画期的な漂白剤充填：SFXB 6000本/時防錆生産ライン 事例分析

大容量の需要の高まりに応えて 化学薬品包装SFXB（Xuebapack）は、1時間あたり6,000本（1L）のボトルを充填できるカスタムの漂白剤充填ラインを設計しました。ボトル解砕機から防錆充填機、キャップ、ラベル貼付、コンベアまでを網羅したこのターンキーシステムは、腐食性の高い次亜塩素酸ナトリウムを安全かつ効率的に取り扱うために特別に設計されました。次亜塩素酸ナトリウム溶液（漂白剤）は、ステンレス鋼やアルミニウムなどの一般的な金属に対して高い腐食性を示すため、お客様のニーズを満たすには専門的な防錆エンジニアリングが必要でした。新ラインでは、化学腐食を防ぐため、不活性プラスチック（PVC/PVDF）とテフロン（PTFE）製の接触部品を採用しています。当社のエンジニアリングチームは、PLC自動化、HMI制御、社内設置サポートを含む完全統合ソリューションを提供し、操作性と安全性を確保しながら、お客様のパフォーマンス目標を満たしました。

顧客のニーズと課題

大手工業用洗浄剤メーカーである顧客は、製品の品質と安全性を維持しながら生産量を増やす必要がありました。既存の手作業/混合プロセスがボトルネックとなっていました。主な要件は、高スループット（1Lで6000BPH）、投入からパレタイジングまでの完全自動化、そして100%の漏れのない漂白剤充填でした。特に重要なのは、すべての接液部品が漂白剤の強い酸化特性に耐える必要があることでした。（塩素濃度が500ppmを超える次亜塩素酸ナトリウム溶液は、多くの金属やプラスチックに対して腐食性があります。）顧客は以前の充填機とバルブの急速な摩耗を経験していました。メンテナンスのためのダウンタイムに加え、作業員の曝露を避ける必要性から、耐腐食性充填機の緊急のニーズが生じました。また、清掃しやすい表面や密閉式ガードなど、産業衛生および安全基準にシステム全体が準拠する必要もありました。要約すると、このプロジェクトでは、 カスタム設計されたターンキーライン これにより、腐食性液体の梱包の効率と信頼性が劇的に向上します。

漂白剤充填生産ラインの技術概要

生産ラインは、以下の主要コンポーネントでモジュール化されており、それぞれが 6000 BPH (1 L ボトル) 用に選択またはカスタマイズされています。

防錆漂白剤充填生産ライン

漂白剤充填生産ラインの設備配置2D図

• ボトルアンスクランブラー – 高速アンスクランブラーインフィードが空ボトルをコンベアに送り込みます。XBLPシリーズ高速ボトルアンスクランブラー（モデルXBLP-150）は、300～1000mLボトルを最大150本/分で処理します。PLC/HMI制御と柔軟なインフィード機構により、ツール交換なしで様々なボトル形状に対応できます。フレームとコンベアは研磨仕上げの304Lステンレス鋼製で、構造強度と周囲環境への基本的な耐性を備えています。

ボトルアンスクランブラー

• 耐腐食充填機 – システムの心臓部は、腐食性物質用に設計された16ヘッドのギアポンプ充填機です。サーボモーター駆動の産業用ギアポンプを使用し、連続定量注入を行います。16個のノズルそれぞれが1Lボトルに充填し、1時間あたり6,000本のボトルを充填するように同期されます。充填は、タッチスクリーンインターフェースを備えたシーメンス製PLCによって制御されます。材質の適合性が重要で、接液部（ポンプブロック、バルブ、パイプ）はすべて、後述するようにPVDF/PVC/テフロン製です。充填機のフレームはステンレス製です。「ボトルなし、充填なし」のフェイルセーフセンサーにより、液漏れを防ぎます。この16ヘッド構成（標準の10～12ヘッド機をカスタマイズ）は、工場テストで±1%の精度で目標の6,000 BPHに達することが検証されました。（参考までに、1,000 mL範囲の同様のギアポンプ充填機は、ヘッド数に応じて1,000～10,000 BPHに達します。）

