サニタリースクリューポンプ汚染ゼロ、洗浄の容易さ、高温滅菌耐性、残留ゼロなどの主要な要件を満たさなければなりません。同社のシーリング システムは、CIP (Clean-in-Place) オンライン洗浄、SIP (Sterilize-in-Place) 高温滅菌、長時間にわたる酸/アルカリ フラッシングなどの過酷なプロセスにさらされます。材料の選択が不適切な場合、回転リングや固定リングの摩耗、ゴムシールの膨張や亀裂、金属部品の腐食破損、その他の欠陥が発生する可能性があります。これらの問題はさらに、材料の漏洩、細菌の増殖、二次汚染、運用コストとメンテナンスコストの上昇を引き起こし、生産ラインがクリーンな生産基準を満たせなくなります。したがって、シール材料の選択には、耐摩耗性、温度および耐食性、衛生グレード、および作業条件の適合性を総合的に考慮する必要があります。
| シール材質 | 主な利点 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| EPDM (エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー) | 耐蒸気性、良好な衛生性能、コスト効率の高い | 乳製品、果汁、純水などの水系メディア |
| VMQシリコーンゴム | 超高温耐性、高滅菌グレード | 医薬品および乳児用食品の高温無菌作業環境 |
| FKMフッ素エラストマー | 耐油性、耐アルコール性、耐強アルカリ性 | 高脂肪およびアルコールを含む食品培地 |
| PTFE（ポリテトラフルオロエチレン） | 強い耐食性、耐パーティクル性 | 酸性、粒状、腐食性物質 |
| WC 炭化タングステン | 超高耐摩耗性、幅広い汎用性 | 従来の食品および医薬品用途向けの一般的な摩擦ペア |
| SiC炭化ケイ素 | 低摩擦、高精度耐摩耗性 | 頻繁な起動/停止サイクルを伴うハイエンドのサニタリー用途 |
| カーボングラファイト | 自己潤滑性、耐高温性、耐腐食性 | 少量の固体粒子を伴う高温作業条件 |
摩擦ペアは、シールの中心となる耐圧性と耐摩耗性のコンポーネントであり、回転リングと固定リングで構成されます。高い強度、耐摩耗性、耐食性、優れた気密性、良好な加工性が必要です。主な材質は以下の通りです。
コバルト、クロム、チタンを主成分とし、結合剤としてコバルトを使用し、業界全体で広く採用されている主流の材料です。コバルトの含有量が多くなると、材料の強度が低下します。一般的なグレードには YG-6、YG-8、YG-15 があり、硬度は 87 ～ 89.5 HRA の範囲です。硬度はハイス鋼の20倍です。高温耐性、低い熱膨張係数、低い摩擦係数、良好な組み合わせ性能を特徴としており、食品、乳製品、液体医薬品のほとんどの従来の搬送作業条件に適しています。
熱処理された合金鋼（3Cr13、4Cr13など）は耐摩耗性と強度が向上し、加工が簡単でコストパフォーマンスが高く、強い腐食のないきれいな水や薄いスラリーでの作業条件に適しています。高ケイ素鉄は 45 ～ 50 HRC の硬度を持ち、硫酸、硝酸、有機酸に耐性がありますが、強アルカリや塩酸には耐えられず、強アルカリ腐食を伴わない酸性環境にのみ適用できます。
極めて低い摩擦係数、優れた摩擦低減性、耐摩耗性、耐高温性、耐食性を備え、世界的に認められた先進の高精度シール材です。主にタングステンカーバイドと組み合わせてシール損失を大幅に低減し、頻繁な起動/停止サイクル、微量の固体粒子、厳しい衛生要件を伴う医薬品や高級食品の搬送に適しています。
高温焼成によって製造された古典的なソフトフリクションペア素材です。実用化するには固有の細孔を含浸改質する必要があり、炭化タングステンや炭化ケイ素と組み合わせることができます。主なグレードとしては、純カーボングラファイトM121（耐熱温度350℃）、エポキシ・フラン樹脂含浸グラファイト（耐熱温度200℃）、金属含浸グラファイトM232L（耐熱温度400℃）などがあります。自己潤滑性、低摩擦性、耐食性、容易な加工性を実現し、固体粒子が少ない高温の作業条件に適しています。
弾性コンポーネントはシールに安定した補償圧力を提供し、その材質は実際の作業条件に応じて選択されます。一般的な腐食環境用には 1Cr18Ni9Ti および 4Cr13 ステンレス鋼。海水および弱腐食性環境用のリン青銅。腐食のない室温のきれいな水環境向けの 65Mn および 60Si2Mn 炭素鋼。高温オイルポンプ用途向けの 50GV で、腐食や弾性減衰によるシールの漏れを効果的に防止します。
材料の選択には、4 つの重要な要素が含まれます。つまり、材料と搬送媒体の適合、CIP/SIP 洗浄プロセスに準拠した耐熱材料の選択、材料の温度許容差と装置の動作温度の一致、食品の FDA/3A や医薬品の USP などのコンプライアンス基準への適合です。
不適切な材料選択によって引き起こされる一般的な故障には、グリースとの接触による EPDM の膨潤破壊、濃酸にさらされた場合のシリコーン ゴムの亀裂とその後の材料汚染、通常の PTFE の不十分な耐摩耗性による材料漏れ、頻繁な高温滅菌による FKM の脆化、および炭素鋼ばねの腐食に起因するシール漏れが含まれます。これらすべての故障は、作業条件と選択した材料の不一致に起因します。
サニタリースクリューポンプのシーリングシステムにはフルセットのマッチングが必要です。単一の材料はすべての作業条件に適合することはできません。使用環境に正確に適合する材料が不可欠です。 EPDM と炭化タングステンの組み合わせは、従来の水ベースの生産ラインに好まれます。炭化ケイ素と組み合わせた FKM は、高脂肪およびアルコールを含む培地に選択されます。変性グラファイトと組み合わせたシリコーンゴムは、高温の無菌製薬プロセスに適合します。カーボングラファイトと組み合わせた PTFE は、腐食性材料や粒状材料の用途に採用されます。テフィコは、クリーンな流体のシーリングを専門とし、食品、製薬、日用化学産業向けに、適合性の高いシーリング材料と成熟した選択システムを備えた互換性の高い長寿命のシーリング ソリューションを提供し、生産ラインの安定した低消費電力でコンプライアンスに準拠したクリーンな稼働を保証します。
