて低い濃度でも粒子に起因するフィルタの破損や濾過濁度を効率良く検出します。この点において、11°測定は非常に感度が良く、適切な濾過制御と最適化に不可欠な非溶解物質と相互に関連しています。

11°測定が従来の25°測定よりも優れている理由

11°で散乱する光は、高い信号に対してより効果があり、25°で一般的なコロイド物質から影響を受ける事なく異常な粒子を迅速に検出します。これは、濾過の問題を直ちに特定することにも役立ちます。

90°測定採用の理由

90°での濁度測定は、コロイドに対して感度が高く、ビールの透明度の品質チェックに使用されます。90°測定はプロセスの評価に間違って使用されていましたが、実際の非溶解物質とは相関関係はありません。近代的な醸造所では現在このパラメータをインラインで測定できるため、ビールを自動的に提供することができます。

0°吸光測定採用の理由

0°吸光チャネルを使用する事で、11°又は90°測定結果の範囲をはるかに超える、より高い濁度レベルでの測定が可能になります。これによって、フィルタのプリコードサイクルもモニタ・制御することができます。従って、フィルタの最適化の新たな機会が提供されることになります。

ラボと実際のプロセスで表示が異なる場合がある理由

パイプ内のビールは、均質で加圧され、一定温度に保たれています。一方、ラボでは、サンプルが変化する時間があり、固形物が沈殿する場合があり、温度変化がコロイドの溶解度に影響し、その結果測定も影響を受けます。また、採用されている較正方法とともに、設備自体の光学構成の違いが比較結果にも影響します。

工場ゼロ点調整

optekのHazeControlDTF16に秘められたパワーは、工場ゼロ点調整です。疑わしいゼロ培地(処理水)やオフラインのゼロ調整手順は、もう必要ありません。既知の技術参照ソリューションと最も純粋なゼロ培地を使用して、optekは工場の較正と精密なゼロ点を開発しました。このドリフト無しの工場ゼロ点によって定期的な設備のゼロ調整が不要になり、時間とコストが節約できるだけでなく、オペレータへの依存を解消しています。複数箇所の設備に頼る場合に、これは極めて有益です。

工場較正

optekのHazeControlDTF16は全て、今日処理プラントで使用されているその他の規格と相互に関連するEBC規格に従って較正されています。この較正は設備の寿命期間中安定しており、再較正は不要なので、低コスト・オブ・オーナーシップを実現しています。これによって、精密で再現性と信頼性に優れた測定を複数の設備サイトで保証しています。また、ユーザーが選択可能な測定単位と内蔵され相関表は、醸造所に無類の柔軟性を提供しています。

設計が実現したドリフトの解消

散乱光センサのベースラインドリフトは、長い間解決の難しい問題でした。これは通常、光源自体、摩耗したコーティング、又は外部光(覗き窓等)からのセンサアセンブリ内の反射よる不要な散乱光や迷光に起因します。この迷光が測定に予期しない影響を与えます。optekDTF16は、最先端の構造を内蔵し、迷光の方向を変えてディテクタから離すことによって、この問題を解消しています。これは、コーティングに依存しない清浄で衛生的な設計を採用しています。この革新的な設計をoptekの伝統的な信号増幅安定性、デュアルビーム・レシオ・ディテクタ、及び最先端HazeControlファームウェアと組み合せることで、長期にわたって優れた性能を発揮するドリフトの無い較正不要のプロセス濁度アナライザを実現しています。

必要な時に必要な情報を

使い勝手を第一に考慮して設計されたHazeControlソフトウェアは、7言語から選択可能です。4つの送信結果に加えて、HazeControlはデータロガーを内蔵し、連続した動向情報を提供します。このデータは現場で表示でき、コンピュータにダウンロードして製造担当者がプロセスの一貫性を確認し、過去の問題を徹底的に調査する事を可能にしています。

必要に応じた通信機能

HazeControlは、複数の通信オプションを提供しています。最多で4つのmA出力を同時に使用してデータを送信、及び標準の入出力インタフェースを使用してコンバータを遠隔制御することができます。また、バス通信機能であるPROFIBUS®PAを使用して、貴社の(将来の)バスシステムにシステムを統合することができます。

乾燥した空気

ほとんどの測定システムが冷凍貯蔵室に設置されている状態では、センサ内とセンサの周囲に結露が起こりやすくなります。これには、乾燥した空気をDTF16の標準のパージ接続部に供給することによって対応しています。内部空間を加圧することで、結露の可能性が解消されます。optekでは、お客様の要求に合わせて空気準備システムを提供しています。

生産ラインからラボまでを一つの光学設計で実現

optekの2つの新製品は、飲料産業向けに特別に設計されています。optekのDT9011は、瓶収容ベンチ上部据え付け型濁度計です。プロセスセンサDTF16は、ラボでの評価を全て不要にできる本格的なリアルタイムQA/QC濁度アナライザです。この2つの製品モデルは両方とも前方散乱角度11°及び側面散乱角度90°で測定します。

両方の角度での測定結果は同時に表示及び記録されます。ラボシステムの測定信号は、optekDTF16シリーズのインライン濁度計に適合しているので、ラボに対するプロセス表示値の妥当性確認が可能です。角度90°では、透明度を評価するためにコロイドヘイズを測定します。いずれの角度もEBC又はFTUで読むことができます。

11°で前方に散乱する光は、粒子サイズに敏感で，珪藻土や酵母等の異常な粒子を検出可能です。また、この散乱光は、非溶解物質と相互に良く関連しています。一方、90°側面散乱光は、コロイドやヘイズに対して敏感です。11°前方散乱光を使用すると25°での測定よりも効果があり、コロイド物質からの影響をほとんど受けないため、ヘイズが原因で高い値を誤って表示することはありません。これで、濁度成分の性質を知ることによって、レシピ、プロセス、及び装置に関連した濾過に関する全ての問題を容易に診断することができるようになりました。

このoptekDT9011を使用することで、水槽内にサンプルを置いて、1回転の間に250回測定した後、最先端のデータ解析が可能になります。これによって、瓶の色や形状だけでなく、サンプル瓶の傷、継ぎ目、及びその他の欠陥の影響を全く受けることはありません。

