導電率センサのアプリケーション

水処理の使用事例

EnviroFALK GmbHは、30年以上にわたり世界中の幅広い産業用に水処理システムを設計・製造しているメーカーです。ifmのさまざまなセンサを導入して複雑な水処理プロセスを監視し、超純水の水質の安定を維持しています。
そこで重要な役割を担っているのが、導電率センサLDL101です。これは、製品品質やプロセス信頼性に水の純度が大きく影響するアプリケーションに最適なセンサです。この導電率センサでプロセスの水中イオン濃度を監視し、イオン交換器のカートリッジ交換の時期を把握できます。

AEM型水電解装置の濃度測定の効率化

ProPulsは、水素製造用のテストベンチ構築や革新的な高圧電解装置の研究開発など、自動化技術分野において包括的なサービス提供しています。

同社は現在、水素製造で水素と酸素を分解するアニオン交換膜（AEM）水電解装置のテストベンチ構築プロジェクトに取り組んでいます。水素製造の高効率化には、プロセスにおいて水と電解液を最適な比率で安定的に混合することが重要です。タンク内の電解液濃度が高すぎると、膜にかかる負荷が増大し、腐食のリスクが高まります。一方、水の割合が多すぎると電解性能が低下し、プロセス全体の効率が損なわれます。

この最適な混合比率を維持するために、導電率センサLDL400が使用されています。センサは混合タンク内の導電率を監視し、測定値を混合状態を示す指標として利用します。

アプリケーションレポート：H2 Powercell

スタートアップ企業のH2 Powercellは、気候変動全体の解決策の重要な一部になるとされる、水素の普及拡大に取り組んでいます。同社は、気候中立な未来の実現に向け、次世代のエネルギー供給システムの開発に取り組んでいます。

その1つがH2PowerCubeです。装置内部で水を電気分解して水素を製造し、タンクに貯蔵します。電力需要の発生時は、この水素貯蔵システムを活用してPEM低温燃料電池により電力と熱を生成します。H2PowerCubeは、太陽光発電のようなグリーン電力による完全発電が可能です。この自己完結型の水素コージェネレーションシステムを、ifmのセンサ技術が支えています。例えば、水素製造に必要な超純水の水質を、導電率センサLDL101で監視します。これにより、環境負荷をかけずに、超純水から純度の高い水素を製造することが可能になります。

不純物のない超純水洗浄

Maschinenbau Silberhorn GmbHは、ドイツを拠点にグローバル展開するSliberhorn Groupの一員として、工業部品の洗浄システムの開発・構築を専門としています。
最終工程に不純物を残さない、超純水のすすぎによる非常に精密な洗浄システムも取り扱っています。水資源の有効利用で環境に配慮し、プロセスに供給した超純水をタンクに回収して繰り返し再利用します。超純水の水質を維持するためには、イオン交換器で常時水をろ過します。フィルタ性能とろ過した超純水の水質監視に、導電率センサLDL101が導入されています。センサで導電率の上昇によるろ過能力の低下を把握し、イオン交換器のカートリッジ交換のタイミングを最適化することが可能になります。

持続可能な洗浄による資源保護

MAFACは、工業部品の洗浄要求に適合するさまざまな機能を備えた、湿式の単槽洗浄機を取り扱っています。
ifmの導電率センサLDL220は、同社のMAFAC Palmaモデルに搭載され、重要な役割を担っています。資源の有効利用のため、洗浄プロセスで使用した洗剤を回収して一時的にタンクに保管し、複数回再利用します。再利用のためには、汚れが一定レベルを超えないよう洗剤を適切に管理する必要があります。そこで、ifmのLDL220により洗剤の汚れの状態を監視します。洗浄が完全に行われるよう導電率を常時監視し、規定値に達すると洗剤を交換します。

設備の循環冷却水供給システムのアプリケーション事例

以前、グリコール／水の混合液を使用して温度制御ユニットを冷却していた工場がありました。この工場では、配管に堆積する塩分やスケールにより、温度制御装置の重要部分に詰まりが発生することが課題となっていました。詰まりで流量が減少して冷却能力が局所的に低下し、冷却対象部品に品質トラブルが発生していました。
現在は、冷却媒体を超純水に切り替えています。超純水はスケールが形成されないため、配管内の残留物を確実に除去できます。しかし、時間経過とともに超純水にも残留物が蓄積します。この課題を解決するため、導電率センサLDL101を導入し、超純水の水質を監視しています。導電率の上昇を早期に検出することにより、プロセスに新しい超純水を補給する時期を把握できます。

