直列型計量機付混合充填システム

1. 概要

直線型計量機は、食品用の自動計量装置であり、直線上に複数の計量ユニットが配置され、レシピに従って原料を一つずつ計量します。グロブール混合・包装システムでは、この装置がライン全体の真の「計量センター」を担っています。システム全体において、この装置には単一の使命がありますが、その使命が下流工程全体の成否を左右します。すなわち、形状・かさ密度・粒子径がそれぞれ異なる複数の原材料を、顧客が定めたレシピの割合に従って、安定的かつ迅速かつトレーサブルに、すべての「混合製品」1個分へと正確に配合することです。例えば、カシューナッツ約30％、アーモンド20％、クルミ20％、ドライクランベリー15％、レーズン15％というナッツミックスのレシピでも、あるいは穀物とドライフルーツを多様な比率でブレンドするシリアル製品でも、直線型計量機は体積ではなく質量で計量するため、密度差に起因する配合比率のばらつきを根本的に解消します。

2. 混合・包装システムにおける位置と価値

混合・包装システムの工程フローは、複数原料の投入 → 配分・計量（直線型計量機） → 集約・混合 → 傾斜搬送 → 包装です。直線型計量機はこのラインの最上流に位置しており、その出力品質は下流で生産されるすべての袋に直接影響します。配分が不正確であれば、その後の混合・搬送・充填工程がいかに高度であっても、その欠陥を補うことはできません。結果として、袋ごとの成分ばらつきやロット間の風味変動が生じます。このため、グロビュール社では、直線型計量機をシステム内で最も厳格な精度要求を持つユニットと位置づけ、ステンレス製プラットフォーム（安定した支持構造とオペレーターの観察用通路を兼ね備えたもの）および保護フレーム（原料の混入を防ぐための隔離構造）と組み合わせています。この3つの要素が、混合作業セルにおける「黄金の三角形」を構成します。

3. 構造と動作原理

グロブール直列式計量機は、各成分を個別の計量チャンネルで独立して計量するモジュール構造を採用しており、これらのチャンネルは並列に配置され、互いに干渉することはありません。各チャンネルは、振動給餌装置、計量ホッパー、ロードセル、排出ゲートおよびその制御ユニットで構成されています。動作は「粗計量＋微調整計量」の2段階方式で行われます。まず高速振動により目標重量の大部分を供給し、設定値に近づくと自動的に低速・微量供給に切り替わり、グラム単位の精度で目標値に収束します。その後、排出ゲートが開き、計量された分量が下方の集積コンベアへ落下します。すべてのチャンネルは、レシピ管理、目標重量設定、補正係数および各チャンネルごとの計量記録を一元的に制御する1台のPLCによって監視・管理されます。

4. 主な特徴

体積ではなく質量による計量

●：ナッツ類とドライフルーツなど、原料の容積密度に大きな差があるため、体積計量ではどうしても誤差が生じます（例：ナッツ類はドライフルーツの数倍の密度を持つ場合がある）。直線型スケールは重量のみを基準として計量するため、長期間にわたって混合比率を安定させます。

独立並列チャンネル

●：各原料に専用のチャンネルが割り当てられており、原料間の混入や相互干渉を完全に防止します。チャンネル数はレシピに応じて4・6・8本が標準で、必要に応じて追加拡張可能です。

二段階微調整給料

●：粗給料で処理能力を確保し、微調整給料で計量精度を担保。生産性と配合比率の再現性を両立させます。

ワンタッチレシピ切替

●：タッチスクリーンに複数のレシピを登録可能。製品ラインの切り替え時に機械的な調整は一切不要です。少量多品種・多フレーバー生産に最適です。

完全なトレーサビリティ

●：各チャンネルごとのロット重量および誤差記録に加え、包装工程での不良検出機能および報告機能と連携することで、すべての袋に「配合履歴ファイル」が付与されます。

インテリジェントなライン連動

●：下流機器から詰まりや供給不足の信号を受信すると、スケールが自動的に給料を一時停止し、堆積や計量サイクルの無駄を防止します。

5．衛生・食品安全設計

食品に直接接触する機械として、直列型計量機はFSMA（米国食品安全近代化法）に基づく衛生設計原則に従って開発されています。食品と接触するすべての部品は、食品級ステンレス鋼（標準：SUS304、オプション：SUS316）で、表面は鏡面仕上げにより製品の付着を低減しています。ホッパーには角が丸められた形状と完全溶透溶接を採用し、異物の滞留箇所を排除しています。また、ホッパー、フィーダートラフ、排出ゲートは工具不要のワンタッチ式で迅速なシフト終了後の清掃および全点検が可能です。電気部品およびロードセルは高防塵・防水性能（IP等級）を備え、洗浄環境にも耐えられます。さらに、本機には木材部品や剥離する塗装を一切使用しておらず、異物混入を根源から防止しています。

6．ライン連携

直線型計量機は単体では動作しません。グロブール製ステンレス製プラットフォームに搭載され、高さを確保した構造により「計量＝排出」を実現する重力式フロー設計を採用しています。得られた計量結果は、傾斜コンベアおよび包装機の制御にフィードバックされ、すべてがリズムよく連動して運転します。保護フレームがドアの開放や危険区域への人員侵入を検知すると、計量機は即座にインタロックし、同時に停止して安全性を確保します。このような深く統合された設計により、混合ライン全体がまるで一台の機械のようにスムーズに稼働します。

7．対象製品および用途

● レシピに従って複数種類のナッツをブレンドしたミックスナッツ

● 一定の比率で異なるドライフルーツを組み合わせたミックスドライフルーツ

● 複数のフレーバーを含むスナックミックスの小袋詰め製品

● 多種類の原料を正確な割合で配合する必要がある、マルチグレインシリアルなど

● 物理的に原料を分離する必要がある、厳格なアレルゲン管理が求められるレシピ食品

典型的なケース：顧客が、カシューナッツ20 g（±0.5 g）、アーモンド15 g、ドライクランベリー10 gを常に含むスナックミックスの袋を必要としている場合。直線型計量機の各チャンネルが設定値に応じて並列で計量し、下流工程で各成分を自動的に混合・充填することで、毎分数十袋もの均一な製品を生産します。

8．参考技術仕様（プロジェクトごとに設定可能）

9．グロブールについて

グロブール・サンイタリー・コンベア・ピーティーイー・リミテッド（上海リンガン設備製造有限公司）は2019年に設立されました。当社のコアエンジニアリングチームは、食品用搬送・包装機器分野で10年以上の実績を有しており、「衛生第一・安全第一」という設計理念を掲げています。当社製品はFSMA衛生設計ガイドラインに準拠し、混合・計量から搬送、包装に至るまで、一貫したトータルソリューションを提供します。

10．選定とサービス

グロブールでは、原料試験、レシピに基づく計量設計、全工程のレイアウトおよび据付・試運転に至るまで、ワンストップのサービスを提供しています。ご希望のレシピと生産能力要件をお知らせください。その条件に最適な直列型計量装置の構成をご提案いたします。