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凝集核

 

凝集核とは、凝集が始まる単一の粒子、あるいは小さな粒子集合体のことです。凝集核は、他の粒子の付着を促進する性質、例えばわずかに高い水分含有量、粘着性、あるいは特殊な表面構造などを備えています。そのため、新しい粒子がこの凝集核に付着する方が、新たな凝集核を形成するよりもエネルギー的に有利となります。このようにして、凝集核を起点として、回転管造粒機、流動層装置、または混合造粒機などにおいて、より大きな凝集体が段階的に成長していく。凝集核の挙動は結晶核の挙動に似ている。つまり、小さな「出発点」が、粒子集合体がどこで、どのくらいの速さで形成され、さらに成長していくかを決定する。

単純な物理的記述は、多くの場合、成長率に基づいており、例えば次のような形をとる

 

dr/dt = k · f(濡れ、衝突)

  • r は有効凝集粒子径である
  • 今がその時だ
  • k は材料およびプロセスに依存する定数である
  • ここで関数 f(… ) は、液膜、衝突頻度、付着確率といった要因を意味する。 

この種の方程式はモデルとして理解すべきものであり、プロセス(流動層、ドラム、または混合凝集)に応じて具体的な形をとります。