共創パートナー募集中の開発テーマ
こんな方におすすめ
- 小型・軽量ローターを使用した排気循環濃縮装置の設備設計・製造・販売を担っていただける企業様
- 小型・軽量ローターを使用した排気循環濃縮装置の設置に伴い、導入する工程への空調設計・施工を担っていただける企業様
- 排気循環濃縮装置において高額な投資コストでお悩みの企業様
排気循環濃縮装置について
印刷、半導体、自動車などの製造業において、その製造工程で様々な有機溶剤が使用され、その際発生するVOC（揮発性有機化合物）を含んだ空気は「大気汚染防止法」に基づき排気処理が求められています。
その排気分解処理に使用されるのが、排気循環濃縮装置です。
排気循環濃縮装置は、ダクトを通って流れてきたVOCを含んだ空気を浄化するためのシステムで、その心臓部となるのが「ローター」と呼ばれるVOCを吸着する部品です。
このローターがゆっくりと回転することで空気に含まれるVOCを吸着し、浄化した空気を排出します。
当社では、VOC処理能力を維持したまま、20〜30%以上の小型化・軽量化したローターの開発に成功しました。これにより、排気循環濃縮装置の小型化を実現し、VOCの確実な除去と大幅な省エネの両立に貢献します。
ムラタのローター構造
吸着ゾーン
乾燥炉などから排出されたVOCがローターを通過する時にVOCを吸着します。これにより、VOCが取り除かれ浄化ガスとして排出されます。
脱着 / 再生ゾーン
VOCを十分に吸着したローターは回転して脱着ゾーンへと移動し、熱によってローターからVOCが脱着され、非常に濃度の高いガスとして分離されます。この分離された濃縮ガスは、後工程の燃焼装置（RTO/CO/TO等）で無害なガスに処理されます。
冷却ゾーン
加熱されたローターは、次の吸着に備えて冷却ゾーンで冷やされます。一方、吸着ゾーンで浄化されたクリーンな空気は、熱を持ったまま再び乾燥炉へと循環し、再利用されます。
- 【本ローターによって吸着可能な溶剤】
- BTX（ベンゼン/トルエン/キシレン）等の「芳香族炭化水素系」
- 「炭化水素系」
- 「エステル系」等、製造業で広く使われる一般的な有機溶剤
※これら以外にも、電池業界の「NMP」や化成品業界の「アルコール」等、用途別の有機溶剤も適応可能です。ぜひお問合せください。
「ローターの小型・軽量化」を実現するムラタの独自技術
革新的な「ローターの小型・軽量化」は、ムラタが長年培ってきた複数の独自技術の掛け合わせによって実現されています。
高熱伝導性素材による
支持体と独自構造
ローターの担持体に、一般的なセラミックではなく熱伝導性の高い素材を採用。VOC吸脱着時の加熱・冷却が極めて効率的に行えるため、小さなサイズでも高い処理能力を発揮することができます。さらに、ムラタ独自のローターの構造を持つことも、高性能と小型化の両立に貢献しています。そして、ローターの「小型化」は、「軽量化」というメリットにもつながっています。
高精度な
スラリー設計技術
吸着剤の性能を最大限引き出すため、ムラタの主力製品「積層セラミックコンデンサ（MLCC）」の開発で培ったスラリー（塗料）設計技術を応用。分散させやすい微細化した吸着剤スラリーをローターのハニカム構造にμm（マイクロメートル）オーダーでムラなく均一に塗工することで、最小限のサイズで最大限の吸着性能を実現します。
ローター内部および
スラリー内の粒子構造図イメージ
- 他社
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- 粒子が大きく、均一に塗工されていなければ、分散時にVOCガスの浸透性や流動性が担保されにくい
- ムラタ
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- スラリー（塗料）設計技術により、粒子を微細かつ均一に塗工できる。これにより、粒子が分散しやすくなり、VOCガスの浸透性や流動性が担保され、高効率な吸脱着が可能になる
最小限のサイズで最大限の吸着性能を実現
開発を加速するマテリアルズ・インフォマティクス（MI）
AIを用いたマテリアル・インフォマティクス技術をVOC吸着剤の選定に活用しています。例えば、従来は実験室での評価が必要だった吸着・脱着の最適温度条件をシミュレーションで予測したり、吸着エネルギーを計算したりすることで、判断を迅速に行うことができます。その他にも様々な項目でマテリアル・インフォマティクスを活用することによって、不適切な材料を早期に除外し、有望な材料の効率的な探索と開発時間の短縮を可能にしています。
- 吸着剤のVOC吸着
シミュレーションイメージ -
DFT（密度汎関数理論）のサロゲートモデルを使ったシミュレーションで様々な吸着剤のVOC吸着レベルを高速かつ正確に評価できる
（※左：VOCが吸着する前の吸着剤 右：VOC（トルエン）が吸着した後の吸着剤）
「分散型排気循環
one-by-one VOC除去システム」の4つのメリット
ムラタの小型・軽量ローターによって実現できる、各生産設備の近傍に設置する排気循環濃縮装置「分散型排気循環 one-by-one VOC除去システム」。装置がコンパクトになることで、生産現場では様々なメリットが生まれます。
排気・排熱の再利用による
省エネルギー
小型化により、VOCを排出する設備の近傍に排気循環濃縮装置を置けるため、浄化したクリーンな空気を、熱を持ったまま再び乾燥工程などに利用することが可能です。これにより、これまで空気を温めるために使っていた予備ヒーターや、給気の湿度調整に必要であった調湿機などが不要となり、エネルギーコストの削減に寄与します。また、Scope1あるいはScope2（※）の削減にも力を発揮します。
（※）企業の温室効果ガス排出量を把握するためのもので、「Scope1」は企業が事業活動において直接排出するガスを指し、「Scope2」は企業が他社から購入した電力、熱、蒸気エネルギー使用に伴う間接的な排出ガスを指します。
設備全体の小型化による
設備投資コストの抑制
