真空充填機とは
真空充填機とは、充填機の1種で、真空を利用して製品を充填する機械のことです。
特に、食品など酸化しやすいものに対して効果があります。真空充填機は、酸素を取り除いた状態で充填することにより、品質の安定化を図ることが可能です。
例えば、ジャムの瓶の蓋が固くて開けにくいとき、ジャムが真空充填されていることが要因です。瓶の中が真空状態になっているため、開封時に抵抗感が生じます。
真空充填機は食品だけでなく、化粧品や医薬品など、酸素との接触による劣化が懸念される製品にも使用されます。また、真空状態で充填することで、製品の鮮度や風味を長持ちさせる効果も期待できます。
真空充填機の使用用途
真空充填機は、主に酸化を防ぐことが目的で使用されます。真空充填機は、酸素との接触を防ぎ、酸化を抑制できるため、特に食品業界で多く利用されています。酸素が原因となる食品の劣化を防ぐことで、品質を維持し、消費者に安心な製品の提供が可能です。
また、真空充填機と同様に、窒素置換充填という方法も存在します。容器の中に窒素を封入し、酸素を追い出すことで酸化を防ぐものです。ただし、窒素を使用する分、コストが高くなるため、真空充填機が低コストで効果的な方法として好まれています。
真空充填機は、食品業界だけでなく、化粧品や医薬品など、酸素による劣化が懸念される製品にも適用されています。真空充填によって、製品の鮮度や風味、効果が維持されるため、幅広い分野での利用が期待できるでしょう。
真空充填機の原理
真空充填機の原理は、圧力差を利用して容器内に液体を充填する仕組みで成り立ちます。まず、容器内の気体を吸い込み、減圧して追い出すことで容器を真空状態にし、液体側のバルブを開き、配管側と容器側の圧力差が発生します。圧力差により、配管から容器へと液体が引き込まれる仕組みです。
真空充填の利点としては、容器の場所を取らないことが挙げられます。ただし、ピンホールと呼ばれる小さい穴が開いてしまい、中の液が漏れるリスクもあるため注意が必要です。
真空を発生させる方法は、真空ポンプとエジェクターです。真空ポンプはモーターの回転力を利用して真空状態を作り出し、偏心した場所にある回転翼やルーツ型ポンプなどが使用されます。
一方、エジェクターはベンチュリ効果を利用して真空を発生させます。エジェクター内は部分的に絞られた構造となっており、駆動流体であるエアーが高速で通過することで、部分的に真空状態が生じる原理です。
真空充填機の種類
真空充填機は主にシングルヘッド真空充填機、マルチヘッド真空充填機、ロータリー式真空充填機、重量式真空充填機の4種類があります。
1. シングルヘッド真空充填機
シングルヘッド真空充填機は、1つの充填ヘッドを持つ機械で、容器ごとに個別に真空充填が行われます。小規模な生産ラインや多品種少量生産に適しており、コンパクトな設計でスペースを節約できるのが特徴です。
2. マルチヘッド真空充填機
マルチヘッド真空充填機は、複数の充填ヘッドを持ち、同時に複数の容器に充填が行えるため、大量生産に適した機械です。充填速度が速く、生産効率が高い利点がありますが、設備投資が高くなることがデメリットです。
3. ロータリー式真空充填機
ロータリー式真空充填機は、回転するテーブル上に容器を置き、充填ヘッドが順番に充填を行う方式です。連続的な充填作業が可能で、中・大量生産に適しています。また、高速で充填できるため、生産効率が向上します。
4. 重量式真空充填機
重量式真空充填機は、容器の重さを測定しながら充填を行う機械です。充填量の精度が高く、一定量の製品を容器に充填することが可能です。特に、高粘度の液体や固形物を含む製品の充填に適しています。
参考文献
https://engineer-education.com/pump-19_vacuum-pump/
https://www.osaka-ya.com/basic/
https://www.jutenki.com/news/sinkuujyuten/
http://www.hokuto-mfg.com/product/item04.html