出口(濃縮)制御

NIR(近赤外)分光光度計AF16又はAS16-Nを出口に装備した遠心分離機は、無駄な排出を不要にし、固形物(酵母)の残りが上澄み液中に検出された時にのみ起動することができます。これらの排出頻度を計測することで、投入される固形物量の指標となります。これは、高投入量で最大限の分離性能を実現できるように流量を調節することを可能にするだけでなく、低投入量でも最大限のスループットを可能にしています。また、お客様のアプリケーションにもよりますが、オプションで、NIR分光センサの代わりに散乱光センサTF16-Nを設置して、最低測定レンジを保証することも可能です。

供給制御

供給ラインに2番目のNIR(近赤外)分光光度計AF16又はAS16-Nを設置して投入量を直接測定する事で、変動するプロセス条件に対して迅速に応答することができます。例えば、大量の固形物スラグを迂回させて分離機のボールが詰まるのを防止することができます。このような事故は、それを防止するために使用するアナライザよりもコスト上高価な損害を伴います。もちろん上流での適切にビールと酵母の界面を検出することでも、大量の固形物が分離機を塞いでしまうのを防止できます。精製された流れが販売できるほど十分に澄んでいる醸造所もあります。この場合、散乱光センサTF16-Nは濁度の品質管理だけでなく分離制御にも使用されます。

バイパス混合制御

散乱光センサTF16-Nは、NIR(近赤外)分光光度計AF16又はAS16-Nの代わりに、酵母の濃度制御に有効な場合もあります。1本のバイパスラインを使用して、一定量の濾過されていないビール又は酵母を澄んだプロセスの流れに戻します。この設備を採用することで、一定したビールの品質を保証することができます。サンプルの抽出やマニュアルでの投入無しに濁度をインラインで制御し、時間とコストを節約しています。

濃縮流制御

分離機の濃縮流には、NIR(近赤外)分光光度計AF16又はAS16-Nを装備することができます。この場合、極めて短い光路を使って、分光測定を直接重量百分率に正確に相関させます。これによって、歩留まり測定と製品の品質管理が可能になります。

酵母の投入

酵母の投入は、差分NIR分光法と呼ばれる方式を使って正確かつ低コストで行うことができます。この方式は、2つのセンサを使用します。1番目のセンサ、つまり上流センサはシングルチャネルのNIR分光計AS16-Nで麦汁の濁度のベースラインを定めるために使用します。

このセンサは、醸造所内の場所にもよりますが、しばしばワールプール出口モニタ、即ちコールド・ブレーク・モニタとしても使用することができます。2番目のセンサである下流センサAS16-Nは、空気を注入する前の酵母注入点の後に位置しています。このセンサは、酵母と麦汁の混合流を測定します。混合流の測定結果から単純にベースライン値を差し引いて純粋に注入された酵母の含有量を算出します。ラボとの単純な比較で、酵母菌数との相関をC4000コンバータ内で直接プログラムすると同時に表示します。製品構成を追加することで、異なる吸光度と酵母菌数の比を持つ複数の酵母菌株に対応することができます。合計で32種類の製品定義セットアップが利用できます。

[吸光度]と[細胞数×106/mL]の相関関係

吸光度とmL当たりの酵母菌数の相関関係NIR吸光度は、ランベルト-ベールの法則に基づいて、濃度と正比例しています。どんな再現性のあるラボ方式を使用しても、酵母菌数との相関を容易にとることが可能です。C4000の各種機能を活用することで、必要に応じて異なる酵母菌株の複数の相関が可能になります。

発酵

発酵では、AS16-Nは、アダプタを交換するだけで、発酵槽内又はバイパスラインに直接取り付けることができます。所定の位置に取り付けることで、発酵サイクル全体をリアルタイムでモニタできるため、プロセスの最適化が可能になります。適切な凝集を示すラボサンプルを長時間待つ必要なく、タンクを自動的に放出することができます。酵母菌成長のレシピの影響に対するフィードバックも見ることができます。大規模な貯蔵庫では、発酵サイクル当たり6-10時間の節約になり、別の発酵槽を追加せずに発酵能力を増大することができます。

ビール/酵母界面、酵母の回収

多くの醸造所では、大規模な縦型発酵槽又は多目的タンクを使用しています。これらのタンクの主な利点の一つは、製品の余分な搬送を避けることが可能なことです。しかし、残留酵母は取り除く必要があります。1台の濁度センサをタンク出口、又は回収又は使用済み酵母ラインに取り付けます。酵母をビールから取り除くと、濁度計は酵母とビールの界面を判定します。従来、酵母とビールの界面は時間/容積もしくは目視検査で判定していました。

この新しい方式により、製品の損失を低減し、より均一な製品の濾過を可能にしています。酵母とビールの界面の他に、酵母の回収にもAS16Nインラインセンサを使用することができます。但し、界面の検出が唯一の目的である基本的な界面アプリケーションでは、optekはAS56-N内に低価格のプローブ型センサを提供しています。

その低電力ランプモジュールも、AS56-Nシリーズプローブを4台まで1台のC4000ベースのシステム内に多重化することができるため、測定点コストを更に魅力的なものにしています。

麦汁透明度のモニタ

ろ過槽(ロイタータン)の流出透明度は、伝統的に醸造所の担当者が直接目視で管理していましたが、現在では散乱光ベースの光度計TF16-Nで行われています。

測定レンジは、到達される透明度レベルと測定予測に依存します。この機器は、抽出流内の固形物濃度を連続モニタして、所定の透明度レベルに到達した時に醸造タンクに向かって流すよう自動的に表示します。

更に重要なことは、ハスク・ベッド・アップセット、又はベッドカットによる固形物濃度の上昇に対して自動的に応答します。到達する通常の透明度にもよりますが、この測定結果も、%TSS(総浮遊物質)と相関関係にあります。測定結果は、流量データと組み合わされて、1つの%TSS加重平均値を算出します。この段階のプロセスの制御は、運用効率及び風味と透明度の安定性の両方を実現できる予測可能な下流固形物含有量を提供します。

糖化フィルタのモニタ

麦汁を透明にする為に糖化フィルタを使用する場合、濁度モニタがより重要になります。製品の損失を低減しフィルタの寿命を改善することによって、より良い品質を達成します。吸光度信号と極めて低濃度の粒子を広い濁度範囲にわたって精密にモニタする散乱光ベースの光度計TF16-Nを同時に使用して、フィルタの破損を直ちに検出することが可能です。自動化されたアラームがフィルタの破損を警告するので、フィルタのセットアップ時間とCIPサイクルに要する時間も最適化されます。

