熱交換装置とは？｜製造工程・商品種別解説 | 食品業界特化型の課題解決マッチングサービス「Food Town（フードタウン）」

FOODTOWNアドバイザーが熱交換装置を徹底解説！

熱交換装置とは？

固体、液体、気体を問わず、熱は高温から低温へ移る性質があります。この性質を利用して、効率的に熱を移動させる装置のことを「熱交換器」といいます。
食品工場において、熱交換器はチューブ状や板状の金属、樹脂などを介して、液体や気体を熱したり、冷やしたりすることで、さまざまな用途に使われます。簡単な原理として例えば、一本の金属管に熱いお湯を通すと管の回りの空気は温められ、温度は上がります。逆に管の中のお湯は空気によって冷やされ、温度は下がります。また、用途に応じて，冷却器，凝縮器，復水器，加熱器，予熱器，蒸発器などと呼びます。

熱交換装置の種類、原理、使用用途について

熱交換装置の主な種類について

1. 板式熱交換器：平板を積み重ねた構造で、熱伝達が板の間で行われます。コンパクトで効率的であり、洗浄が容易なので食品工場などでよく使用されます。

2. 管式熱交換器：管と外側のシェルで構成され、一方の流体が管内を通り、他方の流体が外側のシェルを通ります。多くの応用に使用され、取り扱いが比較的簡単です。

3. 空気冷却器：空気を使って熱を放熱するための熱交換器。水が制限されている環境や設置スペースが限られている場合に適しています。

4. コイル状熱交換器：コイル状の管が使用され、流体がこれを通りながら熱交換が行われます。加熱や冷却に使用されることがあります。

これらの種類は、異なる用途や制約に対応するために選択されます。選択する際には、流体の性質、熱交換効率、メンテナンスのしやすさなどを考慮する必要があります。
熱交換装置の価格について

流体性質、流量、設置スペース等に応じて、熱交換器の選定を行います。
メーカーと協議をして、詳細設計を行い、システムとして検討が必要です。
自社内で要件をまとめ、メーカーへ提出を行い、検討によっておおよその価格が決まります。
熱交換装置の選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

選定ポイント
・効率性、省エネ性
工場の需要に応じた適切な熱交換効率を持ち、エネルギー効率の高い装置を選ぶ必要があります。
・耐久性と信頼性
長時間安定して稼働できる製品を選ぶことでラインの安定稼働に繋がります。
・清潔性
装置が清掃しやすく、食品接触部分が衛生基準に適合していることが求められます。

確認ポイント
・動作確認、調整
装置を稼働させて正常に動作しているかどうかを確認し、必要に応じて速度や効率を調整します。
・安全性
安全装置や保護措置が正常に機能しているかどうかを確認し、従業員の安全を確保します。
・清潔性
食品接触部分が清潔に保たれ、衛生基準に準拠していることが重要です。
熱交換装置導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

トラブル事例：設定温度以上/以下が発生し、品質不具合に繋がった。

原因①：管/プレート内に不純物が沈殿し、つまりが発生している。
原因②：接合部から液漏れがある。
対策①：内部洗浄や機器点検を実施する。
対策②：分解点検を定期的に行い、パッキン交換を実施する。定期的な点検スケジュールを構築する。

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食品加工・製造
熱交換装置

かき取り式熱交換器［スラッシュヒータークーラー］

かき取り式熱交換器［スラッシュヒータークーラー］【製品特徴】・［固形物入り＆高粘度液の処理に最適］　ポンプで送れる物は殆どすべて処理が可能です。粘度20万CP、固形物20mm角までの加熱・冷却が可能です。・［高い伝熱係数］　高粘度でも優れた総括伝熱係数が得られます。処理液物性により、回転ロータ内に冷媒を流すダブルジャケット式とすることで、より効果的な熱交換が可能です。・［ハイサニタリー構造］　分解・組立が簡単で、しかもC.I.P洗浄が可能です。・［多用途に使用可能］　高粘度液体食品の加熱殺菌、冷却、凍結、混和、結晶化等多彩な加工処理が可能です。用途に合わせダッシャー構造、熱媒等を選定いたします。【用途】・［食品製造］　カスタードクリーム、チョコレート、クリームコロッケ、ケチャップ、ソース、ジャム等、濃縮ジュースのフリージング、みそ、タレ類・［その他］　加熱、混和、冷却を必要とする、調理、化粧品、医薬、化学、各分野の製造工程

