製造工程での水分測定とは？オンライン・連続測定の考え方をわかりやすく解説

完成品の検査と工程中の測定は目的が違う

完成品の水分を確認する場合は、 製品が所定の水分状態になっているかを確認することが主な目的になります。 一方、工程中の水分を測定する場合は、 水分がどのように変化しているのかを把握することが重要になります。

水分は製造工程の途中でも変化する

水分は、乾燥、加熱、冷却、保管、原材料の状態、 周囲環境などによって変化する場合があります。 そのため、完成品だけを見ていると、 工程中に起きた変化を把握しにくいことがあります。

工程測定では「変化を捉える」ことが重要

製造工程で水分を測る場合は、 一つの測定値だけではなく、時間の経過にともなう変化を見ることがあります。 これによって、通常時の状態と異なる変化が起きていないかを確認できます。

抜き取り測定は工程を「点」で見る

ある時点で採取したサンプルを測定することで、 その時点における水分状態を確認できます。 一方、測定していない時間帯の変化までは直接把握できません。

オンライン測定は工程を「線」で見る

工程上で連続して測定すると、 水分が時間とともにどのように変化しているのかを把握できます。 そのため、水分値の推移や一時的な変化などを確認できます。

両方を組み合わせる考え方

抜き取り測定とオンライン測定は、 必ずしもどちらか一方だけを使う必要はありません。 基準となる水分値を確認する測定と、 工程中の変化を把握する測定を組み合わせる方法もあります。

原材料の水分を確認する

原材料の水分は、 その後の製造工程に入る前の状態を確認するために測定できます。 原材料の状態が変化すると、後工程の水分状態にも影響する場合があります。

乾燥工程の前後で確認する

乾燥前後で水分を比較すると、 乾燥によってどの程度水分が変化したのかを確認できます。

工程途中で変化を確認する

工程途中で水分を測定すると、 乾燥や加工による水分の変化を継続して把握できる場合があります。

完成品の水分を確認する

完成品の測定では、 製品が定めた水分状態になっているかを確認するために利用します。

水分のばらつきを把握する

水分値を時系列で見ることで、 水分が一定の範囲で推移しているか、 変動が大きくなっていないかを確認できます。

工程条件との関係を見る

水分の変化を、乾燥温度、ライン速度、供給量などの工程条件と合わせて見ることで、 工程条件の変化と水分との関係を確認できる場合があります。

通常とは異なる変化を早く見つける

通常時の水分推移を把握しておくと、 いつもと異なる上昇や低下を確認しやすくなります。 これを工程の確認や異常の早期把握に利用できる場合があります。

記録したデータから工程を振り返る

水分測定値を継続して記録しておけば、 後から工程の状態を振り返ることができます。 製造条件や品質結果と照らし合わせることで、 工程改善につながる情報を得られる場合があります。

測定値だけでなく工程条件と一緒に見る

水分値の変化だけを見るのではなく、 そのときの温度、ライン速度、供給量、乾燥条件などと合わせて確認すると、 水分変化の要因を考えやすくなります。

測定・記録・監視をつなげる

水分を継続的に測定し、その値を記録・監視することで、 現在の工程状態だけでなく、過去との比較もできるようになります。

測定値を工程条件の調整に利用する

工程の状態と水分値との関係が確認できれば、 水分値を工程条件の確認や調整に利用することも考えられます。 ただし、どのように調整するかは工程や制御方法によって異なります。

何を測るのか

測定対象となる材料や製品、 水分範囲、状態などを明確にします。

どこで測るのか

測定値を工程の代表値として扱える場所か、 測定したい変化が現れる場所かを確認します。

測定位置に代表性があるか

対象物の場所によって水分が異なる場合、 一部分だけを測定した値が対象物全体を代表しないことがあります。 材料の流れや分布を確認して測定位置を決める必要があります。

基準となる水分値をどう求めるか

オンライン測定を工程管理へ利用する場合、 測定値が実際の水分状態をどの程度表しているのかを確認することが重要です。 基準となる水分測定方法との関係を確認します。

品種や工程条件が変化するか

品種、材料、配合、工程条件などが変わる場合は、 その変化が測定値へ与える影響を確認する必要があります。

測定値を何に利用するのか

品質確認、記録、監視、異常検知、工程条件の調整など、 最終的な利用目的を明確にしておくと、 必要な測定方法やシステム構成を考えやすくなります。