英国にある大量生産型のスナック菓子工場、例えばリーズのポテトチップス工場、バーミンガムのナッツ加工工場、マンチェスターの焼き菓子メーカーなど、どこへ行っても、製造現場全体で圧縮空気が静かに、しかし重要な役割を果たしているのを目にするでしょう。圧縮空気は、窒素を豊富に含むガスを精密に混合してMAP（ガス置換包装）袋を膨らませ、ビスケットやパフスナックを空気圧搬送ラインを通して優しく送り出し、充填ヘッドを作動させ、ラベル貼付機を途切れることなく駆動します。圧縮空気は、多くの点で、現代の食品包装の目に見えない基盤と言えるでしょう。
問題は、従来の潤滑油を使用するロータリースクリューコンプレッサーでは、オイルエアロゾルと蒸気が空気流に混入してしまうことです。ppmレベルの濃度では肉眼では見えませんが、風味を損ない、腐敗を加速させ、包装内の保護ガス雰囲気を崩壊させ、そして最も深刻なことに、生産ラインを停止させ、ブランドイメージを一夜にして損なう食品安全事故を引き起こすのに十分な量です。食品基準庁（FSA）の枠組み、BRCグローバルスタンダード、そしてテスコ、セインズベリー、オカドが要求する小売業者の行動規範に対応しなければならない英国の食品メーカーにとって、オイルフリーの空気圧縮機はもはや贅沢なアップグレードではなく、唯一正当化できる選択肢なのです。
Ever Power社製オイルフリー空気圧縮機を食品包装ラインに導入し、ISO 8573-1クラス0の空気清浄度を実現
食品包装における油汚染がなぜ許容できない問題なのか
化学反応は容赦がない。鉱物系圧縮油には炭化水素が含まれており、濃度が0.01 mg/m³という低濃度であっても、改質雰囲気包装内のヘッドスペースの化学組成を著しく変化させる可能性がある。窒素充填されたポテトチップスの袋では、酸素濃度を2%以下に低減することが包装工程の目的であるため、微量の油ミストが、綿密に設計されたガスバランスを崩してしまう。油中の脂質と不飽和脂肪酸は、袋に封入されると急速に酸化し、アルデヒドとケトンを生成する。これらの物質は、日常的な空気質検査を行う品質管理ラボでは検出できないほどの低濃度であっても、消費者が異臭として感知してしまう。
風味以外にも、英国における規制はますます厳しくなっています。英国の小売業で承認されている製造拠点の大部分を規制するBRC食品安全グローバルスタンダード第9版では、食品または食品接触面に接触する圧縮空気を監視し、定められた純度基準を満たす必要があると明記されています。国際的に認められている圧縮空気品質のベンチマークであるISO 8573-1では、総油分含有量を5つの等級に分類しています。クラス1では0.01 mg/m³まで許容され、クラス0（オイルフリー空気圧縮機が構造上達成するように設計されている等級）では、制限値がさらに低く設定されているか、機器メーカーが宣言し、独立した試験で検証された値に設定されています。英国の大手食品小売業者は、サプライヤー監査の際に、クラス0を最低限の要件として指定することが増えています。
かつては、活性炭フィルターを備えた潤滑式コンプレッサーで「十分」だと考えられていた。しかし、その考え方は崩れつつある。活性炭層は飽和し、バイパスし、そして多くの場合静かに故障する。英国のスナック菓子・ベーカリー業界における製品回収のコストは、小売店の在庫撤回、食品基準庁（FSA）への届出義務、ブランド修復費用などを考慮すると、オイルフリーコンプレッサーシステムへのアップグレードにかかる総設備投資額をはるかに上回る。今や、責任ある食品メーカーが求めるエンジニアリング基準は、ろ過による緩和策ではなく、真の予防策となっている。
技術性能仕様
オイルフリーコンプレッサーの実際の動作原理と、材質が重要な理由
標準的な潤滑式ロータリースクリューコンプレッサーでは、オイルは2つの役割を同時に果たします。オススクリューローターとメススクリューローター間の微細な隙間を密閉するとともに、熱伝達媒体として機能し、圧縮時に発生する熱を吸収して冷却し、圧縮空気から分離して圧縮室に連続的に戻します。このオイルを取り除くと、根本的なエンジニアリング上の課題が生じます。つまり、汚染物質を混入させることなく、圧縮要素をどのように密閉し冷却するかという問題です。
現代のオイルフリースクリューコンプレッサーで採用されている解決策は、精密に研磨されたローター形状と高度な材料科学にあります。ローターは通常、高強度鋼または特殊グレードのアルミニウム合金で製造され、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）または独自のセラミックハイブリッド化合物でコーティングされており、液体潤滑剤なしで自己潤滑特性を発揮します。寸法公差は非常に厳しく、ローターのクリアランスは動作温度範囲全体で数マイクロメートル以内に抑えられています。ティムケンまたはSKF製のラビリンスシールがギアボックスオイルを圧縮段から物理的に隔離するため、隣接するアセンブリにギアボックス潤滑油が存在しても、それが空気流に混入することはありません。
