400トン大型食用油タンクにおけるケイ素沈殿防止および品質均一化プロジェクト

直面した課題

1. 大容量タンクにおけるケイ素沈殿

ケイ素は食用油の品質維持に重要な成分ですが、400トンという大容量と長い貯蔵時間により、自然にタンク底部へ沈殿していました。これは単なる混合ではなく、粒子を再分散させる高度な撹拌課題でした。

2. 出荷時期による品質ばらつき

タンク出口が下部にあるため、初期出荷時には沈殿したケイ素が多く含まれ、後期出荷時にはケイ素の少ない油だけが出る現象が発生していました。これは製品ごとの味や品質の一貫性を損なう重大な問題でした。

3. 広いタンク径とデッドゾーン

タンク径が非常に大きいため、一般的な側面撹拌機では中心部や反対側の底部まで流れを届けることが難しく、沈殿物が蓄積するデッドゾーンが発生していました。

SEDNA ENGのソリューション

1. 延長シャフト設計

SEDNA ENGは、ケイ素と食用油の物性を考慮し、効率的な流動を形成するため、SHMモデルの駆動シャフトを大胆に延長しました。これにより、ブレードをタンク中心部近くの深い位置に配置し、渦流がタンク全体へ届くように設計しました。

2. Zero-Deadzone Flow Dynamics

延長ブレードがタンク底部をスイーピング するように流れを作り、強力な上昇流を発生させました。これにより、底部に沈殿したケイ素を継続的に再分散させ、下部デッドゾーンを解消しました。

3. Smart Installation for Large Tanks

400トン級タンクでは上部設置が難しいため、側面設置方式を維持しながら、内部構造の変更を最小限に抑えたカスタムマグネチックソリューションを適用しました。

PROBLEM

SOLUTION

  • 導入結果

01

Perfect Uniformity

400トン全体におけるケイ素含有量のばらつきを許容範囲内に抑え、出荷時期に関係なく均一な品質を実現しました。

02

Effective Sedimentation
Control

延長シャフト技術により沈殿問題を解決し、長期保管時にもケイ素が沈みにくい安定した分散状態を維持しました。

03

Optimized for
Mega-Scale

食用油とケイ素の物性を正確に把握し、それに最適化したカスタムロングシャフト設計を適用することで、大型設備の撹拌効率を最大化しました。

150トン原乳貯蔵タンクのクリーミング防止に向けた側面駆動型ミキシングソリューション

直面した課題

1. アクセス困難な高さとメンテナンスリスク

屋外に設置されたサイロタンクは非常に高く、上部駆動型撹拌機の設置やメンテナンスは危険で困難でした。現実的には、側面設置方式が唯一の選択肢でした。

2. 150トン水圧による漏れ・汚染リスク

タンク側面下部にメカニカルシール式撹拌機を設置する場合、20m分の生乳による大きな静水圧に耐える必要がありました。シール破損時には、生乳の汚染だけでなく、大量漏洩事故につながる高リスク設備となります。

3. 20m上部まで届かない流動

一般的な側面撹拌機は、流体を水平方向に押し出すだけのため、20m上部に発生するクリーミング層まで十分に撹拌することが困難でした。

SEDNA ENGのソリューション

1. 漏れのないサイドマウント型マグネチックミキサー

SEDNA ENGは、高い水圧条件下でも漏れのリスクがない、サイドマウント型マグネチックミキサー「SHMシリーズ」を適用しました。完全密閉構造により、シール破損による生乳漏洩リスクをゼロにしました。

2. CFD解析による設置角度の最適化

150トンの生乳を実際に投入して試験することは困難なため、CFD（数値流体解析）により試行錯誤を最小化しました。シミュレーションデータをもとに、ミキサーの上向き角度を精密に調整し、1.8mの設置高さから発生した流れが20m上部まで到達することを事前に検証しました。

3. 24時間365日の交互運転システム

タンク1基あたり2台のSHMミキサーを設置し、交互運転ロジックを適用しました。2台が交互に稼働することでモーター負荷を分散し、365日24時間、生乳の鮮度を安定して維持できるシステムを構築しました。

PROBLEM

SOLUTION

  • 導入結果

01

Zero
Creaming

CFDで設計された完全な上向き循環流により、長期貯蔵時でも脂肪分離やクリーミング現象を防止しました。

02

Risk-Free
Operation

マグネチック技術により高水圧環境での漏洩リスクを解消し、屋外タンク上部での危険作業なしに、安全な地上メンテナンスを可能にしました。

03

Smart Engineering
Cost Saving

実機での試運転なしに、シミュレーションだけで最適な設置角度と位置を導き出し、プロジェクト期間とコストを大幅に削減しました。

특허받은 롤링 블레이드로 40일 장기 배양의 난제를해결한 산삼 배양근 프로젝트

直面した課題

1. 40日間のリスクと完全密閉

培養期間が40日に及ぶため、途中でごく微細な汚染が発生しただけでも、12トン分の製品を全量廃棄しなければならないリスクがありました。そのため、食品プロセスでありながら、医薬品レベル以上の完全密閉性（Hermetic Sealing）が求められました