ビールは色が重要

ろ過器の前段階で精密色度計を使用することで、ブランド特有の色特性に基づいて、色度投与制御と品質管理を提供します。特定の可視波長をモニタするために構成されたシングル又はデュアルビーム色度計は、サンプリングとラボでの分析を最小限にとどめるために連続的なインライン測定が可能です。消費者にとって、一貫した視覚的に印象を与える色は、それだけでビールの銘柄を特定できるくらい重要です。

麦汁の色

麦汁の色も吸光度を使って測定します。ただし、ビールの色は波長430nmの可視光(VIS)を使って測定します。醸造所では、バックグラウンドの濁度(固形物)も波長430nmの可視光を吸収するので、これも問題があります。これをoptekで補うために、2つの波長、即ち1つは430nmとNIR(近赤外線)の比較波長で測定します。

主チャネルから比較チャネルの吸光度の差分をとることによって、可視チャネル信号は色度だけを純粋に測定することができます。この結果は、C4000のソフトウェア機能を使って、ASBC又はEBCと相関されます。optek社のデュアルチャネル吸光度計をベースとしたAF26色度計が、このアプリケーションに理想的です。同時に、比較チャネルは、AF26が麦汁冷却器の後に取り付けられている場合には、トゥループ(trub)やコールドブレーク(coldbreak)もモニタすることができます。

色成分の投与

ビールによって、その色は例えば麦芽エキスやライ麦麦芽ビール等を使って調節します。投与量はoptek分析計を使って調節することができます。ビールの色が測定され、制御盤のリレー等によってポンプを起動しビールへの色成分の投与を開始します。投与後、2番目の分析計で色を確認できます。ブレンド後の色の濃淡だけでなくビールにとって重要な色の制御もできます。

界面検出と相分離

シングルチャネルVIS吸光度ベースの光度計(optekAS56-F又はAF56-F)を使用した精密なプロセス界面の検出は、製品の損失を低減するために現在醸造所で利用できる最も容易で低コストの手法です。大規模の醸造所では、非常に多くの運転の切替操作によって、醸造所は毎週数十万リットルの製品と副生成物を無駄にしています。今日の経済状況では、これを正常な状態に戻すことが収益性の高い事業を維持するために不可欠です。しかし、コストは製品だけの範囲を超えています。配管などの洗浄用としての水も消耗品であり、調達と処理には固有のコストがかかります。必要以上に排出されてしまう製品と水は酵母とともに、工場排水とそれを処理するコストの相当部分を占めます。現地の自治体もこれに関係します。

例えば、排水量に対する固形物量またはBODが基準値を超えた場合には罰金を課します。工場の界面機能を制御することは理にかなっていますが、これはまた環境保全にも貢献します。

optek社は高性能インラインプロセス測光分析装置を化学産業に提供しています。プロセス内の重要的ポイント(入口側パイプ、出口側パイプ、リアクターの残存ガスまたは排水)に設置されたこれらの測定器は優れた投資収益を提供します。

塩素濃度

塩素は化学薬品や製薬、消毒剤、脱色剤、殺虫剤の製造工程において重要な役割を担います。optek社プロセス測定器は信頼性および再現性の高いインライン塩素測定を提供します。これらの塩素濃度測定はリアルタイムに行うことが可能で危険なサンプリングは必要ありません。

プロセスガスの測定では低~高%の範囲で測定可能であり、液相ではppmレベルの測定が可能です。オプションで高圧、高温、ATEX及びFM防爆仕様を用意しています。

フッ素や臭素、ヨウ素のような他のハロゲン測定においてもガス、液体の両方で測定可能です。

測定

optekのデュアルチャンネルセンサーは2番目の波長を使うことでバックグラウンド濁度または他の媒介成分による影響を自動的に補正します。温度や圧力を測定する他の装置からの信号は生のハロゲンガス濃度を補正用として直接使用されることが推奨されます。optekのC4000コンバータは最大2つのmA入力を受け取り、補正信号を表示し、4つのmA出力またはPROFIBUS?PAを経由して転送します。

上の図で示すように、塩素は実濃度を測定するために容器の入口で測定されます。排気口では、法的規則及び大気への過剰排気を防ぐためガス相で塩素濃度がモニタリングされます。バイパスや外部ラインに設置されたセンサーは液相の塩素の実濃度を測定します。これらの3点でモニタリングすることは排気物を減らし、製品ロスを最小限にして最高のプロセス性能を保証します。

測定物の反応性が非常に高いことより、測定器の接液部品はチタンやTFM、サファイア、フッ素系ゴムOリングのような耐食性材質で作られます。これらの素材は塩素液のような強腐食性に耐えることが多数の納入実績により証明されています。

効率の改善

化学プラントでoptekセンサーを使用すると高濃度から低濃度のガス及び液体のハロゲンをリアルタイムにモニタリングすることが可能になります。

排気ガスをモニタリングできることは塩素化反応における塩素の過剰排気及び消費を削減すると同時に大気汚染を防ぎます。

ダイナミックコントロールループにおけるクロリネータへの供給速度をコントロールすることは生産効率を最大化し、サンプル調整コストを最小にします。

多くのプロセスにおいて製品を清くするためにろ過が必要になります。通常、ろ過は遠心機やデキャンタ、珪藻土による最終研磨のための沈殿槽、または他のプレコートろ過のような粗いろ過から始められます。

製品の清浄度をコントロールするため、濁度計はろ過工程の最初の段階および各ろ過工程に設置されます。

効果的なろ過

optek社光度計は均一なプレコート材の供給を保証するため、ろ過材の投入をコントロールおよびモニタリングすることができます。このことはろ過材の使用量を減らし、効率的なろ過に必要最低限な量を投入することによって稼働時間を延ばします。過剰のろ過材投入は効率的なろ過時間を低減し、製品ロスとプロセスの停止時間を増加させます。

optek社のインラインセンサーを用いることで飛躍的に設備の不具合と測定者によるエラーを低減することができます。これらはコストのかかる再ろ過、設備の停止、製品品質の低下を避けることができます。optek社センサーは製品が次のプロセス段階に移される前に、正しい透明度が達成されることを保証します。