「セントラル型」で必要だった建築物や、工場内に張り巡らされた巨大なダクトが必要なくなります。さらに、濃縮処理されたVOCを後工程のRTO（蓄熱式脱臭装置）に送る際の排気風量も、従来の1/10～1/20に削減できるため、RTO自体の小型化による省エネルギー性能の向上も可能です。これら要素により排気循環濃縮装置設備の更新や新規導入時のコストを抑制することができます。
柔軟な工場レイアウトと
段階的な増設
装置が小型・軽量なため、工場内の限られたスペースにも容易に導入できます。生産ラインを増設したい場合も、大規模なセントラル設備を入れ替える必要はなく、必要なラインの分だけ装置を追加する、という柔軟な対応が可能です。また、導入により既存セントラル装置の負荷低減にもつながります。
リスク分散による
安全性の向上
処理機能を各所に分散させることで、万が一の装置トラブルの際も影響を最小限に留め、生産ライン全体の停止といった事態を回避できます。また、可燃性ガスが含まれるVOCを大きなダクトで移送する必要がなくなるため、火災などのリスク低減にもつながります。
「分散型排気循環
one-by-one VOC除去システム」の活用ビジョン
装置が小型で設置しやすくなることで、これまで排気循環濃縮装置の導入が難しかった現場や、よりきめ細やかな対応が求められる工程にも活用の可能性が広がります。工場全体のVOC処理マネジメントをより高いレベルで行うことで、各業界の企業様には、さらに大きなメリットを享受いただけると考えています。
【活用領域】
- 印刷・塗工業界: インク・塗料の乾燥工程
- 化学・半導体業界: 各種製造・乾燥工程・洗浄工程
- 自動車業界: 塗装の乾燥工程
- その他、乾燥工程を持つあらゆる製造業
よくあるご質問
印刷、塗工、半導体、自動車など、VOCを含む乾燥工程を持つ製造業で幅広く活用できます。
排熱再利用により、予備ヒーターや調湿機が不要になり、エネルギーコストを大幅に削減できます。
可能です。新設時に導入することで、給排気全体のレイアウトを簡略化/設備投資抑制と効果が最も大きいですが、既存の濃縮装置や熱源装置の負荷低減になるため、当社でも既存の装置への設置を進めています。
耐熱性・耐腐食性に優れた特殊な高熱伝導性素材を採用し、長寿命と安定性能を確保しています。
90%以上可能で、99%以上の除去もシステム上適応可能となります。
「分散型排気循環
one-by-one VOC除去システム」
に関するご相談
ムラタ独自の小型・軽量ローターや「分散型排気循環 one-by-one VOC除去システム」に
ご興味をお持ちの方や技術の詳細を知りたい方は、ぜひお気軽にご相談ください。
※当商材は開発品であるため、仕様は事前の告知なく変更される場合があります。
開発者の声
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粟谷 皐平（あわや こうへい）
村田製作所
技術・事業開発本部 技術企画・新規事業推進統括部 - 当社で開発してきた、GHG削減（scope1/2）や公害防止と省エネを両立する本取組は、幅広く活用される乾燥工程等、様々な製造業種に価値貢献できると考えております。環境とコストの両側面へ寄与し、持続可能なものづくりに向けて、お客様に対する環境ソリューションビジネスの1つとして提供していきます。生産設備とファシリティ設備を複合した小型分散設置（one by one）という、新しい市場セグメントの創出に共感してくださるパートナー様と、ぜひ協業させていただきたいと思います。
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眞田 幸雄（さなだ ゆきお）
セラミックコンデンサ事業本部 生産統括部
- 当社の製造部門を活用したテストベッド環境を構築し「確からしさ」の検証も併せて行っています。この点で、一般の乾燥設備へ導入した場合の優位性・制約などの解明も進めており、社外のお客様へ、より有用なソリューションをご提供できるよう進めていきます。
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志柿 雅彦（しがき まさひこ）
技術・事業開発本部 技術企画・新規事業推進統括部
- 脱炭素への社会的要請が高まるなか、多くの企業様が省エネに取り組まれていますが、コスト対効果の面で次の一歩をためらう声も少なくありません。当社のソリューションは、従来にないアプローチで大幅な省エネを実現し、お客様の課題解決に貢献します。新たな価値創造にともに挑戦していただける企業様、ぜひお気軽にご連絡ください。
お知らせ
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第64回GP工場交流会に登壇しました。
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JCLP脱炭素ソリューションピッチ2025に出展しました。
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技術記事「分散型排気循環 one-by-one VOC除去システムが示す次世代モノづくりの形―環境負荷低減とコスト削減を同時に実現」を公開しました。
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CEATEC2025に出展しました。
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共創パートナー募集中の開発テーマ「分散型排気循環 one-by-one VOC除去システム」を掲載しました。
お問い合わせ
ムラタ独自の小型・軽量ローターや「分散型排気循環 one-by-one VOC除去システム」にご興味をお持ちの方や技術の詳細を知りたい方は、ぜひお気軽にご相談ください。
※当商材は開発品であるため、仕様は事前の告知なく変更される場合があります。