状態に応じた洗浄が可能なCIPプロセス

ある乳製品の製造工場では、チーズなどの生乳の加工設備に最新技術を導入しています。その中に、ifmの導電率センサLDL220があります。
製造工程では、温度と導電率2つのプロセス値が重要です。設定温度に達してから洗浄サイクルが開始されるため、温度は工程の重要なパラメータとなります。一方、導電率は、製造ラインの最終洗浄工程である水によるリンス工程の進行状況を示す指標として利用されます。 センサで洗剤を完全にすすいだことを検出し、残液混入による牛乳などの製品汚染を防ぎます。

こうして、実際の状態に基づいた洗浄により、プロセスの持続的な最適化で一貫した品質を維持すると共に、水と電力の使用量を削減できます。

界面検出による効率化

食品製造設備を中心に扱うあるプラントメーカーは、導電率センサLDL100でCIPシステムの設備効率を大幅に向上させています。センサにより、導電率の変化を検出して媒体の界面を区別できます。これにより、洗浄プロセスに投入する薬品と水の使用量の最適化が実現します。

植物の生育管理

GaTechは、Lüllingenを拠点に、先進的な園芸技術を専門に灌漑や暖房・空調設備、水・施肥システムのソリューションを提供しています。同社では、エネルギー効率化と省資源技術を活用し、プランニングから施工・メンテナンスに至るまで、園芸事業者の総合サポートを行っています。

ハウス栽培では、植物が健全に生育するために、潅水量と施肥量を正確に管理する必要があります。また、量だけでなく、液肥のミネラル濃度も重要です。灌漑システムでミネラル濃度の過不足が発生すると、植物の生育不良や枯死のリスクを招きます。

そこで活躍するのが、導電率センサLDL400です。常に導電率を監視することで、肥料のミネラル濃度を管理し、規定範囲内に維持します。設定値から逸脱した場合は、安全弁を閉じて施肥を停止します。制御用に追加したもう1台の導電率センサLDL400により、安全性を最大限に高め、異常の兆候を見える化します。

正確な塩分濃度管理による安全な養殖

SENECTは、安全で持続可能な水産資源の確保に向け、革新的な養殖技術を開発する企業です。IoTコントローラ・センサ・フィルタなどを組み合わせることで、循環式養殖システムをトータルに構築できます。同社は、エンドユーザーであるInfiniteSeaの循環式養殖システムの設計から導入までを手掛けました。

InfiniteSeaは、世界初の持続可能な循環式都市型養殖施設です。ほぼ完全な水の再利用とサプライチェーン短縮により、資源を節約し環境負荷を抑えながら、ブリの最適な養殖環境を実現しています。

ブリは海水魚であるため、水中の塩分濃度を一定に保つ必要があります。蒸発や継続的なろ過による塩分損失を補うため、水槽へ戻す前に塩水を加えて水を調整します。

人工海水の精製は、塩水貯蔵タンク内で混合して行われます。ここでは導電率センサLDL400を使用し、導電率を監視することで、人工海水の塩濃度を適切に維持しています。

高分子凝集剤の調整

ISV Umweltは、ドイツのランゲスハイムに拠点を置き、移動式バイオマス脱水設備を仮設または常設用途向けにレンタル提供しています。同社の脱水プロセスの中核を担うデカンタ型遠心脱水機は、強力な遠心力によって下水汚泥中の結合細菌や固形物を分離します。分離性能を最適化するため、汚泥には高分子凝集剤を添加します。

凝集剤は汚泥の性質に合わせた調質が重要になり、脱水結果だけでなく、設備の運転コストや環境性能にも大きく影響します。高効率化を実現するため、ISV Umweltは高分子成分と水を最適な比率で混合する革新的な調製ステーションを開発しました。

その混合比率の判定に導電率センサLDL400が使用されています。混合液の導電率が設定値に達すると、中間タンクに貯蔵し、必要に応じて取り出します。