原水管理

ろ過モニタリングに加えて、多くの大規模処理装置はろ過のプレコート側においてAF16-N近赤外吸光センサーを実装しています。この近赤外濁度計は総懸濁物質量をリアルタイムに測定し、流速よりもむしろ投入量を基にろ過材をコントロールすることが可能になります。ろ過材の追加を連続的にモニタリングすることにより、ケーキの正しい厚さと均一さを保証するための正確なプレコート濃度コントロールを可能にします。このことでフィルター寿命を延ばすためのろ過材使用量を最適化できます。プレコート材を堆積するにつれて、ろ液は段々と透明になります。ろ液が許容範囲に達したことをセンサーが感知した瞬間、コンバータはろ過制御装置へプレコート工程からろ過工程へ切り替えるよう信号を送ります。

AF16-Nセンサーは重い固形物の残留やプレフィルター不具合の検出にもに使われています。ユーザーが設定した高濁度閾値に達したとき、フィルターは再循環モードに切り替えられ、流入物は沈殿タンクや分離機に回され、再ろ過されます。これはフィルターの機能低下を防ぎ、ろ過材の寿命を延長します。

逆洗(B/W)の最適化

インラインセンサーは水中の濁度を測定することによってフィルターの逆洗工程の最適化にも使用することも可能で、時間およびエネルギー、水のロスを減らします。

ろ液の流れ

製品の品質を保証するため、フィルター出口で濁度を測定、コントロールすることは必要です。optek製TF16-N散乱光式濁度計は要求される清浄度を達成するため、0-0.5から0-500PPMまたは0-0.2から0-200FTUという非常に低い濁度をモニタリングします。
インライン濁度計をろ過工程に設置することは清浄度が許容範囲内に成るまで、自動的に再ろ過工程へ回すことを可能とします。このことは作業時間を減らし、ろ過の性能を向上させます。

ライン中に直接設置されると、optek濁度計はフィルターの性能を最適化し、フィルターの不調や故障を直ちに検出します。これらの濁度計はたくさんのサンプリングおよび品質保証のためのラボ分析を飛躍的に減少または除外します。

品質コントロール

プロセス制御や品質保証に役立つツールであることの証明すとして、optek濁度計は製品の清浄度を常に維持することを保証します。製品のロスを減らし、ろ過の処理能力をを増加させ、ろ過材の使用量を最適化することはoptekインランセンサーがもたらす、ほんの少しの利益に過ぎません。

色測定

プロセス液の色測定は正確なプロセス制御と製品の品質規格に合うため非常に重要です。色の変化は過加熱、希釈率、溶解不純物および製品の終わりのような他プロセスの変化を示します。optekの光度計を用いてインラインで色をモニタリングすることは色の投入、色の除去、着色の回避を正確でリアルタイムなコントロールを可能にします。
典型的には、プロセスの色測定はプロセスパイプからサンプリングを行い、目視またはラボのアナライザーで測定することによって行われます。optekの色度計はただちにパイプライン中で直接的にプロセス液の色変化を検出することができます。ランプから出た収束した光線はプロセス液を通過し、一部は吸収され、強度が変化します。この吸収は波長に依り、液体の色を示します。(例黄色味)色の変化はセンサーにより検出され、読み取った信号として転送されます。C4000コンバータを用いると、測定値は簡単にAPHA、HAZEN、Saybolt、ASTM他のような相関性のある、必要な単位に変換されます。コンバータは測定値を独自表示し、アナログ出力やPROFIBUSPAを用いてPLCやDCSに信号を転送します。

濃度測定

測定は与えた波長においてCU(ConcentrationUnit:濃度単位)によって表わされ、光と相互作用する問題となる成分の濃度に相関します。検出器における狭いバンドのフィルター、および適切な光路長(OPL)の選択は測定の感度と正確性を決定します。全体として、より小さい波長バンドとより長い光路長を用いると、より感度の高い測定ができます。

プロセスの最適化

不純物の検出、製品ロスの低減化、リアルタイム製品保証はインライン色度計を用いることにより実現できます。加えて、これらの分析器は飛躍的に検査室と製造コストを低減し、人的誤差を取り除き、周囲からのコンタミを防ぎます。

熱交換器のリーク検出

熱交換器のリーク検出は多くの現場で使われている重要な標準アプリケーションです。すべての産業の会社でppmレベルの油、芳香族化合物、不溶性有機物、の測定要求が増加しています。この目的のためにoptekのインライン光度計は信頼できる装置であると証明されてきました。

水の中の微量な油を検出することは水または凝縮ラインにおける高度な油分コンタミの警告をもたらします。optekTF16-N散乱光方式濁度計は容易に熱交換器冷却部や加熱・再生ラインの微量なコンタミを検出します。

熱交換器の冷却/加熱ラインにおいてoptek光度計を用いることによって、ピンホールリークが検出可能となり、修理することで重大なライン停止を回避できます。熱交換器のメンテナンスはラインの停止時間を最小限にするため予定されるので、稼働コストも低減させることができます。これは熱交換器の正確な操作と加熱/冷却システム内のバクテリア増殖の危険性の低減を保証します。

凝縮液

optek光度計は凝縮液に汚染物質が存在せず、ボイラー給水を低減させることを保証します。これは非常に有益なプロセス改善であり、水使用量、処理用化学物質、廃水コストの低減化を証明しました。

残渣

加熱または冷却プロセスに水が用いられている場所では残渣がある可能性があります。optekインライン光度計はただちにプロセスコンタミを検出するための優れたツールです。

プロセスに不溶性の油や固形分を含むアプリケーションにおいて、optekTF16-N散乱光方式濁度計は総粒子量を検出することができます。近赤外光で測定することによって色や色変化に影響を受けないで測定することができます。

UV吸収や色測定(黄色味)のような他の方法でコンタミを検出することは、溶解性有機物質、油や芳香族化合物には効果的かも知れません。これは凝縮液の再利用またはエネルギー節減のためボイラーに戻すこと、水や化学物質の使用量を気にする部署には特に良いと思われます。

インラインモニタリング

連続的なインラインセンサーを用いることで残渣を検出し、完全な故障が起こる前に除去することが可能です。optekプロセス光度計はプロセスを保護することを助け、最も価値があります。optek光度計は簡単に設置、稼働させることができ、早期の投資回収を望むことができます。

設備の保護やリークや残渣の検出はoptekプロセス光度計を用いることで可能となります。加えて、水使用量やコンタミの危険性、熱交換器の停止時間、エネルギー消費の低減はoptekインライン光度計を使った利益のほんの一部です。

