搾乳のデジタル化：持続可能な方法で噴霧乾燥を行う
21 Mar 2023
噴霧乾燥は、牛乳や乳製品を安定した使いやすい粉末として保存することができ、冷蔵しなくても安全に保管できる優れた方法です。しかし、噴霧乾燥プロセスは、大量の熱風とエネルギーを必要とします。そこで GEA では、全体のエネルギー消費量を5～10％削減できるソフトウェアソリューションを開発しました。
乳製品を安全で利用しやすいものに
牛乳は栄養価が高いですが、新鮮な牛乳や牛乳を使った食品は多くの人にとって健康的な食生活の重要な一部である一方、乳製品は常温ではすぐに腐敗してしまいます。冷蔵保存された乳製品や飲料でさえも、数日以内に使い切らなければなりません。また、コールドチェーンが必要なため、短距離以外の輸送にはコストと物流の負担がかかります。
その解決策のひとつが、乳製品を常温で安定した製剤に加工することです。そのための一つの方法は、牛乳から水分を除去することです。何十年もの間、業界では新鮮な牛乳や牛乳をベースにした食品を、保存期間の長い汎用性の高い粉末乳製品に加工する効果的な方法として、噴霧乾燥を用いてきました。これらの製品は、栄養価をすべて保持したまま、常温で保存することが可能です。さらに、粉末として直接使用することも、あるいは水に戻しても、簡単に使用することができます。
噴霧乾燥の乳製品は、冷蔵の必要がないだけでなく、水分が除去されているため体積が少なく、長距離輸送のコストが大幅に削減されます。そのため、乳幼児や成人の命を救う栄養源として、牛乳ベースの栄養粉末を世界中の人々がより利用しやすくなる可能性があります。
エネルギー効率の向上
消費者として私たちは、粉末状の乳製品が美味しく、保存期間が長いことを当然のことと考えています。しかし、メーカーにとって噴霧乾燥は複雑なプロセスであり、異なるレシピや粉体配合ごとに、正確な粉体特性を損なわないよう適切に制御および調整する必要があります。
噴霧乾燥は、熱風を利用して液体製品から水分を蒸発させるものです。これはエネルギー集約型のプロセスですが、GEA の専門家は数十年にわたり、噴霧乾燥プラントのエネルギー消費を確実に抑える持続可能なソリューションの開発にたゆまぬ努力を続けています。相対的なエネルギー消費量の削減を支援する方法のひとつは、一定量のエネルギー投入で噴霧乾燥機を最大生産性で動作させ続けることです。
GEA のデジタル高度プロセス制御ソリューションである GEA OptiPartner は、噴霧乾燥機の相対的なエネルギー消費量を削減するために、オペレーターがプロセスをよりスムーズに実行できるよう支援します。このシステムは、主要な作業パラメータをリアルタイムで継続的に監視し、微調整して、噴霧乾燥プロセスを安定した状態に保ちながら、最高の効率で稼働させます。その結果、効率と生産性が向上し、すべての重要な点が安全に保たれます。
10％の生産性を即座に得ることができます
当社のお客様は、噴霧乾燥機に GEA OptiPartner を設置することで、同じ量のエネルギー入力で製品出力を増加させ、相対的に5％のエネルギー節約を達成できることを実証しています。エバポレーター用に追加の GEA OptiPartner モジュールを設置することで、エネルギー節約をさらに高めることができます。エバポレーターは噴霧乾燥機よりも水を除去するエネルギー効率が高く、GEA OptiPartner を使って蒸発器の効率を最適化すれば、噴霧乾燥機で除去すべき水の量がさらに少なくなります。つまり、エバポレーターと噴霧乾燥機の両方に GEA OptiPartner モジュールを導入することで、プロセスの生産性を10％向上させることができるのです。その効果は、ほとんどすぐに現れるでしょう。
GEA OptiPartner 噴霧乾燥機モジュールに加え、エバポレーター用 GEA OptiPartner モジュールを使用することで、生産性をさらに向上させ、相対的にエネルギー効率を10％改善させることができます。
デジタルツールと自動化
プロセスの自動化とデジタルツールの開発は、研究開発と製造の両方の場面で、産業の多くのセクターに、生産性と持続可能性を日々向上させる新しい方法を提供しています。デジタルツールは、安定性や効率性から在庫管理、機器の使用状況、メンテナンスのスケジュールに至るまで、製造プロセスのさまざまな側面を監視および監督することができます。統合されたデジタルツールは、工程に異常が発生した場合にオペレーターに事前に警告を発することができます。これにより、生産ラインを停止する前に問題を特定し修正することができます。 ツールによっては、スタッフトレーニングのスケジュールやレポート作成の自動化も可能です。重要なのは、今日のソフトウェアは、環境に配慮しながら貴重な原材料の生産性を最大化することで、よりスリムで環境に優しい生産を可能にするということです。
GEA OptiPartner は、噴霧乾燥機の最適化を自動化します。さらにオートパイロットのように機能して、プロセスを監視するだけでなく、最先端のプロセスモデルを使用して、重要なパラメータを計算し、人が達成できるよりもはるかに速くリアルタイムで調整します。エンジニアは、プロセスを監視するユーザーフレンドリーなフェースプレートを見ながら、他の生産作業に時間を割くことができます。
資本的支出なし
デジタルツールは、一般的に SaaS（Software-as-a-Service）として提供されるため、資本支出はありません。むしろお客様は、プラットフォームに対する更新可能なサブスクリプションを取得します。
中断を最小限に抑えます
同様に、GEA OptiPartner は「Optimization-as-a-Service」として提供されているため、GEA の専門家がセットアップ、メンテナンス、アップグレードのすべてを実行します。生産ラインに新しい省エネ機器や部品を導入する場合、工場の停止や追加のエンジニアリングが必要になるなど、長いプロセスが必要になることがありますが、GEA OptiPartner のような最新のデジタルツールは、ほとんど混乱なく統合することができます。そのため、GEA OptiPartner ソフトウェアのインストールと設定を行っている間も、噴霧乾燥ラインでの生産は通常通り行うことができます。既存の噴霧乾燥機やエバポレーター制御システムに組み込まれると、それ以上の介入は必要ありません。GEA OptiPartner は、起動時に自動的に実行され、製品、プロセス、レシピの仕様に適合します。
デジタルツールは、通常、ベンダーがリモートで監視し、更新することも可能です。OptiPartner を使用することで、GEA の専門家は噴霧乾燥プラントがどのように機能しているかを把握し、お客様に包括的なレポートを提供することができます。システム全体を常にリモートで監視しているため、必要に応じてアドバイスやトラブルシューティングを行うことができます。
GEA OptiPartner は、私たち GEA がより良い世界を実現するために行う、小さいながらも重要な方法です。少しずつでもエネルギーを節約することは、大いに効果があります。
