粒度分布を一定に保ったまま、肥料の造粒で堅実なスケールアップを実現するにはどうすればよいですか。
肥料造粒における頑健なスケールアップとは、粒度分布と製品品質を保ったまま、プロセスを実験室ないしテストセンターから生産へ移し替えることを意味します。決め手となるのは、単なる設備の拡大ではなく、重要なプロセス条件を安定して保つことです。
そのためにはまず、原料と参照バッチを、粒度、かさ密度、水分、バインダー挙動、湿潤性などを通じて正確に特性評価する必要があります。目標分布は、d10、d50、d90、スパンといった指標を通じて定めます。
造粒方式に応じて、異なるスケールアップ基準が適用されます。とりわけ重要なのは、フルード数、充填率、滞留時間、投入エネルギーです。
フルード数は、回転する自由落下型・ドラム型・投擲型のミキサー、および混合工具を水平に支持したシステムに関わるものです。強制的な循環を行う縦型ミキサーでは、設計やスケールアップの基準にはなりません。そこで決め手となるのは、混合原理がすべての機種寸法で同じであり、循環が充填率に依存せず混合室の全体を捉えることです。移し替えの可否はテストセンターで実製品を用いて確かめます。
同じ粒度分布が生まれるのは、核生成、成長、凝集、破断、摩耗が制御された形で相互作用する場合だけです。したがって、噴霧速度、乾燥、液体添加、伝熱を一体として調整する必要があります。
最も確実なのは、パイロット試験、統計的実験計画、プロセス分析監視を組み合わせたアプローチです。これにより造粒プロセスを頑健に生産へ移し替えられます。
amixon® はこうしてリング層造粒（RMG）を実験室規模から生産規模へスケーリングします
amixon® のリング層混合造粒機 RMG は、肥料を同程度の大きさの丸い顆粒へ連続的に造粒するのに適しています。混合室はとりわけ真円度が高く、切削加工されています。これが均一な製品の流れと再現性のある粒度分布を支えます。
頑健なスケールアップは、とりわけ粒の形成と粒の破壊のあいだの平衡が安定して保たれる場合に成功します。そのためには、精密な粉体・液体計量、壁面への定義された工具間隔、そして適切な周速が決定的です。これにより、設備が大きくなっても粒度分布は再現性を保ちます。
amixon® では試験用に、非常に小型の RMG 10 も用意されています。これによりプロセスウィンドウを早期に確認し、その後より大きな設備へ移し替えられます。これによりプロセス安全性が高まり、テストセンターから生産への道のりが容易になります。 amixon® は RMG 形式のリング層混合機およびリング層混合造粒機を提供、製造、保守できますが、水平に支持された混合軸で作動するため、この機種群のさらなる開発は行っていません。開発の重点は、縦型または傾斜型の混合軸をもつ精密ミキサーにあります。