焼成

焼成（カルシネーション）は熱処理プロセスです。このプロセスでは、固体を高温で処理します。温度は通常400°Cから1000°Cの範囲ですが、常に材料の融点未満です。目的は、物質に化学的または物理的な変化を引き起こすことです。通常、このプロセスは大気条件下で行われます。ほとんどの場合、連続的に行われます。多くの反応では空気や酸素の存在が必須ですが、必ずしも必要ではありません。一部のケースでは、酸化を防止するために保護ガス雰囲気下で焼成が行われます。

焼成は、さまざまな熱処理の総称です。これには、脱酸、還元、酸化、結晶水分の脱水などが含まれます。関連するプロセスには、有機成分の熱分解や熱分解があります。焼結、焙焼、灰化なども内容的に関連しています。通常、焼成は吸熱反応で進行します。この過程で、二酸化炭素、水、アンモニアなどの反応生成物が放出されます。

要件に応じて、異なる種類の炉が使用されます。回転管炉では、滞留時間は通常0.5～3時間です。トンネル炉では2～12時間の滞留時間が設定されます。シャフト炉では4～30時間の滞留時間が発生します。流動層炉では、0.5～10分という特に短い滞留時間が可能です。

通常、原料は焼成前に粉砕され、均一化されます。目的は、均一な粒度分布を実現することです。粒子が細かくなるほど、反応表面積が大きくなります。これにより、反応器内の熱伝達も改善されます。原料混合物の均一な組成は、完全な反応の条件です。Gyraton^®サイロミキサーは、大容量のバッチを理想的に均一化できます。焼成後、脆化や凝集が発生することがよくあります。そのため、その後破砕工程が実施されることが一般的です。

エネルギーと資源の節約のため、代替プロセスが一部で採用されています。これには湿式化学法や生物学的方法が含まれます。これらの方法は、プロセス時間、選択性、環境適合性において異なります。熱焼成は高い反応速度と殺菌効果を提供しますが、水は不要です。一方、エネルギー消費量は高いです。湿式化学方法は、精密な制御と選択性が特徴です。通常、酸やアルカリなどの環境負荷の高い媒体を必要とし、残渣の処理が必要です。生物学的方法（例：バイオリーシング）はエネルギー効率が高く環境負荷が低いですが、時間がかかり、適用可能な物質系が限られています。特殊なケースでは、Gyraton^®混合サイロを発酵槽として使用できます。

amixon^®の装置は、焼成プロセスの効率を向上させます。粉塵の多い粉末は、リング層混合アグリゲーターで連続的にアグリゲート化できます。この際、固体の多孔性は維持されます。これにより、材料の損失が減少します。

Gyraton^®混合サイロでは、大量の原料を均一化できます。均一な組成はプロセス制御を容易にします。

amixon^®の集中混合機を使用すると、微細な添加剤を粉末混合物に正確に分散させることができます。非常に少量の添加剤も確実に混合可能です。これにより、焼成および焼結プロセスが改善されます。

湿式化学処理後、amixon^®の接触乾燥機は乾燥時間を短縮します。これはバッチ処理でも連続処理でも可能です。多くの場合、真空下での乾燥が有効です。これは、酵素や微生物を保存する必要がある温度に敏感な塩に特に当てはまります。