解決できる課題

品質向上
歩留まり改善
クレーム対策
生産効率改善
菌対策
温湿度管理

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食品加工・製造
熱交換装置

チューブ式熱交換器

チューブ式熱交換器【製品概要】 ●NTA型シリーズ　高伝熱効率及び高耐圧のシングルパスタイプ、広範囲の製品に対応できるタイプです。　焦げ付きやすい製品の長時間連続運転が可能です。 ●NTM型シリーズ　マルチパスタイプで固形物入り及び高粘度製品の処理に適した熱交換器です。　固形物をつぶすことなく、製品処理が可能です。 ●NTD型シリーズ　二重管タイプで比較的小容量の各種調味液及び飲料に適した熱交換器です。　固形物入り製品やペースト状製品等の低粘度から高粘度まで広範囲な液の処理が可能です。

解決できる課題

品質向上
歩留まり改善
クレーム対策
生産効率改善
菌対策
温湿度管理

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食品加工・製造
熱交換装置

スープ冷却器 EQURE（エキュレ）

スープを作ったとき、保存するには大量の水や氷を使って時間をかけて冷ましていることが多いと思います。その時間を一瞬で解消できるスープ冷却器を、ぜひお試しください。一般に調理器具というと加熱に用いられるものがほとんどですが、水のチカラのみでスープを急速に冷却する調理器具を完成いたしました。 ■急速減熱によるメリット　　微生物の繁殖が抑えられ日持ちが良い　　　微生物の繁殖温度帯を一気に通過するため、　　　微生物の繁殖を抑え、日持ちが良くなります。　　乳化したまま冷やすから品質を維持　　　ラーメンスープなどは急激に冷やすことにより、　　　成分が分離せず、乳化したままで冷やすことができます。　　　氷を使わないからおいしさそのまま　　　コーヒー・お茶などは余分な氷を使わずにすむため薄まらず、　　　味・香りをそのままに、冷たい飲み物としてご提供できます。　　設置場所を選ばない省スペース設計　　　省スペース設計で設置場所をえらびません。　　　EQUREを使用した後のスープやお茶は、そのまま冷蔵庫で保管する事もできます。

解決できる課題

利益率改善
経費削減
SDGS対策
品質向上
コスト削減
省エネ対策

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食品加工・製造
熱交換装置

シェル＆チューブ多管式熱交換器

C&T HQN-(2) 1H-(4) 1C-2P型（※標準機）標準交換熱量（△T100℃） 90,000kcal/h 処理能力（120℃） 15L/min（900L/h）処理能力（130℃） 10L/min（600L/h）電熱面積（加熱） 1.3㎡/本供給蒸気量 150～200kg/h 冷却水量別途算出装置内容量（加熱+冷却） 5.75L ホールド部内容量 5L 使用電力 AC200V 50/60Hz 3.0kW 装置設備寸法 W1,950 × D1,100 × H2,150 オプション流量コントロール・ロータリーポンプ・バランスタンク・サージタンク・温度記録計（チャート紙・データロガー）・リターン冷却夕仕様・チタン仕様 ※お客様用途により設計・施工可能です。

解決できる課題

利益率改善
経費削減
人手不足解決
品質向上
コスト削減
歩留まり改善

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食品加工・製造
熱交換装置

食品用プレート式熱交換器 (FXシリーズ)

