食品工場では、製品を決められた重量で正確に計量することが、品質の安定や歩留まりの向上につながります。また、人手不足への対応や生産性向上を目的として、自動計量設備の導入を検討する企業も増えています。 その中でも、多くの食品工場で採用されているのが「コンピュータスケール（組み合わせ計量機）」です。 コンピュータスケールは、複数の計量ホッパーで商品の重量を計測し、目標重量に最も近い組み合わせを瞬時に演算して排出する計量機です。スナック菓子や米菓、冷凍食品、惣菜、ナッツ、ペットフードなど、さまざまな食品の計量に利用されています。 ただし、コンピュータスケールは、どの機種を選んでも同じというわけではありません。商品の性質や生産能力、供給方法、衛生管理の方法などによって、適した機種や設備構成は大きく異なります。 ここでは、食品工場でコンピュータスケールを導入・更新する際に、押さえておきたいポイントをご紹介します。
コンピュータスケール導入で期待できる効果
コンピュータスケールを導入することで、次のような効果が期待できます。
食品工場では、原材料価格の上昇や人手不足が大きな課題となっています。コンピュータスケールは、計量作業を自動化して生産効率を高めるだけでなく、過充填や原料ロスを減らすことにも貢献する設備です。
一方で、導入効果を十分に得るためには、コンピュータスケール単体の性能だけでなく、前後の供給設備や包装機、箱詰め工程まで含めて検討する必要があります。
コンピュータスケール選びで重要なポイント
商品に適した機種を選ぶ
最も重要なのは、計量する商品に適した機種を選ぶことです。
同じ食品でも、流れやすい商品と流れにくい商品では、適した供給方式やホッパーの構造が異なります。また、割れやすい商品や付着しやすい商品では、フィーダー、ホッパー、シュートなどの形状や表面処理が、計量精度や製品品質に大きく影響します。
例えば、スナック菓子や米菓では、商品の割れや欠けを抑える構造が求められます。一方、サラダやチルド食品では、洗浄性や衛生性が重視されます。ペットフードなど、かさが大きい商品や計量重量が大きい商品では、大容量のホッパーが必要になる場合があります。
カタログ上の能力や計量範囲だけでは、実際の商品との相性を判断できないこともあります。導入前には、できる限り実際の商品を使用したテスト計量を行うことが重要です。
必要な計量精度と生産能力を確認する
計量精度は、製品品質や歩留まりに直結します。
ただし、単純に高精度な機種を選べばよいというものではありません。商品の目標重量や形状、密度、必要な処理能力に応じて、ホッパー数やホッパー容量を適切に選定することが重要です。
特に、軽くてかさばる商品では、計量精度よりもホッパー容量が機種選定の基準になることがあります。ホッパーに必要量の商品が入らなければ、十分な組み合わせ数を確保できず、本来の計量能力を発揮できません。
また、計量精度だけでなく、1分間に何袋を生産する必要があるのかも確認する必要があります。
コンピュータスケールの処理能力が高くても、後段の包装機の能力が低ければ、包装機がライン全体の処理能力を制限します。包装機に十分な能力があっても、その後の検査、箱詰め、梱包工程などが追いつかず、そこで生産が滞ることもあります。
ライン全体の生産能力は、最も処理能力の低い工程によって決まります。コンピュータスケール単体の能力だけでなく、供給から包装、検査、箱詰めまでの工程全体を確認することが大切です。
衛生性・洗浄性を考慮する
食品工場では、生産終了後や品種切替時に、設備を洗浄することが一般的です。
そのため、防水・防塵性能だけでなく、ホッパーやシュートを取り外しやすいこと、汚れがたまりにくい構造であること、機械内部へアクセスしやすいことなども重要です。
また、コンピュータスケール単体だけでなく、供給機、架台、包装機、搬送設備との接続部まで含めて、洗浄しやすいラインになっているかを確認する必要があります。
洗浄性は、一日の生産終了後だけに関係するものではありません。日中に複数の商品を生産する場合には、品種切替のたびに清掃が必要になります。
商品切替に時間がかかると、その間は生産設備を動かすことができません。短時間で安全かつ確実に洗浄できる設備構成にすることは、設備の稼働時間を増やし、生産性を高めることにつながります。
衛生性と洗浄性は、品質管理のためだけでなく、収益性の高い運用を実現するためにも重要なポイントです。
生産能力に合った設備構成を選ぶ
コンピュータスケールには、機種やホッパー数、供給方式によってさまざまな処理能力があります。
生産能力が不足すると、包装機が商品を待つ時間が増え、生産効率が低下します。一方、必要以上に能力の高い機種を選ぶと、設備投資が過剰になる場合があります。