耐腐食充填機

• キャッピングマシン 6つのセルフセンタリングヘッドを備えたロータリーキャッパーは、必要な速度でキャップを締め付けます。この機械は、振動式ボウルフィーダーと、締めすぎを防ぐサーボ駆動のトルク制御を採用しています。2つの平行キャッピングスピンドルを備え、6000 BPHの高速回転を容易に達成します。オペレーターはコントロールパネルからトルクとヘッドの高さを設定します。キャッパー本体は304ステンレス鋼製で、耐久性を高めるためにアルマイト処理されたアルミニウムとプラスチック部品が使用されています。

キャッピングマシン

• ラベリングマシン 片面ラップアラウンドラベラーは、感圧ラベルを貼付します。サーボドライブとフォトアイレジストレーションにより、最大6000BPHの速度で動作します。ラベルロールは幅広ディスク（最大直径300mm）に対応し、ラベルの貼付精度は±1mmです。PLC内蔵センサーがボトルの位置を検知し、正確なラベル貼付を開始します。また、テンション制御された巻き戻し機構により、ラベルの平坦性を確保します。この設計により、工具を使わずに様々なボトル径への調整が可能です。

ラベリングマシン

• コンベアとハンドリング ライン全体を通して、PVCベルトを備えたステンレス製コンベアがボトルをステーション間で搬送します。インフィードコンベアには、ボトルゲートと充填機用のスターホイールインデックスが組み込まれています。ラベルが貼られたボトルは、最終アウトフィードコンベアとアキュムレーションテーブルを経て、箱詰めまたはパレタイジング（お客様の下流工程）に送られます。すべてのコンベアは高さと速度を調整可能で、工場の安全衛生要件を満たすステンレス製フレームと保護ガードを備えています。

各機器の主なパラメータは以下のようにまとめられます。

ギアポンプと耐腐食部品を統合した高速多頭式充填機（右）は、漂白剤を1Lボトルに充填します。すべての接液部（ポンプ、バルブ、ノズル）には耐腐食性材料が使用されています。

耐腐食エンジニアリングの特徴

漂白剤の安全な取り扱いは、材料工学と設計によって実現されました。

• 材料の選択: 接液部はすべて非反応性です。ポンプブロックとバルブブロックには、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）またはポリプロピレン（PP）を使用しました（PVDFは優れた耐薬品性で知られています）。フレキシブルチューブとガスケットには、酸化剤に対する不活性性からPTFE（テフロン）を使用しました。メインの充填タンクとノズルもPVCまたはPPを使用できます。実際、業界の設計では腐食性物質にはPPを使用し、ステンレス鋼は避けています。例えば、Landpackの防錆充填機では、PTFEフィードチューブとPVC/PPフレームを使用しています。（チタンは漂白剤と互換性のある数少ない金属の一つであるため、必要に応じてオプションでチタンノズルも使用できます。）
• ポンプとバルブの設計: 密閉式ギアポンプが漂白剤を連続的に処理し、せん断力とデッドボリュームを最小限に抑えます。テフロンコーティングされたチェックバルブとダイヤフラムを採用しています。入口/出口コネクタはPVDF製で、すべてのジョイントにはPTFEライニングの継手を使用しています。PLC制御バルブにはPTFEシールが採用されており、漏れを防止しています。つまり、「漂白剤と金属が接触しない」ため、長寿命が保証されます。
• コンベアとフレーム: 機械フレームは剛性を高めるためSS304を使用していますが、飛沫や蒸気にさらされる接触面はすべてコーティングまたはプラスチック製です。コンベアベルト自体はPVC/PVDF製で、塩素に耐性があります。ステンレス部分はRa≤0.8µmの滑らかな研磨仕上げが施されているため、清掃が容易で、残留物の堆積を防ぎます。
• 筐体と安全性: 充填エリアはポリカーボネート製のガードで覆われており、作業員を煙から保護します。充填エリア下のドリップトレイと密閉型ケーブルグランドが電気部品を遮断します。制御盤はIP65規格に準拠し、耐薬品性カバーで覆われています。この衛生的な設計は、化学処理装置のCIP（Clean-in-Place）基準を満たしています。