プレート内の細部にわたりスムーズで商品に優しい液流れにより、均一加熱や素早い液置換特性を実現しました。電解研磨処理が施されたプレートでスケールの付着やコゲつきを防止し、CIPでの洗浄も可能です。

解決できる課題

人手不足解決
HACCP対策
SDGS対策
品質向上
コスト削減
歩留まり改善

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食品加工・製造
熱交換装置

EPJEプレート式熱交換機

フレームはステンレス製で堅牢になっています。据付面積が小さくてすみます。全高が低いので保守、点検が容易にできます。組合せにより過熱、冷却、熱回収等に利用できます。

解決できる課題

経費削減
省エネ対策
省スペース
生産効率改善
温湿度管理
CO2削減

食品加工・製造
熱交換装置

マイ・ホットエアーボックス

骨組みが無い！？10分以内に組立可能な簡易保温庫【マイ・ホットエアーボックス】原料の解凍時間を短くしたいという要望から生まれたマイ・ホットエアーボックス！熱風発生機を取り付けて、熱風を循環すれば庫内温度を一定に保ちます。サイズは、IBC(中型)容器1台分の1500mm角。使い方は無限大！特長① 必要な時に組み立て、不要になった際は分解して格納しておくことが可能なので、スペースも取りません。特長② 1枚辺り2.5kg程度と軽量なので、持ち運びラクラク！誰でも簡単に組み立てが可能です！(組付け時間は5分程度) 特長③ ドラム缶4本を1度に加温できる大容量！

解決できる課題

品質向上
省スペース
温湿度管理

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食品加工・製造
熱交換装置

NT型プレート式熱交換器

NT型プレート式熱交換器流れを変えるニューコンセプト NT型プレート式熱交換器【製品概要】プレート伝熱面で左右異なった波形状（Opti Wave＝最適な波）を採用し、左右流路の圧力損失を変えることで、伝熱面全幅において液流速を均一化し、運転時間の延長と洗浄時間の短縮を実現しました。 ※熱交換プレートNT型は、Kelvion PHE社の製品です。【プレート式熱交換器のウイークポイント】不均一な液流れ従来プレートの波形状では伝熱面出入口から遠いサイドで流速が遅くなる。肩部に液が滞留しやすい。 ※スケールが発生しやすく、連続運転ができない。 ※洗浄しても滞留箇所の汚れが落ちにくい。【Opti Wave（オプティウェーブ）】 Opti Wave ＝最適な波（形状）左右の流路圧力損失を変える事で、伝熱面での不均一な流れを無くし、局部的な汚れが減少長時間連続運転が可能＆ CIPの時間短縮が可能。プレート間のギャップ（隙間）を従来品の63％まで小さくしたフローパターンを実現しました。同等の圧力損失で、同じ処理量の従来品に対しプレート内の流速を速く出来、高い熱効率が得られ、伝熱面積が従来品より削減できます。プレート枚数を減らせます。プレート内の製品ホールド量が従来品より半減します。製品置換・水置換の工程に於ける、製品ロスがホールド量に比例して半減し、歩留まり向上に貢献します。

解決できる課題

品質向上
歩留まり改善
クレーム対策
生産効率改善
菌対策
温湿度管理

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食品加工・製造
熱交換装置

流下液膜式熱回収装置　ReCalo+（リカロ）

工場や施設で出ている温排水をそのまま捨てていませんか？温排水から熱エネルギーを回収し、燃料費やCO2の削減に役立てます。既設の設備への設置も簡単。効果もすぐに実感いただけます。 ReCalo+（リカロ）は各種工場の温排水や高温の源泉の持つ熱エネルギーを回収する装置です。本体に動力がないため、電気や燃料を使用せず高効率の熱回収が可能です。・電力・燃料エネルギーは「ゼロ」　　熱回収装置本体は、電力・燃料は使わずに高効率の熱回収を行います。・ランニングコストは「＋ゼロ」　　通常清掃に専門知識は不要。　　メンテナンス費を大幅に抑えられます。・高効率の熱回収を実現　　流下液膜式熱回収方式で約70％～80％の熱回収率を実現します。・排水に特化したデザイン　　オープン構造で排水が詰まりにくく熱交換部が汚れにくいデザインになっています。・ボイラーの燃料費を削減　　熱回収水をボイラー補給水とすることによりボイラーの燃焼時間を短縮することができます。・環境に優しいCO2大幅削減　　ボイラーの燃料費削減に伴いCO2排出量が削減できます。・メンテナンス性抜群　　内部がユニット式なので洗浄も簡単。点検も目視で実施可能です。