2. 表面硬化と成長停止

山参培養根は、培養液の中に浸っている状態でこそ正常に成長します。液面上に露出して空気に触れると、表面が硬化する現象が発生し、有効成分であるジンセノサイド含量の低下や成長停止につながる深刻な問題がありました。

3. 液面検知の難しさ

培養根の成長に伴い培養液が吸収されるため、液面は常に変動します。さらに、タンク内部は培養根で密集しているため、従来のレベルセンサーでは正確な液面高さを検知しにくく、インペラ位置の制御が困難でした。

SEDNA ENGのソリューション

1. SRFT Top-Mounted Magnetic Mixer

SEDNA ENGは、上部駆動型マグネチック撹拌機「SRFT」を適用し、シール摩耗による汚染リスクをゼロにしました。これにより、40日間の長期運転においても、無菌状態を安定して維持できる環境を実現しました。

2. 水位追従型インペラー

センサーを使用せずに液面変動へ対応するため、浮力と機械的構造を活用した特許技術「ローリングブレード」を適用しました。このブレードは液面の変化に合わせて自動的に上下し、常に液面付近に位置しながら、表面に浮いた培養根を培養液の中へやさしく戻します。

3. Optimized Oxygen Transfer

マグネチックミキシングにより、下部スパージャーから供給される酸素を培養液全体へ均一に分散させました。これにより、高密度培養環境においても、培養根が十分な酸素を吸収できるようにしました。

PROBLEM

SOLUTION

  • 導入結果

01

表面硬化現象の低減

ローリングブレードが24時間連続で液面上の培養根を適切に湿潤させることで、表面硬化率を50％以上低減し、高品質な培養根の収穫を実現しました。

02

オートレベリング機能の実現

複雑なセンサー制御を使用せず、インペラが自ら液面を追従するスマートな設計により、工程の自動化と管理のしやすさを同時に確保しました。

03

高純度ジンセノサイドの生産

安定した培養環境を構築することで、目標としていたジンセノサイド抽出水準を上回り、プロジェクトを成功裏に完了しました。

既存プロセスを変更せずに完全密閉を実現した鳥インフルエンザワクチンプロジェクト

直面した課題

1. ウイルス封じ込め（Containment）とシーリングの限界

鳥インフルエンザウイルスを取り扱う工程の特性上、 外部への漏えい防止に向けた気密性の維持が最優先課題でした。
しかし、従来のメカニカルシール（Mechanical Seal）方式では、 微細な液漏れリスクが存在し、より高度な密閉技術が求められていました。

2. バリデーション維持と上部スペースの制約

既に検証済みのプロセス（Validated Process）を維持するため、 タンク下部の改造が必要となる一般的なボトム型（Bottom）マグネチックミキサーの適用は困難でした。
既存の上部駆動方式をそのまま維持しながら、 シールレス構造を実現できる撹拌機が求められていました。

3. 粘性の高い卵タンパク質の洗浄難易度

原料である卵タンパク質は粘度が高く、設備内部に付着しやすい特性があります。

そのため、構造が複雑な上部設置型撹拌機でありながらも、デッドスペースなく完全なCIP（定置洗浄）およびSIP（定置滅菌）を実現するという厳しい条件が求められました。

SEDNA ENGのソリューション

1. SRFT Series（特許取得済み 上部設置型マグネチックミキサー）

SEDNA ENGは、日本・米国・中国で特許を取得した**上部設置型マグネチックミキサー（SRFT）**を提案しました。 本製品はタンク上部に設置されますが、マグネチックカップリング方式を採用することで、隔壁を介して内部と外部を完全に隔離します。メカニカルシールを使用することなく、高い密閉性を実現します。

2. 既存設備との完全互換

SRFTシリーズは、従来のメカニカルシール式撹拌機とほぼ同等のヘッドスペース（Headspace）となるよう設計されています。 そのため、C社ではタンク本体の改造や大規模な配管変更を行うことなく、撹拌機のみを交換し、既存のバリデーションデータを維持したまま密閉性能を向上させることができました。

3. CIP/SIP Optimized Body Design

お客様の懸念を解消するため、シャフトと駆動部の接続部を特殊設計し、洗浄液が隅々まで行き渡る構造を実現しました。 実際のCIP/SIP試験において、タンパク質残渣を残さず、完全な洗浄性および滅菌性能を実証しました。