プラスチックとフッ素ポリマーを組み合わせることで、このラインは真の耐腐食性能を実現しています。PVDFとPTFEは化学プラントで標準的に使用されているため、このラインでも使用されています。すべてのセンサーとアクチュエータは、ステンレス製またはプラスチック製のハウジングなど、互換性を考慮して選定されています。これにより、漂白剤を使用する環境下でも、最小限のメンテナンスでシステムを継続的に稼働させることができます。

ターンキープロジェクトの実行とオンサイトサポート

SFXB は、すべてのフェーズを管理し、ターンキー ソリューションとしてこのプロジェクトを実現しました。

• エンジニアリングとデザイン: お客様の工場フロアに合わせた詳細なCADレイアウトの作成から始めました。プロセスフロー、機械配置、ユーティリティ（電力、エア、ケミカルライン）を詳細に指定しました。当社のエンジニアは、部品表（BOM）の作成と、リードタイムの長い部品（PLC、モーターなど）の調達をすべて担当しました。お客様のご要望に合わせて、制御盤とHMI画面を作成しました。
• 工場受入試験（FAT）： 出荷前に、当社の工場でライン全体を組み立て、試験を行いました。モックアップ運転では水と不活性液体を充填し、速度、精度、インターロックを検証しました。お客様のエンジニアはビデオ会議で立ち会い、性能を検証しました。
• 配送と設置: SFXBは輸送と通関手続きの調整を行いました。当社のサービスチームは、お客様の工場での設置と調整を監督しました。また、オペレーターがHMIインターフェース、清掃手順、基本的なメンテナンスを習得できるよう、オンサイトトレーニングを実施しました。試運転時には、当社のスタッフが漂白剤を用いてラインのキャリブレーションを実施しました。
• 起動と検証: 設置後、漂白剤を用いてラインを稼働させ、充填PLCのレシピを微調整しました。ボトルの重量を測定し、キャップとラベルがフルスピードで正しく取り付けられることを確認しました。わずかな最適化期間で同期の問題が解決しました。プロジェクトは正式な引渡し書類とユーザートレーニングを経て、予定通りに完了しました。
• アフターサポート: 業界のベストプラクティスに従い、スペアパーツ、トラブルシューティング、そして将来の拡張にも対応いたします。予備のポンプモジュール、PLCバックアップ、消耗品キットもご用意しております。当社の「包括的なソリューション」アプローチにより、お客様は実現可能性の検討から試運転まで、ワンストップで対応いたします。

アンスクランブラー（左）から投入された空の漂白剤ボトルは、コンベア上でインデックスされ、充填機（中央）の下に間隔を空けて配置され、漏れのない正確な投与を実現します。PVC/PVDF素材が漂白剤から保護します。

パフォーマンスの成果とメリット

設置されたラインはすぐに期待を満たし、それを上回る成果を上げました。主な成果は以下のとおりです。

• 生産効率: このラインは1Lで6000BPHの生産能力を安定的に達成し、従来の手動ラインと比較して3倍以上のスループット向上を実現しました。連続自動運転により、シフト間のダウンタイムがなくなりました。PLCレシピメモリのおかげで、ボトルサイズ（1.0Lから0.75L）間の切り替えは15分以内で完了します。
• 一貫性と正確性: 容積充填は、重量に対して±0.5%の精度（仕様範囲内）を達成しました。自動「ボトルなし、充填なし」ロジックにより、液漏れを防ぎ、製品歩留まりを最大化しました。キャッピングトルクセンサーにより、すべてのキャップが損傷なくしっかりと締まり、ラベルは取り扱い中も位置が保持されました。
• 操作のしやすさ: オペレーターはタッチスクリーンインターフェースを直感的に操作できました。PLCのレシピ1つですべての設定値をカバーし、充填量の調整はHMIを数回タップするだけで行えます。システムには自動CIP（サイクルオンデマンド洗浄）機能が組み込まれており、分解することなく迅速に洗浄できます。つまり、ラインは実質的に無人運転で、シフトごとに1人のオペレーターが品質を監視しています。
• 耐腐食性と稼働時間: 稼働1年目において、腐食の問題は発生していません。毎週の点検で、PVDF/PTFE接液部に摩耗の兆候が見られないことが確認されました。過去の経験と比較すると、メンテナンス間隔は長くなり、サーボモーターとエアフィルターへの定期的なグリース塗布のみで済みました。この信頼性により、総合設備効率（OEE）が大幅に向上しました。
• 安全性とコンプライアンス: 密閉された充填材と堅牢なガードにより、作業員は化学物質への曝露から保護されます。複数のステーションに緊急停止装置が設置され、安全性がさらに向上しています。ステンレスとプラスチックの表面は食品・医薬品のクリーン基準を満たしており、お客様は化学プラントの衛生に関する内部監査に合格しています。
• 顧客からのフィードバック: 顧客は、労力を削減しながら生産性を大幅に向上できたと報告しています。ある生産管理者は、「このシステムは時計のように正確に作動し、清掃も簡単です。ホースの漏れや金属腐食の心配もなくなりました。まさに漂白剤処理に最適な設計です」と述べています。こうしたフィードバックは、このソリューションの適合性の高さを裏付けています。

