【食品加工機械向け試作】ステンレスや樹脂パーツを衛生基準に沿って開発

食品加工機械向け試作におけるステンレスや樹脂パーツの重要性

食品加工機械は、消費者の健康と安全を守るために非常に厳しい衛生基準を満たす必要があります。
そのため、食品加工に使用する機械の試作段階から、高い衛生基準を考慮したステンレスや樹脂パーツの開発が求められます。

ステンレスは、その耐腐食性や強度、そして衛生管理のしやすさから食品加工機械の部品として頻繁に使用されています。また、樹脂パーツも、その成形の自由度や軽量性、非粘着性などが評価され多くの場面で活用されています。

これらの材料を使用して、いかにして衛生基準を満たす機械を試作し、本生産に移行できるかが重要です。

ステンレスパーツの試作開発

ステンレスの選択理由と特性

ステンレスはクロムを含む合金で、これにより酸化皮膜が形成され、錆びにくい特性を持っています。この耐腐食性は食品の酸やアルカリに対しても有効で、食品加工環境で必要な強い洗浄や熱にも耐えられます。

また、ステンレスは高温にも強く、調理や滅菌工程での溶出リスクが低い点が評価されています。さらに、金属部分の接合は溶接により行われることが多く、その施行のしやすさも利点です。

試作段階での留意点

ステンレスで部品を試作する際は、板厚や表面仕上げに細心の注意を払う必要があります。まず、試作品が使用される環境条件に応じたグレードのステンレスを選択することが重要です。

次に、部品の表面仕上げは微細な凹凸を最小化することがポイントとなります。これにより、清掃の効率が向上し、細菌の付着や蓄積を防げます。

ステンレスの加工工程

ステンレスの加工は、切削加工、プレス加工、溶接など多岐にわたりますが、特に清掃しやすい形状を実現するための設計が重要です。溶接については、熱影響部（HEZ）の管理が必要です。

HEZは結晶粒の粗大化やシリコンや炭素の偏析のリスクを高めるため、適した溶接方法と、その後の適切な熱処理を行う必要があります。これにより高い表面の衛生性能を確保できます。

樹脂パーツの試作開発

樹脂の選択理由と特性

樹脂は軽量でかつ、加工しやすいことが特長です。食品安全基準をクリアするための特別なグレードの材料が必要とされ、特にFDA規格やEUの規制に従った材料を選ぶことが重要です。

さらに、樹脂は非粘着性であり、食品の流動や不着性を考慮した設計が行えます。これにより、細菌の繁殖を抑えることができます。また、カラーバリエーションが取れることも樹脂の魅力です。製品の識別を容易にするため、作業効率が向上します。

試作段階での留意点

樹脂を用いた部品の試作では、食品と直接接触する部分の耐熱性、耐薬品性をしっかりと確認する必要があります。また、樹脂の分子構造により化学的侵食に強度が左右されるため、試作時に耐久性テストも重要です。

さらに、樹脂成形時のゲート位置や冷却時間、肉厚部の冷却むら等に留意して、内部応力を最小限に抑える必要があります。これにより、試作パーツが設計どおりの耐久性と形状精度を保つことが可能です。

樹脂の加工工程

樹脂パーツは、射出成形、押出成形、圧縮成形などの手法を用いて製作します。射出成形では金型精度が製品の出来を左右するため、金型設計から射出条件に至るまで綿密な計画と実行が求められます。

また、後加工（溶着、切削等）を考慮して予め設計しておくことが、耐久性と機能性を高める重要なポイントとなります。

試作開発から量産へのステップと課題

試作段階で開発したステンレスや樹脂パーツが、いかにして量産に向けて最大限の効率と品質を確保するかが製造業の鍵となります。実質的な量産に移るためには、試作時に問題となった技術的な課題を解決し、コスト効果を図る工程の最適化が必要です。

技術的な課題への対応

試作段階で発見された課題への対応は、量産移行をスムーズにするための重要なポイントです。各種検査（寸法、強度、耐熱性、化学的性状）はデータを基にフィードバックされ、設計見直しと加工条件の最適化に反映されます。

また、新たな試作が必要である場合には、迅速にプロトタイピングを行う適応力が求められます。これにより不具合の早期発見と迅速な解決が図られます。

コスト効果を高める生産スケールの確保

試作で得られたデータを元に、生産規模の拡大に伴う経済性を確保することは、製造業の生命線です。部品の共用化、ムダのないライン設計、及び製造ラインの自動化を駆使し、いかに最小の投資で柔軟な生産体制を構築するかが鍵です。

運輸からライン移行、工程管理そして最終検査まで、トレーサビリティを確保するためのITシステムの強化が求められます。以上の工程を通じて、迫り来る消費者の需要に応え、安定供給を実現していくことが製造業に携わる者の責務であるといえます。

まとめ

食品加工機械におけるステンレスや樹脂パーツの試作は、厳格な衛生基準を満たすための重要かつ挑戦の多いプロセスです。各種材料の特性と適切な加工条件を理解し、試作段階から量産へスムーズに移行することが求められます。

そして、工程管理とトレーサビリティの確保により、高品質で安全かつコスト効果の高い製品を市場に提供することが、製造業の使命であり、お客様の信頼を勝ち取るカギとなるのです。