導入事例：製油工場：近赤外プロセスアナライザー

Page 1:抽出効率の最大化による収益の改善製油工場における NIR-Online®の利用ブンゲ製油工場：NIR-Online®プロセス近赤外分析計による生産管理要約菜種油の生産で利益を上げる方法は単純です。「菜種原料からできるだけ多くの油を搾り出す」方法を実行するだけです。油・穀物業界の世界最大手のひとつ、ブンゲ社のドイツ法人であるブンゲ・ドイチュラント有限会社［写真 1］は、NIR-Online®プロセス近赤外分析計によるリアルタイム工程管理で油の抽出量を最大限に増やし、利益を上げることに成功しています。1. はじめにブンゲ・マンハイム製油工場は、同一の生産ライン 2本を稼働させて 1 日あたり 3500 トンの菜種を処理し、2000 トンの菜種粕（飼料用の加工原料）と 1500 トンの原料油（バイオディーゼル油や精製食用油の原料）を生産しています。工程の最初の段階で、菜種は搾油機を通されて圧搾粕と圧搾油になります。しかし、油の総量のうちおよそ 3 分の 1 はまだ圧搾粕の中に残っています。そのため、圧搾粕はエネルギーと時間を要する抽出工程に送られます。この抽出工程には、コストの制限があります。抽出が進むにつれて油の生産量が減るため、コストに見合わなくなってしまいます。圧搾粕の残存油分をコントロールして利益の最大化を図ることが、ブンゲ社にとって極めて重要になります。2. リアルタイムで工程パラメーターを最適化では、残存油分の量をどのように管理すれば利益の最大化を図ることができるのでしょうか？ 「以前はこの問いに満足のいく答えはありませんでした。われわれが工程管理に使っていたのは、ラボでの分析、例えば核磁気共鳴分光法などに限定されていたからです」と説明するのは、ブンゲ・ドイチュラントの生産部長、モーリツ・リュッケ氏です。「この分析は、時間がかかるうえに特定の時点を指し示すだけなので、リアルタイムでの介入は不可能でした」。NIR-Online®プロセス近赤外分析計［写真 2］の設置後、上述の状況は劇的に改善されました。分析計がすべての圧搾機と抽出器の出口に直接取り付けられ、油だけでなく圧搾粕中の水分量も 1 日 24 時間、週 7 日のリアルタイム測定が可能になったのです。測定の際、サンプルと分析計が接触することはありません。測定用の窓越しに近赤外線が連続的に照射されます。そして、例えばチェーンコンベア上の圧搾粕からの反射光写真 1：年間 110 万トンの油糧種子加工能力を持つブンゲ・マンハイム製油工場は、ヨーロッパ最大の製油工場のひとつです。写真 2：NIR-Online®プロセス近赤外分析計センサー