化学産業において、水相から有機相(またはその逆)への高価物質の抽出、または塩溶/塩析工程はとても一般的で重要な工程です。

相分離のモニタリング

バッチリアクター内で混合物の沈殿が起こった後、水相は有機相から分離されます。この工程は高精度の分離を保証するために、リアクターの出口に、optekAF26デュアルチャンネル吸光センサーを設置することで簡単にモニタリングできます。それぞれの液相は異なる光吸収を見せます。この技法は分離工程の最適化を可能とし、同時に製品のロスを最小化、重大なコストセーブを実現します。

自動化

optekAF16またはAF26センサーはプロセスライン中の色または濁度を直接的に測定することによってコストを低減します。人がガラス窓からモニタリングする必要はなくなり、同様にバルブの手動操作や人的誤差による製品ロスをなくします。

製品の品質向上

インラインで相の違いを検出しているならば、製品ロスはもはや問題ではなくなります。より速い製品の切り替わりはoptekの連続的インライン測定によって可能になります。速い応答時間と自動転換用にリレーを用いることは製品の品質を保証し、プロセス制御を改善します。

optekは貴社のプロセス設備や自動化要求をベースにしたカスタマイズソリューションを提案します。optekはまた、紫外光から可視光、近赤外光という幅広い波長範囲において相分離を管理します。オプションで防爆仕様のセンサーも用意しています。

水相は確実に検出可能で、有機相の組成によらず分離を保証します。

optekインラインセンサーは貴社のプロセスにおいて最もかすかな変化を検出します。そのため制御システムによって適切な行動を作ることができます。C4000コンバータのデータロガー機能はQA/QC用のリアルタイムプロセスデータの収集を可能にします。optekセンサーでインラインおよびリアルタイムで相分離をモニタリングすることは早期の投資回収を可能にします。

ろ過器制御　11°前方散乱光/90°側方散乱光

optekのHazeコントロール/DTF16は溶液の色や色の変化に関係なく、最終ろ過工程時に精密な品質管理を可能とする11°と90°方向のデュアルアングル散乱光測定方式を採用しています。ろ過器の後段において、このセンサを使用することで、ろ過不良によるわずかな濁度上昇を検出し不良品を防止しつつ、製品の品質とろ過器の各運転工程での濁度を連続して確認します。

ファクトリー校正

optekのDTF16はそれぞれ、EBC、ppm(DE)、ASBCなどと相関の取れるFTU単位に従った校正データがインプットされています(ファクトリー校正)。このため、現場における校正作業は不要です。

供給モニタ

optekのAS16-NまたはAF16-Nを使用することによって、供給配管内の濁度をモニタし、精密なろ過助剤や薬品の注入制御を実現するだけでなく、ろ過器の目詰まりや閉塞を防ぎます。また、このセンサはHazeコントロール/DTF16システムに追加接続でき、コンバータの増設は不要です。

ろ過器逆洗の最適化

供給モニタに使用するoptekのAS16-NまたはAF16-Nは、逆洗排水の濁度を測定し、時間や電気使用量および水の使用量を節約するとともに、ろ過器の逆洗工程を最適化するためにも使用できます。

ろ過助剤の注入量

珪藻土等のろ過助剤の使用量を、optekの吸光度または散乱光センサで制御できます。ろ過助剤の投与量を最適化することでコスト削減につながり、製品品質が安定します。

珪藻土ろ過器のモニタ

透過光吸光度を使用することで高濁度での測定が可能になり、珪藻土ろ過器のプレコーティング工程をモニタし、制御できます。

おもなアプリケーション

• 食用油
  -ニッケル触媒ろ過(濁度測定)、触媒の再利用目的
• 精糖
  -各工程におけるろ過の濁度モニタ
• ワイン
  -ろ過状況とその安定性のモニタ
• 醤油
  -ろ過のモニタ
• 濃縮還元果汁
  -フィルタ破損検出と濁度のモニタ

出口側(遠心分離液)制御

NIR(近赤外)吸光光度計AF16-N、またはAS16-Nを出口側配管に設置した遠心分離器は、不要な排出工程を無くすことができ、遠心分離液中にキャリーオーバーが検出された時にのみ排出工程を実施することができます。この排出頻度を計測することで、遠心分離機に流入する固形物量の指標を得ることができます。これは、高負荷条件下で最大の分離性能を実現できるようにするだけでなく、低負荷条件下でも最大のスループットとなるよう流量を調節することをも可能にしています。また、NIR吸光光度計の代わりに散乱光式濁度計TF16-Nを設置して、下限測定レンジを下げ、精度を高めることも可能です。

供給制御

供給ラインに2基目のNIR(近赤計AF16-NまたはAS16-Nを設置して供給量を直接測定することで、変動するプロセス条件に迅速に対応できます。たとえば、大量の固形物スラグを検知した時に迂回させることにより、遠心分離機の流路が詰まるのを防止することができます。このような故障は高額なメンテナンス費用がかかることが多く、optekの設置により容易に防止することができます。

濃縮側制御

遠心分離機の濃縮流には、NIR(近赤外)吸光光度計AS16-NまたはAF16-Nの使用が適しています。この場合、極めて短い光路長を使って、吸光度を直接、濃度(wt%)に正確に相関させることができます。これによって、歩留まり測定と製品の品質管理が可能となります。

おもなアプリケーション

• 食用油
  -飽和グリセリドや脱ろう
• 乳製品
  -バターオイル浄化
  -ホエイクリーム分離
• 茶
  -煮沸後の茶葉除去
• 果実ジュース
  -果肉と果汁の分離
• ワイン
  -果醪の分離

色度測定

液体の工程中での色(色相、濃淡)測定は、精密な工程制御を保ち、製品品質仕様に適合させる上で欠かせません。色変化は、たとえば過加熱や希釈率、溶解した不純物の存在、最終製品の外観といった様々な工程中の変化を示します。optekの色度計を使い、インラインで色をモニタすることで、色素成分の注入や除去、着色の回避を精密かつリアルタイムに制御できます。

二波長測定

厳選された光学フィルタの組み合わせによって、アプリケーションに適した波長に焦点を絞ることが可能になります。AF26はビームスプリッタを装備しており、2つの波長を同時に測定できます。2つ目の波長を使って(変動する)バックグラウンドの濁度を補正することができます。測定の対象とする可視光波長の吸光度から濁度成分の補正を行う波長の吸光度を差し引くことで、真の色度測定になります。C4000コンバータを利用し、APHA/Hazen、saybolt、ASTM、ASBC、EBC、ICUMSAといった必要とするカラースケールに測定値を簡単に相関させることができます。コンバータは測定値を現場でも表示しつつ、アナログ出力あるいはPROFIBUS®PAを使って信号をPLCやDCSに送ります。