最新のオイルフリースクリューコンプレッサーの多くは、各段の間にインタークーラーを挟んだ2段圧縮方式を採用しています。第1段では、大気圧から中間圧力（通常3～5バール）まで空気を圧縮し、その後インタークーラーで圧縮熱を除去します。第2段では、最終吐出圧力まで圧縮を継続します。この2段方式により、各段の圧縮比を低く抑えることができ、結果として運転温度の低下とローターコーティングへの負荷軽減につながります。その結果、従来のオイル潤滑式コンプレッサーと同等のオーバーホール間隔で、24時間365日稼働する食品生産環境でも連続運転が可能となり、しかも1立方メートルあたり完全にオイルフリーの圧縮空気を供給できる機械が実現しました。
オイルフリーエアコンプレッサーを選ぶ主なメリット
ISO 8573-1クラス0の純度を保証
圧縮室へのオイル注入がないため、オイルの持ち越しは発生しません。クラス0の適合性は構造的なものであり、下流側のフィルターのメンテナンスには依存しません。
長期的に見てメンテナンスコストが削減される
食品グレードの用途において、オイル交換、オイルセパレーター、および下流の凝集フィルターをなくすことで、同等のオイル潤滑システムと比較して、年間メンテナンス費用を30～451トン削減できる。
BRCおよび小売業者監査の信頼性
オイルフリー空気圧縮機のクラス0認証を提示することで、BRC、SQF、およびTesco Nurtureの監査において、圧縮空気がリスク要因として除外されます。これは、サプライヤー審査において真の競争優位性となります。
製品の保存期間延長
清浄な圧縮空気はMAPガス混合物の品質を維持し、窒素充填されたスナック菓子、コーヒー、ベーカリー製品の市販されている賞味期限を直接的に延長します。
VSDのエネルギー効率が利用可能です
可変速駆動モデルは、モーター速度を実際の需要に合わせて調整することで、包装ラインの生産量が変動する施設において20～35%のエネルギー節約を実現します。これは、英国のエネルギー価格を考慮すると非常に大きな意味を持ちます。
凝縮水処理の複雑さがない
オイルフリーコンプレッサーは、英国の環境規制において「きれいな水」に分類される凝縮水を生成するため、油水分離器や管理廃棄物処理契約は不要となり、現場での法令遵守が簡素化されます。
オイルフリー vs オイル入り：食品包装の観点から
顧客成功事例：ミッドランズのスナック菓子メーカーがクラス0のコンプライアンスを達成
事例研究：メリディアン・スナック社 ― 英国ウェスト・ミッドランズ州コベントリー
背景： Meridian Snack Co. は、英国の大手食料品小売業者 3 社とのプライベート ブランド契約に基づき、窒素充填ミックスナッツパウチとトレイルミックスブレンドを製造する 7,500 m² の施設を運営しています。同社の従来の圧縮空気システムは、高効率の凝集フィルターを備えた 2 台の 37 kW オイル潤滑式ロータリースクリューコンプレッサーで構成されていました。フィルターを定期的に交換していたにもかかわらず、吸気温度が上昇し分離段階からのオイルの持ち越し量が増える夏季には、使用地点でのオイルエアロゾルの測定値が定期的に 0.05 mg/m³ を超え、クラス 1 の制限値を超えていました。
チャレンジ： 大手小売パートナーの技術監査で、圧縮空気システムが重大なリスク項目として指摘され、90日間の是正措置命令が出された。メリディアン社は、次回の監査期間までに、包装ラインのすべての供給ポイントでISO 8573-1クラス0の油純度を達成し、それを文書化する必要があり、さもなければ、年間売上高約420万ポンドに影響を与える可能性のある契約停止に直面することになった。
解決： Ever Power社は、30kWの2段式オイルフリーロータリースクリューコンプレッサー2台を供給・設置しました。これらのコンプレッサーは、1,000リットルの共有レシーバーと、圧力露点+3℃を実現する冷媒ドライヤーを備えた、常用・非常用構成となっています。設置はMeridian社の既存の配管スペースに合わせて設計され、ダウンタイムは計画された48時間の切り替え週末に最小限に抑えられました。
結果： 設置後のオイルエアロゾル試験を英国の認定研究所が実施したところ、使用地点の6箇所すべてで0.001 mg/m³未満の値が得られ、クラス0の基準値を十分に下回りました。その後の小売店監査では、圧縮空気に関して完全なグリーン認証を取得しました。運転ユニットのVSD制御により、年間エネルギー消費量は18%減少しました。メリディアン社のエンジニアリングディレクターは、18ヶ月の投資回収期間は、契約停止の可能性に伴う財務リスクよりも大幅に短いと指摘しました。
お客様の声
「エバーパワーのオイルフリーシステムに切り替えた後、圧縮空気に関するBRC監査の評価が、指摘事項から指摘事項ゼロに改善しました。試運転時の技術サポートは本当に素晴らしく、基本的な知識を改めて教える必要もなく、当社のMAPラインの要件を理解してくれました。」