全体として、この投資はスループットの向上、廃棄物の削減、そしてより安全なオペレーションによって迅速な投資回収をもたらしました。ターンキー方式の導入により、お客様は社内設計に手間をかけることなく、ほぼ即座に生産を増強することができました。

SFXB包装機械を選ぶ理由

SFXBは、豊富な経験、専門知識、そしてエンドツーエンドのサービスでお客様に選ばれています。SFXB（XueBa）は、自動液体充填ラインを専門とし、 カスタム、非標準ソリューション当社の強みは次のとおりです。

• 深い業界ノウハウ: 酸から洗剤まで、化学薬品の包装ラインの設計において長年の経験を有しており、腐食性流体や危険物質の課題を熟知しています。
• カスタムターンキーソリューション: すべてのラインはお客様のご要望に合わせて設計されています。設計、製造、制御プログラミング、そしてプロジェクト管理まで、すべて当社が担当します。ある業界パートナーの言葉を借りれば、調達、納品、設置、そしてトレーニングまでを含む「包括的なソリューション」をご提供しています。
• 技術的卓越性: 当社のエンジニアは、最先端のモデリングと衛生設計手法を駆使しています。認証済みコンポーネント（シーメンス/シュナイダー製PLC、パナソニック製サーボなど）を統合し、厳格な品質プロトコルに従って信頼性を確保しています。
• グローバルサポート: 広州に拠点を置いていますが、英語対応チーム、オンライン試運転、そしてタイムリーなスペアパーツ供給により、国際的なお客様をサポートしています。飲料業界から医薬品業界まで、数多くの実績が、この分野における当社の権威を証明しています。
• アフターサービス： 当社は、トレーニングとスペアパーツの提供を通じて、システムの品質保証に万全を期しています。お客様は生涯にわたる技術サポートとドキュメントをご利用いただけます。こうしたコミットメントがお客様との信頼関係を築き、当社がお客様の製品ラインを長年にわたって稼働させ続けることを確信していただけるのです。

要約すると、SFXB は熟練したエンジニアリングと応答性の高いサービスを独自に組み合わせているため、特殊な充填ラインの信頼できるパートナーとなっています。

結論

このカスタムメイドの6000BPH漂白剤充填ラインは、ターゲットエンジニアリングがいかに困難な包装課題を解決するかを示しています。耐腐食性材料と精密機械を用いることで、次亜塩素酸ナトリウムの高速かつ液だれのない充填を実現しました。これは既成の設備では不可能な偉業です。その結果、工業規模で1Lの漂白剤ボトルを安定的に供給できる、安全で効率的な生産ラインが実現しました。ターンキーアプローチにより、お客様は最小限の労力で完全に検証されたシステムを手に入れることができました。この事例は、SFXBの専門知識が腐食性液体包装においていかに信頼性の高い結果をもたらすかを実証しています。私たちは、実績と卓越したエンジニアリングに基づき、需要の高いあらゆる化学用途向けに、同様のターンキー充填システムを設計する準備ができています。

漂白剤充填ラインに関するよくある質問（FAQ）