濃度測定

測定値は任意の波長における『濃度単位(ConcentrationUnit:CU)』で表示され、光と相互作用する当該成分の濃度と相関を持ちます。

プロセス最適化

インライン色度計を使うことで不純物を検出し、製品損失を削減でき、製品品質をリアルタイムで連続的に保証します。さらに、インライン色度計はラボ測定にかかるコストや生産のコストを大幅に削減し、個人差やハンドリングエラーなどの人的エラーをなくします。また、連続測定により環境への害を防ぎます。

おもなアプリケーション

• 食用油
  -一貫した油の黄色度管理
  -クロロフィル濃度管理
  -赤リン濃度管理
• 精糖
  -精糖品質のICUMSA/RBU色度測定(optekC4000にはBrix値入力のためのmA入力および計算機能があります)
• 食品加工用フライヤー油
  -油の使用量/色と濁度測定を最適化(最大240°C/464°Fまで対応可能)
• 清涼飲料
  -品質管理として充填ラインでの最終工程モニタ
  -色素注入あるいは混合の制御の色度測定
• ブランチャ
  -水中のでんぷん含有量にもとづき、補給水をモニタ/最適化
• 果物ジュース
  -果物ジュース中の固形物/果肉濃度をモニタ
• 乳製品
  -製品標準化のための乳脂肪のモニタと制御

境界検出と相分離

シングルチャンネル吸光光度計(optekAS16またはAF16)を使用した精密な工程境界検出は、製品の損失を低減するために現在食品・飲料用製造機器で利用できる最も容易で効果的な手法です。大規模な食品製造施設では、非常に多くの運転切替操作によって、廃棄されてしまう製品と副生産物(混合物)が毎週数十万リットル発生し、ムダになっています。

今日の経済状況では、これを正常な状態に戻すことが収益性の高い事業を維持するためには不可欠です。しかしコスト削減の範囲は製品製造の管理のみでは対応することができない状況です。例えば、配管洗浄用水も消耗品であり、造水と処理には元来コストが伴います。必要以上に廃棄されてしまう製品と水の混合物は、工場排水を処理するコストの相当部分を占めます。工場の立地する自治体も関与しており、総SS量(総懸濁物質量)あるいはBOD/COD、TOCなどの基準値を超過した場合に排水量に応じた課金や、罰金を科することもあります。配管中の通液している液体の境界検出を制御することはコスト削減に有意義であるだけでなく、環境負荷を抑えることにも有益です。

製品品質の向上

インラインで様々な液相を検出するうえで、製品の損失に関する心配はもはや必要ありません。optekのインライン測定を継続的に行うことによって、より短時間での製品の切り替えができます。インライン吸光光度計には従来の導電率測定に勝る利点があります。たとえば、自動排水システムにリレー信号を使う際の応答時間が速くなるとともに、すぐれた再現性を得ることができます。結果として、製品品質やプロセス制御が改善できます。

optekでは工場ごとに異なる液体管理や自動化案件をもとに、カスタマイズしたソリューションを提供します。またoptekは紫外線(UV)から可視(VIS)、近赤外(NIR)まで幅広い波長において相分離アプリケーションを提供します。

おもなアプリケーション

• 乳製品
  -牛乳/水、クリーム/水、ヨーグルト/水の境界検出
• ワイン醸造
  -ワイン/水、水/ワインの境界検出
• 清涼飲料
  -製品/水、水/製品の境界検出
• 果実ジュース
  -ジュース/水の境界検出
• 菓子製造
  -水/牛乳/カラメルの相分離

定置洗浄(CIP)

タンクやポンプ、弁、フィルタ、熱交換器、プロセス配管の洗浄のために、多くの製造設備がCIPシステムを使用しています。CIPを利用することで工場の運転効率が上がり、衛生性が改善でき、製品品質を確保できます。しかし、これらの利点を得るにはCIPプロセスをモニタおよび制御して、加熱や洗浄剤、水の消費を最適化しなければなりません。

CIP最適化

洗浄水(リンス水)の正確な境界測定が有益となる各CIPリターンポイントには、シングルチャンネルNIR吸光光度計(optekAF16-NまたはAS16-N)が設置されるのが一般的であり、精密な各工程の境界検出を可能とします。また、インライン吸光光度計を使うことで、バリデーションルーチンプロセスとして殺菌剤の濃度をモニタしてCIPプロセスを制御し、場合によっては洗浄後の残留物もモニタできます。

殺菌剤の濃度

従来の導電率計では、化学薬品の濃度測定は常に難しいものでした。pH、温度、その他予測不可能な化合物の変化は全て、導電率計に影響をおよぼします。これらの問題に対処するために、工場運転者は十分な殺菌効果を得ようと往々にして化学薬品を大量に投与し、これを除去するためにラインの洗浄時間を延ばしてしまいます。

殺菌剤の最適化

供給ラインにoptekのUV/VISあるいはNIR吸光光度計を設置することで、正確な濃度をモニタし、性能を最適化すると同時に化学薬品の使用量を削減します。また、これらのセンサは濁度、あるいは他の化合物のあらゆる影響を補正できます。
さらに、短い応答時間のため、殺菌剤や水の使用を大幅に削減します。

CIPを使う利点

•水の使用を削減
•殺菌剤消費を削減
•CIPのプロセスサイクル時間を削減
•操作コストを削減
•運転時間の余裕創出
•殺菌剤濃度の常時監視による安全性向上
•短期間での投資回収効果

インライン制御

optekの吸光光度計を使ったインラインの色管理モニタは、色素の投与や除去、品質管理、着色の回避など、精密かつリアルタイムな制御を可能にします。

工程中での色度測定では、工程配管からサンプルを採取し、ラボ内で目視、または卓上機を使って分析するのが一般的です。optekの色度計は直にパイプラインの中で、溶液の色変化を即時的に検出可能です。

利点

-リアルタイムの測定よりラボ分析の必要性が軽減
-製品品質が安定
-プロセス要件に適した測定波長と光路の長さを選択可能
-プロセス変化に対する即時的フィードバック