解決できる課題

利益率改善
経費削減
SDGS対策
コスト削減
省エネ対策
省スペース

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食品加工・製造
熱交換装置

ホットパックヒーター小型交換器

▼型式 HPOS-1000 加熱：1000H 標準交換熱量 8,000kcal/h 電熱面積 0.41㎡チューブ内容量 1.39L タンク保有水量 22L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 35kg/h 冷却水量 – 使用電力 AC100V 50/60Hz 0.2kW 装置設置寸法 W350 × D350 × H1,633mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル加熱/冷却：1000HC 標準交換熱量 8,000kcal/h 電熱面積 0.41㎡チューブ内容量 1.39L タンク保有水量 22L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 35kg/h 冷却水量都度算出使用電力 AC100V 50/60Hz 0.2kW 装置設置寸法 W350 × D350 × H1,633mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル Hot&Cool：1000H&C 標準交換熱量 8,000kcal/h 電熱面積 0.41㎡ × 2層チューブ内容量 1.39L × 2層タンク保有水量 35L × 2層設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 35kg/h 冷却水量都度算出使用電力 AC100V 50/60Hz 0.4kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,885mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル ▼型式 HPOS-2000 加熱：2000H 標準交換熱量 20,000kcal/h 電熱面積 1.11㎡チューブ内容量 4.92L タンク保有水量 65L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 60kg/h 冷却水量 – 使用電力 AC100V 50/60Hz 0.2kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,648mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル加熱/冷却：2000HC 標準交換熱量 20,000kcal/h 電熱面積 1.11㎡チューブ内容量 4.92L タンク保有水量 65L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 60kg/h 冷却水量都度算出使用電力 AC100V 50/60Hz 0.2kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,648mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル Hot&Cool：2000H&C 標準交換熱量 20,000kcal/h 電熱面積 1.11㎡ × 2層チューブ内容量 4.92L × 2層タンク保有水量 70L × 2層設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 60kg/h 冷却水量都度算出使用電力 AC100V 50/60Hz 0.4kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,702mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル ▼型式 HPOS-3000 加熱：3000H 標準交換熱量 30,000kcal/h 電熱面積 1.66㎡チューブ内容量 7.38L タンク保有水量 90L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 80kg/h 冷却水量 – 使用電力 AC100V 50/60Hz 0.2kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,873mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル加熱/冷却：3000HC 標準交換熱量 30,000kcal/h 電熱面積 1.66㎡チューブ内容量 7.38L タンク保有水量 90L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 80kg/h 冷却水量都度算出使用電力 AC100V 50/60Hz 0.2kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,873mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル ▼型式 HPOS-4000 加熱：4000H 標準交換熱量 40,000kcal/h 電熱面積 2.22㎡チューブ内容量 9.84L タンク保有水量 120L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 100kg/h 冷却水量 – 使用電力 AC100V 50or60Hz 0.25kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,862mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル加熱/冷却：4000HC 標準交換熱量 40,000kcal/h 電熱面積 2.22㎡チューブ内容量 9.84L タンク保有水量 120L 設定温度範囲 0～93℃ 蒸気量（0.3MPa） 100kg/h 冷却水量都度算出使用電力 AC100V 50or60Hz 0.25kW 装置設置寸法 W500 × D500 × H1,862mm オプションオートリターンバルブ・温度記録計（チャート・データロガー）・チタンコイル