Page 2:抽出効率の最大化による収益の改善製油工場における NIR-Online®の利用ブンゲ製油工場：NIR-Online®プロセス近赤外分析計による生産管理を、ダイオードアレイ検出器で記録します。反射光の強度と油や水分の含有量には相関があるため、自動的に信号が処理され、分析値がリアルタイムでブンゲ管理室のオペレーターの前に表示されます。NIR-Online®の測定値は、マンハイム製油工場の工程管理システムに直接的に組み込まれており、工程最適化のカギになっています。ブンゲ・ドイチュラントで種子加工部門の生産副部長を務めるローラント・バウアー氏が、わかりやすい例を挙げてくれました。「圧搾粕の水分含有率が高いほど、その後の抽出段階で油を抽出しにくくなります。例えば圧搾粕の水分レベルが許容値を超えていることがわかると、管理室のオペレーターが即座に介入して、工程上流の調整段階で菜種をもっと乾燥させることができるのです」。また、抽出段階の最後に出る菜種粕を分析している別の NIR-Online®近赤外分析計から送られる測定値により、最終的に取り出された油の割合が直接表示されます。さらに、NIR-Online®近赤外分析計のソフトウェアは使い勝手の良さが特徴で、この点は菜種加工の基準値を連続的に算出しているブンゲ社のラボチームにとって特に重要なポイントになっています。3. 爆発性雰囲気でも安全かつ高精度で測定圧搾粕に残った油の抽出には、溶媒として、極めて可燃性の高い液体であるノルマルヘキサンを使います。NIR-Online®プロセス近赤外分析計は ATEX 指令のガス防爆認証を取得済みで、防爆対策が必要な環境にも問題なく設置することができます。これによる極めて大きな利点は、ブンゲ・ドイチュラントのラボ責任者であるクラウス・クラーヴン氏の次の言葉がよく物語っています。「他の分析システムは耐振動性がなく、ATEX のガス防爆認証もありません。そのため防爆キャビネット内に据え付けられていて、実際の測定位置とは光ファイバーで結ばなければなりません。NIR-Online®装置と比べると非常に複雑なので、測定信号がずっと弱くなり、測定精度も劣ります」。4. リアルタイム制御で利益が増加ビュッヒの NIR-Online®近赤外分析計により、ブンゲ社は菜種の圧搾から抽出までの生産工程をリアルタイムで完全に制御できるようになりました。具体的には、工程が最適な条件でまわっているか -- すなわち圧搾粕から最大限の量の油が取り出されているか -- を直接判断することができるようになりました。NIR-Online®近赤外分析計を使うことで、管理室のオペレーターは利益の損失を防ぐための是正処置をすぐに取ることが可能です。「従来の分析方法では結果判明まで約 1 日かかり、分析結果がサンプリング時の一時的な状態を反映しているのか工程全般の状態を反映しているのかの判定ができませんでした。言い換えると、工程の状態に関するリアルタイムな情報を知らずに生産していたのです」とモーリツ・リュッケ氏は力を込めて話します。写真 3：左からモーリツ・リュッケ生産部長、ローラント・バウアー生産副部長、ラボのクラウス・クラーヴン室長

Page 3:抽出効率の最大化による収益の改善製油工場における NIR-Online®の利用ブンゲ製油工場：NIR-Online®プロセス近赤外分析計による生産管理ブンゲ社の責任者たち［写真 3］は、菜種油生産工程の真の最適化がはっきりと利益増につながっていることを認識しています。それはすべて、NIR-Online®近赤外分析計による圧搾・抽出プロセスのリアルタイム連続制御がもたらしたものです。5. 制御ポイントを増やし、さらなる増収へブンゲ社のマンハイム製油工場では今年、油の精製工程のリアルタイム・モニタリングのために新たなNIR-Online®プロセス近赤外分析計［写真 4］を設置する計画です。圧搾油の脱ガムと脱酸の段階全体で、分析計によりリンと遊離脂肪酸の濃度を測定します。工程の改善可能性はかなり大きいと考えられます。ブンゲ社は 1 日に 1500 トンの原料油を生産しており、うち 70％は外部企業でさらに処理を重ねてバイオディーゼル油になり、30％は自社工場での食用油生産に使われます。6. ブンゲ・ドイチュラント有限会社ブンゲ・ドイチュラント有限会社は、世界有数の穀物商社であるブンゲ・グループのドイツ法人です。穀物の供給と加工、食用油、飼料、食品の生産販売などの事業をグル―バルに展開しています。マンハイム製油工場は 1887 年に南ドイツの 9 つの中小製油工場が合併して誕生し、以来、拡大と近代化を続けてきました。ユニリーバとセレオルの傘下を経て2002 年にブンゲ・グループに買収され、2004 年に「ブンゲ・ドイチュラント有限会社」と改名。年間110 万トンの油糧種子加工能力を持つブンゲ・マンハイム製油工場は、ヨーロッパ最大の製油工場のひとつです。7. 展望ブンゲ社は NIR-Online 近赤外分析計をヨーロッパ各地の自社工場の大部分に導入しており、世界各地の工場にも設置を広げはじめています。8. お問い合わせより詳しい情報は、お近くのビュッヒにお問い合わせいただくか、弊社ウェブサイトをご覧下さい。（www.buchi.com/nir-online）写真 4：X-Cell とチラーを搭載した NIR-Online 近赤外分析計