おもなアプリケーション

• 食用油
  -漂白工程制御/漂白剤投与/ろ過不良の抑制
• ジャガイモの加工
  -カラメル色、アナトーまたはターメリックの投与制御
• 精糖
  -ショ糖の脱色、ファインリカーのモニタ、ICUMSA/RBU色度測定
• 果物ジュース
  -ジュースの色の精密なモニタ

熱交換器のリーク検出

熱交換器のリーク検出は多くの製造機器に関わる重要な利用方法です。全産業において、ppmレベルでの含油濃度測定の需要が高まってきています。この目的に対して、インライン濁度計は確実な解決策として世界的に標準測定方法となりました。

冷却・加熱用熱交換器配管中にoptek濁度計を使用することによって、ピンホールを検出することができ、致命的な故障が生じる前に修理することが可能となります。同様に全工程を停止させる時間を最小限に食い止めるよう熱交換器が停止する時間を計画できるため、操業にかかるコストも削減することが可能です。これらにより、熱交換器の適切な運転を確実に実施し、冷却・加熱配管での微生物発生のリスクを管理することができます。

復水

optek吸光光度計は、復水に粒子が混入していないことを確認し、ボイラーやほかのプロセス機器に再利用できる状態であることを確実にしています。このため、水の使用量を削減し、薬品と排水の量も削減できるため、非常に効果的な工程改善が実施可能です。

漏出

冷却・加熱用媒体として水が使用されている場合、配管からの漏出の可能性が付きまといます。optekインライン吸光光度計は、リアルタイムでのプロセス内のわずかな粒子検出の非常に良い解決方法です。

熱交換器の媒体中に油泡や固形物が混入している場合、TF16-N散乱光式濁度計は全粒子濃度を検出することができます。近赤外(NIR)波長を使用して測定することによって、工程液の色や色の変化によって影響を受けることはありません。optekの機器は最大240°C/464°Fまでの工程液の温度に対応します。

おもなアプリケーション

• 乳製品
  -低温殺菌工程の熱交換器リーク検出
  -蒸発工程中のCOW水モニタ
• コーヒー
  -インスタントコーヒーの蒸発器のモニタ:冷却・加熱ライン中での微量生成物
• 果物ジュース
  -熱交換器リーク検出:冷却・加熱ラインからの漏出
• 甘味料
  -復水中へのショ糖漏出の検出
• 食用油
  -冷却塔を循環している復水中の微量油検出

石油精製・石油化学産業では、インライン色度測定が非常に役立っています。プロセス流体の色度の変化を直接検出して警報を発するので、精油所の要員は、最終生産物の品質に影響するプロセスに急を要する不具合があることがわかるのです。

従来、色度変化のモニタリングは、「つかみ取り法」という技法を用いるか、ASTMやセーボルトなどの色度規格とサンプルを比較する人間の判定に頼っていました。今日ではこれらの測定は、高い精度と信頼性を持つoptekのインラインカラーセンサを使用して行われます。

燃料汚染物質のモニタリング

多くの場合、色度変化は燃料の汚染を示す信号となります。こうした汚染物質をインラインで直接検出することにより、オペレータは、プロセスを修正し、さらなる精製や再蒸留を行うことができます。精油所に複数のインラインカラーセンサを設置することも、汚染源の特定には効果的です。

石油生産物の色度

石油精製・石油化学産業は、生産物の品質の定量化にあたって、特にセーボルト/ASTMカラースケールに頼っています。optekのインラインセーボルト/ASTMセンサは、精油所やパイプライン会社、貯蔵施設において、直接パイプライン内でこれらの色度値の測定とモニタリングを行うことを可能にします。

色度測定

optekAF26デュアルチャンネルセンサは、副波長を使用して背景濁度や、その他の媒体成分の補正を行います。一般に、主波長は色度と背景濁度を検出し、副波長は背景濁度やその他の媒体成分のみを検出します。主波長から基準チャンネルの吸光信号を差し引くと、背景の干渉を受けずに、カラースケールと相互関係を持つ補正済み信号が得られます。

相分離

optekAF26インラインカラーセンサによって得られるリアルタイムデータを使用することにより、パイプラインオペレータは、生産物の希釈や生産物界面の検出を正確に行うことができます。このモニタリングにより、低品質の生産物との混合による燃料品質の低下を防ぐことができます。ターミナル施設を含む生産プロセスの全体を通じて、規格値を確保し、生産物の損失を最小限に抑えるために燃料の色度をモニタすることが可能なのです。

利点

生産物の品質と燃料等級を確保することで、規格外の生産物は最小限に抑えられます。リアルタイムでプロセスの不具合を検出することで、下流設備が保護され、最小の維持コストで最大限の効率が得られます。

自動化

optekC4000コンバータは、最大4mAの出力を使用して計測信号をPLCやプラントDCSに伝送します。PLCやプラントDCSからのリモート信号をC4000コンバータに送り、計測器のゼロ調整や出力信号のホールドを行うことができます。また、PROFIBUS®PA通信が上位機種の制御システムで利用可能です。

蒸留

原油常圧蒸留設備(CDU)の留分の品質は、連続的にモニタする必要があります。optekのインライン光度計を設置することで、精油所は、カラムのピーク性能を維持し、下流での生産物ルを用いて測定され、最も明るい0かの品質を制御することができます。

カラースケール

ナフサ、ガソリン、灯油、ジェット燃料は、最も軽く高品質な炭化水素で、蒸留塔の最上部分から取り出されます。これらは不純物のレベルが低いため、通常は透き通った外見をしています。これらの色度は、セーボルトカラースケールを用いて測定され、値の範囲は最も明るい+30から最も暗い-16までです。適格となる生産物の品質は、一般に+27から+30までとなります。暖房用オイルや軽油、潤滑油は、より重い炭化水素であり、外見は暗い色をしています。これらは蒸留塔の中位部分から取り出されます。
これらの色度は、ASTMカラースケールを用いて測定され、最も明るい0から最も暗い8までの度数をとります。適格となる生産物の品質は、一般に3から4までとなります。C4000コンバータと組み合わせてAF26センサを使用することで、精油所のオペレータは、あらゆるカラースケールで、精製炭化水素のあらゆる色度を連続的にモニタすることができます。これによりプロセスの不具合をリアルタイムで判断できるようになり、プロセスの効率を最大限に高めながら、品質の低い生産物を排除することが可能になります。