また、同じコンピュータスケールを使用していても、コンピュータスケールから包装機へ商品をどのように搬送するかによって、実際の生産能力は大きく変わります。
例えば、コンピュータスケールから包装機へ直接自由落下で商品を投入する構成と、コンピュータスケールと包装機の間にバケットコンベヤを設置する構成とでは、商品を排出してから包装機へ到達するまでの時間が異なります。
設備条件や商品によっては、直接投入する構成とバケットコンベヤを使用する構成で、生産能力に大きな差が生じ、処理能力が2倍近く異なることもあります。
工場の天井高さや設備配置などに制限がなければ、コンピュータスケールから包装機へ直接投入する構成は、高い処理能力を確保しやすい方法です。
ただし、既設設備との接続や作業動線、メンテナンススペースなども考慮する必要があります。能力だけで判断せず、工場全体の条件に合った設備構成を検討することが重要です。
操作性・メンテナンス性も重要
食品工場では、複数の作業者が設備を操作することがあります。
操作画面が見やすく、品種登録や設定変更が分かりやすい機種であれば、作業者への教育時間を短縮し、設定ミスや操作ミスを減らすことができます。
また、コンピュータスケールは長期間使用する設備です。日常点検や定期点検のしやすさ、部品交換のしやすさ、メーカーや販売会社の保守体制、部品の供給体制なども確認しておく必要があります。
コンピュータスケールには、多数のプールホッパーや計量ホッパーが使用されています。これらのホッパーは、商品切替や洗浄のたびに取り外すことがあります。
ホッパーの着脱を長期間繰り返すことで、少しずつ変形や摩耗が生じ、開閉不良や商品残留の原因になる場合があります。使用頻度の高い部品については、予備のホッパーや消耗部品を準備しておくことで、故障時の設備停止時間を短縮できます。
設備導入時には本体価格だけでなく、導入後の保守、部品交換、予備品の保有方法まで含めて検討することが大切です。
ライン全体と将来の増設を考える
コンピュータスケールは、単独で使用する設備ではありません。
一般的には、次のような設備と組み合わせて使用します。
・原料供給機
・搬送コンベヤ
・コンピュータスケール
・包装機
・金属検出機
・ウェイトチェッカー
・印字機
・箱詰め設備
そのため、コンピュータスケール単体だけでなく、生産ライン全体を考慮した設備選定が必要です。
また、新しい生産ラインを導入した結果、生産量や受注が増え、さらにラインを増設したいという状況になることもあります。しかし、最初の設備配置によっては、追加設備を設置する場所が確保できない場合があります。
そのような場合でも、既存ラインの間隔を見直したり、作業動線を変更したり、搬送方法を変更したりすることで、新しいラインを増設できることがあります。
設備導入時点で将来の増設を完全に予測することは困難ですが、レイアウト変更や能力増強の可能性を考慮しておくことは重要です。
生産ラインは、一度導入したら完成ではありません。生産量や商品構成の変化に合わせて、継続的に改善していくという考え方が、長期的な生産性向上につながります。
コンピュータスケール（組み合わせ計量機）の仕組み
コンピュータスケールは、複数のホッパーで商品を個別に計量し、それぞれの重量を瞬時に演算して、目標重量に最も近い組み合わせを選択する計量機です。
一般的な計量の流れは次のとおりです。
- 商品を供給装置からコンピュータスケールへ投入します。
- 分散テーブルによって、商品を複数の供給トラフへ分配します。
- 供給トラフからプールホッパーへ商品を供給し、一時的に貯留します。
- プールホッパーから計量ホッパーへ商品を投入します。
- 各計量ホッパーに搭載されたロードセルで、商品の重量を計測します。
- コンピュータが各ホッパーの重量を演算し、目標重量に最も近い組み合わせを選択します。
- 選択されたホッパーだけが開き、商品を包装機などの後工程へ排出します。
この組み合わせ演算によって、高速計量と高い計量精度を両立し、過充填を抑えながら安定した生産を行うことができます。
コンピュータスケールの種類
コンピュータスケールには、計量する商品や生産条件に合わせて、さまざまな種類があります。
円形コンピュータスケール
円形コンピュータスケールは、最も広く採用されている標準的なタイプです。
スナック菓子、米菓、ナッツ、冷凍食品など、幅広い商品の計量に対応します。計量ホッパー数やホッパー容量のバリエーションが多く、目標重量や必要能力に合わせて選定できます。
商品を中央の分散テーブルから放射状に分配するため、各ホッパーへ比較的均等に供給しやすいことも特徴です。
振動フィーダーによって搬送しやすい、流動性のある商品の計量に適しています。
大型商品用コンピュータスケール
大型商品用コンピュータスケールは、一個当たりのサイズが大きい商品や、かさが大きい商品、大容量の計量に適したタイプです。