— ジェームズ・ホロウェイ、エンジニアリングマネージャー
スナック菓子製造業者、英国ウェスト・ミッドランズ地方
「私たちはエジンバラで高度なケアを提供する調理済み食品施設を運営しており、圧縮空気の仕様は譲歩できません。」 オイルフリーコンプレッサー Ever Power社のシステムは14ヶ月間、計画外の停止時間ゼロで連続稼働しています。凝縮水処理だけでも、廃棄物処理業者への費用を大幅に削減できました。」
— フィオナ・マクレガー、オペレーションディレクター
調理済み食品製造業者、スコットランド、エジンバラ
「当社は、ブリストルにあるベーカリーの窒素充填ラインに合わせて、特定の空気受容器容量と一体型乾燥機を備えた完全カスタマイズ構成のシステムを調達しました。Ever Power社のエンジニアリングチームは、当社の設置面積と電力供給の制約に合わせてパッケージを調整してくれました。価格も競争力があり、納期も見積もりよりも短かったです。」
— デビッド・トレント、施設管理者
アーティザン・ベーカリー・グループ、ブリストル、イングランド
当社の製造能力とカスタム構成サービス
Ever Powerの生産施設はISO 9001:2015品質マネジメントシステムに基づいて運営されており、専任のエンジニアリングチームが10年以上にわたり、イングランド、スコットランド、ウェールズの食品メーカーにカスタム仕様のオイルフリー空気圧縮機パッケージを提供してきました。当社はカタログ販売のみのアプローチは採用していません。すべてのプロジェクトは、まず圧縮空気需要調査から始まります。ピーク流量、圧力要件、デューティサイクルパターン、利用可能なプラント室の寸法などを分析した上で、詳細な提案書を作成します。
カスタム機能には、最大40バールまでの非標準圧力設定、乾燥機、フィルター、レシーバーを単一の配管済みパッケージとして統合した特注スキッド構成、アレルゲンに敏感な施設向けのステンレス鋼製内部配管、小麦粉粉塵環境向けのATEX規格準拠モーターオプション、既存のSCADAおよびBMSシステムと互換性のあるリモート監視インターフェース、BRCおよびFSAファイル提出をサポートする完全なドキュメントパッケージ付きのCEマーク付き設置などが含まれます。単一のMAP包装ラインを運用している場合でも、英国全土に複数の拠点を展開している場合でも、当社のアプリケーションエンジニアがお客様のニーズに合わせてソリューションのサイズと構成を決定します。
英国の食品工場に最適なオイルフリーコンプレッサーの選び方
英国の食品メーカーは、スペースの制約、旧式の電気インフラ、厳しい小売業者の行動規範といった複数の要因が重なり、コンプレッサーの選定プロセスは、流量と圧力だけで選ぶよりも複雑になる傾向があります。英国の食品工場の大部分は1980年代から1990年代に建設されたもので、当時は圧縮空気は工場室の設計において後回しにされていました。そのため、多くの工場では天井高が限られており、予備通路が制限された古い415V TPN電気パネル、そして油浸式機械用に敷設された配管が使われています。配管の口径が大きいヘッダーは、システム圧力を再設計することなく、ある程度の圧力降下を許容するように設計されています。
2～4台のVFFS包装機と空気圧搬送回路を備えた英国の一般的なスナック菓子またはベーカリー施設では、VSD付きの22～55kWのオイルフリーロータリースクリューコンプレッサーで6.5～8バールの需要プロファイルを十分に満たすことができ、搬送デューティサイクルに応じて総設置流量容量は3.5～10m³/分となります。毎分200パックを超える高速MAPラインを稼働させている施設では、75～110kWのより大型のユニットが必要になる場合があります。+3℃の圧力露点を持つ冷凍式乾燥機と、単段式粒子状物質および滅菌呼吸空気フィルターを組み合わせることで、処理トレインが完成し、固体粒子、水、油に関してISO 8573-1クラス1:4:1を満たします。これは、英国の食品製造部門でBRC監査員が最も一般的に要求する仕様です。
スコットランドやイングランド北部の工場では、冬季に暖房のないプラント室の周囲温度が定期的に5℃を下回るため、吸気温度管理が重要になります。冷たい吸気は、10℃以下の吸気条件に対応していない一部のオイルフリー設計の圧縮段階で結露の問題を引き起こすからです。Ever Power社の英国向け食品グレード製品群は、周囲温度0℃まで対応できるように設計されているため、補助暖房設備なしで英国の工場のあらゆる環境条件に適しています。
食品包装ラインをクラス0の空気清浄度にアップグレードする準備はできていますか？
Ever Powerのアプリケーションエンジニアが、お客様の英国食品施設特有のニーズについてご相談を承ります。カスタム構成、競争力のある価格、迅速な納期など、ぜひお気軽にお問い合わせください。
gzlによる編集