汚染の検出

色度が高くなることは、一般に、プロセスの不具合や効率低下から生じた、望ましくない汚染があることを示しています。原油などの重い炭化水素の留分が軽い留分と一緒に上方に運ばれると、徐々に不具合が生じ、ナフサ流体の汚染につながって行きます。汚染されたナフサは直ちに検出しないと、下流に供給されてプラント設備に被害を与え、生産物の品質を低下させることになります。

連続的モニタリング

optekインラインカラーセンサを設置することで、ナフサ流体はリアルタイムで連続的にモニタされます。AF26防爆センサは、不具合やプロセス効率の緩やかな低下によって生じた色度の変化を直ちに検出します。高圧・高温でもこれらの重要な色度測定を行うことができ、サンプルの前処理は必要ありません。

油汚濁水

原油や天然ガスを地下から採取する際には、水・砂やその他の汚染物質など、不要な成分も一緒に採取されます。これらの成分は分離され、分離された成分のうち水の部分は油汚濁水と呼ばれます。油汚濁水は一定量の炭化水素を含んでいます。この炭化水素はさらに分離を行なわないと、廃棄や以後の処理への使用が行えません。厳しい環境基準を順守し、油汚濁水の管理を強化するためには、分離プロセスの様々な時点で水の品質をモニタすることが重要です。optekインライン光度計は、採油プラットフォームや地上水処理施設で、このプロセスをモニタするために使用することが可能です。

油中の油汚濁水分離

optekの水中油〔oil-in-water〕センサは、一般に最終濾過または分離の後に設置され、プロセス効率のモニタリングや、濾液が適切な環境基準を満たしていることの検証を行います。

測定

optekTF16‐N濁度センサは、散乱光技術により、非常に少量の油を検出することが可能です。この技術は、吸光ベースの技術と比べて、水中油滴のような粒子に対する感度がはるかに高いため、望ましいモニタリング技法となります。さらにoptekのインラインセンサは、生産単位のすべてのエリア区分に対応し、ATEXまたはFM証明書が付属します。

利点

optekのインラインセンサは、油汚濁水の品質の変化をすばやく検出することで、再処理コストを最小限に抑えることに役立ちます。同時に、環境汚染に関する罰金の支払いを不要とし、処理量を最大限に高めることができます。

熱交換器のリーク検出

熱交換器の漏れ検出は、多くの処理業者にとって重要な基準アプリケーションです。あらゆる産業の企業で、油や芳香族化合物、溶解していない炭化水素をppmレンジで測定することがますます必要になっています。この用途で、optekインライン光度計は、世界中で高い信頼性を証明しています。

微量の水中油を検出することで、水や凝集液流体の油汚染について事前の警告が得られます。optekTF16-N散乱光式濁度計は、熱交換器の冷却や加熱、再生ラインの微量の汚染を容易に検出することができます。

熱交換器の冷却/加熱ラインでoptekの光度計を使用することで、ピンホール漏れを検出できるようになり、費用のかかる故障が発生する前に修理を行うことができます。また、プロセスダウンタイムが最小になるように熱交換器メンテナンスの計画を立てることができるため、運用コストが減少します。これにより熱交換器の適切な運用が実現され、細菌増殖のリスクが低下します。

コンデンセート

optekの光度計は、凝縮液に汚染物質がないことを確認し、凝縮液をボイラー供給などのプロセスのために再利用できるようにします。これは極めて有益なプロセス強化であり、水使用量、処理薬品、排水コストが削減されます。

キャリーオーバー

プロセス流体の加熱または冷却に水が使用されるエリアではキャリーオーバーの可能性があります。optekインライン光度計は、プロセスの汚染物質をすばやく検出するための優れた手段です。

プロセス流体が、溶解していない油や固形物から構成されている場合、optekTF16-N散乱光式濁度計により、粒子の総含有量を検出することができます。近赤外線(NIR)を測定することで、測定値が色度または色度変化の影響を受けることはなくなります。

UVまたは色度(黄色度)などの他の方法による汚染の検出も、溶解していない炭化水素や油、芳香族化合物では有益になる場合があります。これは、特に、エネルギーや水、化学薬品の使用量を節約するために凝縮液やリボイラーを使用している処理業者に当てはまります。

インラインモニタリング

連続測定用インラインセンサを使用すると、キャリーオーバーを検出し、完全故障が起こる前に隔離することができます。optekのプロセス光度計は、プロセスを保護し、貴重な設備を最大限に活用することに役立ちます。optekの光度計は設置と実装が容易で、短期間で投資利益が得られます。

optekのプロセス光度計を使用すると、設備の保護と、漏れやキャリーオーバーの検出が行えます。また水使用量、汚染リスク、熱交換器ダウンタイム、エネルギー使用量が削減されます。これらは、optekインラインセンサを使用する利点のほんの一部です。

燃料分析

燃料分析は、精製プロセスの非常に重要な部分です。オペレータは、精製燃料中の遊離水や浮遊物を連続的にモニタすることで、フィルタやコアレッサ、セパレータの効率低下や故障を直ちに検出し、他の原因による汚染の存在を特定することができます。

optekデュアルビーム散乱光濁度センサは、配給前の精油所、受け入れ・供給パイプラインターミナル、最終積み込み前の空港で使用されます。実績あるoptekの運用にはリモート入力やオプションのPROFIBUS®PA通信が使われており、optekを採用するとこれらのシステムを遠隔地で使用することが可能になります。

ジェット燃料中の水の検出

プロセス内には、潜在的汚染の原因となるものが沢山あります。ジェット燃料中の遊離水の定量限界〔nominal　limit〕は、一般に0~15ppm(DE)の範囲で、他の燃料はより大きな範囲の耐性を持つ場合があります。optekTF16‐N散乱光濁度センサは、これらの少量の汚染を直ちに検出します。この重要なインライン測定は、リアルタイムで行われ、過酷で危険なエリア区分にも対応します。

燃料のフィルタリング/汚染物の凝集

水や浮遊物は、燃料の生産、移送、積載の際に取り除かれます。これらのプロセス制御にかかわらず、潜在的汚染の原因は依然として存在しています。フィルタやコアレッサの後ろに設置されたoptekTF16‐N散乱光濁度センサは、故障やフィルタ破損を直ちに検出します。その後、汚染された燃料は、さらに処理を行うために貯蔵タンクに送られます。また、汚染されていない燃料は次のプロセスに進みます。