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amixon®リング層混合造粒機における粉体の凝集

凝集は、例えばパン作りでも観察できる自然なプロセスです。小麦粉をかき混ぜ、絶え間なく水を注ぐと、小麦粉は最初は埃のない状態になります。埃の粒子が結合します。最終的に不規則な凝集体が形成されます。水の供給が続くと、凝集体は塊になり、最終的に生地が形成されます。

道具を使わずに凝集/造粒を再現することもできます。まず、粉っぽい作業を行い、その後、手のひらを勢いよくこすり合わせます。こうして生じた小さなパン粉は、構造凝集の結果です。微粒子が圧縮され、丸まります。水分が存在すると、乾燥状態よりも速くこの現象が起こります。粒子は、接触点でいわゆる液体ブリッジを形成します。短いブリッジは粒子を非常に強固に結合させることができます。理想的には、丸い凝集体が形成されます。

乾燥凝集:掃除機のフィルターを空にすると、多くの微粒子が集まっていることに気づきます。その多くは、掃除機のフィルターのメッシュサイズよりも小さいものです。最も微細な粒子がフィルターを通過できない理由は、粒子間の接着力です。これらの静電気力やファンデルワールス力は、粒子が微細になるほど効果が高くなります。これらの力は、粒子に作用する重力の何桁も大きなものです。粒子は空気中に非常に長い時間浮遊し続けることができます。

集められたフィルターダストは、必ずしも廃棄物である必要はありません。例えば、熱分解によって得られた場合、そのような濾液はリサイクル可能な材料にもなり得ます。これは、酸素が存在しない状態で炭素系物質が高熱により煤に変化する場合です。工業的に生産されるすすはナノ粒子で構成されています。 コピー機、印刷、塗装業界では黒色顔料として使用され、ゴム加工では安定剤としても使用されています。 例えば、車のタイヤはすすを添加しなければすぐに劣化してしまいます。

凝集は、粒子の集合体が放出される際には、程度の差こそあれ常に起こります。その材料組成にもよりますが、混合時に粉末を適切なバインダー液で湿らせると、粒状化が顕著に起こります。粒度分布の広い粉体は、単分散の粉体よりも凝集しやすい。この場合、上流の粉砕工程が凝集を促進する可能性がある。「粒子の集積」を開始させるには、関連する粒子を特に集中的に混合し、こすり合わせる必要がある場合もある。このような混合工程には、高速のツールの動きと、より高いエネルギーの投入が必要である。

混合凝集により、バルク材料は粉塵がなくなり、圧縮や丸めにより輸送や充填が容易になります。粉塵は体積が減少します。分離しやすい不均質な材料組成は固定できます。

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