PROBLEM

SOLUTION

  • 導入結果

01

漏洩ゼロ

マグネチック技術の採用により、ウイルス漏洩リスクを根本から遮断し、プロセス安全性を最大化しました。

02

バリデーション継続性

タンク改造のない1:1交換により、プロセス再検証にかかるコストと時間を大幅に削減しました。

03

完全な衛生性

粘着性の高い卵タンパク質プロセスにおいても、残留物のないCIP/SIP性能を実証し、現場の懸念を信頼へと変えました。

欧州の培養肉（Cultured Meat）量産に向けた10トンクラス大型培養槽プロジェクト

直面した課題

1. 工場天井高の制約

10トン規模のタンクは大型である一方、工場建屋の高さ制限により、上部にモーターを設置するスペースがありませんでした。下部スペースを活用しながらも、大容量の流体を制御できる強力な駆動部が必要でした。

2. 組織形成のためのせん断制御

培養肉は、細胞が集まり組織を形成する必要があるため、せん断応力（Shear Stress）に極めて敏感です。低回転でも高粘度の培養液を均一に撹拌できる、大型ブレード（Ø1000）の設計が不可欠でした。

3. 交差汚染を防ぐ衛生設計

食品として扱われる培養肉の特性上、残留物による交差汚染は大きなリスクとなります。液溜まり（Liquid Pooling）のない排水構造と、部品の隙間に培養液が浸入しない完全なシーリングが求められました。

SEDNA ENGのソリューション

1. Bottom-Mount & Custom Large Impeller

上部スペースの制約を解決するため、下部駆動型（Bottom-Mounted）マグネチックミキサーを採用し、モーターと減速機をタンク下部に配置しました。また、低速回転でも十分な流動を生み出せるよう、Ø1000サイズのカスタム大型インペラを設計しました

2. EHEDGレベルのHygienic Design

せん断力を最小限に抑えながら洗浄性を高めるため、インペラブレードだけでなく、ボルトヘッド部まで曲面で滑らかに加工し、スーパーポリッシングを施しました。さらに、特殊エラストマーシーリングを適用し、部品内部への液体浸入を遮断することで、EHEDGガイドラインに適合する衛生性を確保しました。

3. 液溜まりのない完全排水構造

タンク底部の形状に合わせてインペラ下部を精密に加工し、排出時に残液が残らないZero-Pooling構造を実現しました。

PROBLEM

SOLUTION

  • 導入結果

01

スペース制約を完全に解決

下部駆動方式により、工場の増築なしで10トンスケールアップを実現しました。

02

細胞生存率と組織形成を最適化

ボルト一つまで配慮した表面処理と低せん断設計により、培養肉の組織形成に最適化された環境を構築しました。

03

グローバル物流・設置を完遂

韓国で製作した精密大型設備を欧州現地まで安全に輸送・設置し、グローバルプロジェクト対応力を証明しました。

欧州の培養肉（Cultured Meat）量産に向けた10トンクラス大型培養槽プロジェクト

直面した課題

1. 酸素移動効率の限界と設備負荷

急激な菌体増殖のタイミングで、溶存酸素不足が繰り返し発生していました。これを補うために過剰なエアレーションを試みましたが、既存コンプレッサーの容量が限界に達し、高額な大容量コンプレッサーの増設が避けられない状況でした。

2. シール摩耗と汚染リスク

高速回転が求められる発酵プロセスの特性上、既存の上部撹拌機に使用されていたメカニカルシールの摩耗による異物混入リスクが継続的に懸念されていました。

3. スケールアップ工程の不安定性

パイロット段階とは異なり、10kL大型タンクでは流体フローのデッドゾーンが発生していました。特にアンモニア投入時にタンク下部へ沈降する問題があり、全体的な混合均一性が低下していました。

SEDNA ENGのソリューション

1. Down-Flow強化型インペラ設計

SEDNA ENGのエンジニアリングチームは、CFDシミュレーションを通じて、Down-Flow（下向流）を最大化する特殊インペラ形状を適用しました。これにより、気泡が液面へすぐに浮上することを抑制し、タンク下部へ強く循環させることで、気体の滞留時間（Gas Hold-up）を大幅に向上させました。

2. メカニカルシールのない完全密閉構造

マグネチックカップリング方式を採用することで、高速回転時にも摩耗部品が発生しないクリーンなプロセスを実現しました。これにより、汚染リスクを根本から遮断しました。

PROBLEM

SOLUTION

  • 導入結果

01

溶存酸素（DO）移動効率の向上

インペラ形状の最適化により、同一のエアレーション条件でも酸素移動効率を高め、コンプレッサー負荷を低減しました。

02

コンプレッサー容量マージンの確保

限界に達していた空気注入量に余裕を確保し、大型コンプレッサー増設に伴う投資費用（CAPEX）を削減しました。

03

プロセス安定性・再現性の向上

アミノ酸生産の重要工程である増殖区間において、安定したDO維持が可能となり、バッチ間のばらつき低減と生産性向上に貢献しました。