大型のペットフード、冷凍食品、菓子類など、標準的なコンピュータスケールではホッパー容量が不足する商品に使用されます。
ホッパーや供給トラフが大きく設計されているため、大容量の商品を安定して計量できます。
円形コンピュータスケールと同様に、振動フィーダーで搬送できる商品の計量に適しています。
高衛生仕様コンピュータスケール
高衛生仕様コンピュータスケールは、サラダ、チーズ、カットフルーツ、食肉、チルド食品など、特に衛生管理や洗浄性が求められる食品向けのタイプです。
オープンフレーム構造や、汚れがたまりにくいシンプルな構造を採用することで、機械内部へのアクセス性を高め、洗浄や点検を行いやすくしています。
ホッパーやシュートの取り外しやすさ、洗浄後の乾燥のしやすさなども、機種選定の重要なポイントです。
主に、振動フィーダーによって搬送できる商品の計量に適しています。
割れ欠け対策コンピュータスケール
割れ欠け対策コンピュータスケールは、米菓、スナック菓子、クッキーなど、衝撃によって割れや欠けが発生しやすい商品に適したタイプです。
供給トラフやホッパーの角度を緩やかにしたり、商品の落下距離を短くしたりすることで、商品への衝撃を抑えます。
割れや欠けを減らすことで、製品品質の安定や商品ロスの削減につながります。
なお、標準的な円形コンピュータスケールや直列コンピュータスケールにも、落差の低減や緩衝材の使用など、割れ欠け対策のオプションを追加できる場合があります。
専用機だけでなく、標準機へオプションを追加する方法も含めて比較検討することが重要です。
直列コンピュータスケール
直列コンピュータスケールは、ホッパーを直線状に配置した、コンパクトな構造のコンピュータスケールです。
円形コンピュータスケールと比べて機械の高さや商品の落下距離を抑えやすく、省スペース化や割れ欠け対策に適しています。
ホッパー容量が比較的小さいため、数百グラム程度までの製品に使用されることが多いタイプです。
ホッパーへの供給方法には、振動フィーダーによる供給と、ベルトコンベヤによる供給があります。
ベルトコンベヤによる供給は、各ホッパーへ商品を均等に分配することが難しい一方、振動では搬送しにくい粘着性のある商品や、絡みやすい商品の供給に適しています。
ただし、粘着性の高い商品では、ホッパーやシュートへの付着によって、排出不良や計量誤差が発生することがあります。表面処理やスクレーパー、排出構造など、付着対策も合わせて検討する必要があります。
セミオートコンピュータスケール
セミオートコンピュータスケールは、葉物野菜、漬物、水産物など、自動供給が難しい商品に適したタイプです。
作業者が各ホッパーへ商品を投入し、コンピュータスケールが最適な組み合わせを選択して排出します。
商品の供給を作業者が担当するため、絡みや詰まり、商品の状態変化などに早く気づきやすく、機械による自動供給が難しい商品にも対応できます。
一方で、商品供給のための作業者が必要になるため、全自動のコンピュータスケールと比べると、省人化の効果は小さくなります。
自動化の難しい商品を扱いながら、手作業による計量よりも精度と作業効率を高めたい場合に適しています。
卓上コンピュータスケール
卓上コンピュータスケールは、トマト、数の子、たらこなど、機械搬送による傷みや型崩れを避けたい商品の計量に適しています。
作業者が複数の計量皿へ商品を一つずつ載せ、コンピュータが目標重量に近い組み合わせを選択します。選択された計量皿を表示ランプなどで案内し、作業者が商品を取り出して包装します。
商品の状態を作業者が確認しながら計量できるため、形状や品質を重視する商品に向いています。
一方で、組み合わせに使用された計量皿へ、作業者が次の商品を補充し続ける必要があります。作業は、点灯した場所へ次々と商品を載せる動作の繰り返しとなるため、処理能力が高くなるほど作業者の負担も大きくなります。
導入時には、計量精度や能力だけでなく、作業姿勢、手の届く範囲、作業時間、交代要員なども考慮する必要があります。
コンピュータスケール導入をご検討の方へ
コンピュータスケールを選定する際には、機種単体の性能だけでなく、商品の性質、目標重量、必要な生産能力、供給方法、包装方法、洗浄方法などを総合的に検討することが重要です。
また、導入後の保守や部品交換、商品変更、レイアウト変更、将来の増産への対応も、長く設備を活用するうえでは欠かせません。
神戸衡機では、コンピュータスケール単体の販売だけでなく、供給機、搬送設備、包装機、金属検出機、ウェイトチェッカーなどを含めた生産ライン全体をご提案しています。
実際の商品を使用したテスト計量、既設設備との接続、生産ラインの改造・移設、導入後の保守についてもご相談いただけます。
お客様の商品や生産条件、現在のお困りごとを確認したうえで、適した計量システムをご提案します。