粉体プロセスの基礎と偏析・流動化におけるトラブル対策 ~デモ付~

~ 可視化「スケルトン・モデル」を動かし、実際の粉の動きを体感して理解できる ~

・粉体挙動を可視化して、現象を確認しながらトラブルの要因と対策のノウハウとポイントが学べる講座
・デモによる透明な模型を使って、粉体の動きの制御を見て実感し、数式だけでは理解しにくい運転パラメーターの設定とトラブルの予測・対策に活かせる特別セミナー! 

講師の言葉

 粉/粒を扱うプロセスは、実際に粉/粒を触ってみることが一番である。
 近年、失敗が許されない社会情勢になり、新しい挑戦の試みがやりにくい環境となっているが、数式でいくら計算しても、粉の動きを適切にイメージアップすることができないと、プロセス選択の判断を誤ってしまう。 
 本講座では、40年間、「粉/粒の分野で、実験、スケールアップ、試運転、トラブル解決」をしてきた講師が、社内若手技術者の教育用に作成した 「粉体挙動確認 スケルトン・モデル」を15機種以上駆使し、会場で実際に粉の動きを制御して見せる。そのうえで、その現象を支配している「原理法則」を解説し、現象の理由と設定パラメーターの優先順位を、聴講者とともに体感する方式で講義を進める。粉砕・分級・混合・造粒・乾燥・表面改質など、微粒子固体・液体・気体の「混相流体の扱い」は、スケルトン・モデルで現象を確認しながら、「流れやすさ」をキーワードに、トラブルの要因を見つつ、わかりやすく解説する。

本講座の申込み受付けは終了いたしました。

セミナー詳細

開催日時
  • 2018年10月09日(火) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 化学・環境・異物対策
受講対象者 ・機能性粒子を「設計、生産している業界」に関わっている方。これから、この業界に関わる方
・所属する企業で「粉体取り扱い装置」を扱っているが、なぜこの運転パラメーターを使っているか知りたい方
・新しく配属されて「粉体処理機器」を運転する事になった方
・「混合処理、造粒処理、乾燥処理、粉砕処理」等の単位操作と、偏析現象、流動性の基本的な知識を得たい方
・粉体の現象の予測に悩んでいる方
・自分で小型造粒機を運転してみたい方(貴方の設定した条件で、粉体の挙動を見る事ができます)
・運転パラメーターの種類原因と結果を、自分のこととして模型で体感したい方
・粉/粒に興味がある方
・粉体を扱っている企業の方(電子材料、化学材料、食品、医薬品ほか)
予備知識 ・粉体業界に興味がある方は、日本粉体工業技術協会のホームページをあらかじめ覗いておいていただきたい
修得知識 ・粉体・粒体処理装置を俯瞰出来る
・混合機・乾燥機、造粒機、粉砕機の枠組みを知識として得る事ができる
・偏析、流動化によるトラブルとその対策の実例解説してもらえる
・粉体挙動可視化モデルを自分で(一部)運転する事によって、運転パラメーターの設定理由と、限界を体験することができる→粉の気持ちを体感
プログラム

1.始めに:粉体プロセスとトラブル
  (1).粉/粒の「プロセス」を俯瞰する
    貯槽・供給・輸送・粉砕・分級・乾燥・混合・造粒・成型・表面改質等
    化学工学では各量移動論(熱量移動、物質移動、運動量移動)で考える
  (2).なぜ粉体を扱うプロセスは、トラブルが多いのか?
    「詰まる・くっつく・磨耗する。漏れる・流れる・飛んで行く。蓄熱・発火・粉塵爆発静電気を含む偏析」に分類できる
  (3).粉体を扱う「目的機能」を明確にする。 ⇒ ただしい「原理」を採用する
    その「原理」を使っている装置を選択する。 ⇒ 機能を発揮する
    固い粒を造るには圧縮成型、溶けやすい粒を作るには流動層造粒、等々
  (4).粉を扱うために起こるトラブルはどのように予測するか?
    物性変化の程度に応じた対策と、コスト・パフォーマンスが高い対策

2.機能性粒子を造り出す際の困難な事項

  (1).偏析;形状による分離現象
    :「V型ミキサー」:モデルによる確認
  (2).流動性の変化によって、粉体によるトラブルが発生する
    :「回転円筒型混合器」:モデルによる確認
  (3).混合原理と、それを利用している装置
    :「攪拌混合器」:モデル使用
  (4).混合成果を「固定」する造粒操作
  (5).装置選定の要因と、要求事項のポイント

3.造粒処理の基本;処理混合度を固定する手法
  (1).造粒操作の例、それぞれの運転パラメーター、適正操作要因
    a.転動造粒、押し出し造粒、圧縮・破壊造粒、攪拌造粒、溶融造粒
     ・「傾斜皿型転動造粒機」:モデルによる造粒実験
     ・「攪拌混合造粒機」:モデルによる造粒実験
     ・「押し出し造粒機」:モデルによる造粒実験
     ・「流動層造粒機」:モデルによる造粒実験
    b.噴霧造粒(スプレー乾燥により成分の固定)、流動層造粒
     ・2流体バインダー噴霧 モデルで実施
     ・1流体バインダー噴霧 モデルで実施
     ・手動スプレーの液粒径 モデルで実施
    c.気相・液相反応利用造粒、その他

4.乾燥操作の基本;流動性による乾燥原理の選択
  (1).乾燥操作の分類と適正選択
  (2).粒子表面の性質による物性変化;流動性変化、粒子表面改質
  (3).物性変化による閉塞現象とその解消方法とは? 
     ・回分式流動層乾燥機モデルにて流動化体験、サイクロン観察
     ・連続式流動層乾燥機モデルにて「完全混合槽列」モデル

5.粉砕操作の基本;目的粒径、目的機能による粉砕原理の選択

  (1).粉砕操作の分類と適正
  (2).粒子表面の性質による物性変化;流動性変化、粒子表面改質
  (3).エネルギーの与え方によるメカノケミカル効果
     ・高速回転式ピンミル モデルで回転状況確認
     ・ボールミル モデルによる粉体現象確認

6.粉体物性変化によるトラブルとその対策、予測、対応
  (1).実験時と生産運転時の物性の変化可能性
  (2).現象を予測し、対策を立てておく対応
  (3).粉体プロセスのトラブル分析
  (4).粉体システムのエスケ-プ・ルートトラブル対策という手法とは?
     (コスト・パフォーマンスに優れた「トラブル対応」)

7.最近の粉体業界事情
  (1).「USA、シカゴパウダーバルクソリッド展示会」
  (2).「ドイツ、フランクフルト:ACHEMA 化学装置見本市」
  (3).「デジタリゼーション」、「デジタルツイン」

8.まとめ

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装置内“粉体現象”観察のための、アクリル製小型実演機

「粉体挙動確認用 スケルトンモデル」

・高速攪拌型「混合造粒機」 

主攪拌羽根とチョッパー付き、バインダー・スプレーユニットにてバインダーを添加し「造粒過程」を目視で確認する。容器直径150mm。フチ高さ30mm2段。上フタは半球状。

・バスケット型「押出造粒機」
高速攪拌混合機で練合した原料を、スクリーンから押し出す状態を目視で確認する。

・傾斜皿形「転動造粒機」
手動バインダー噴霧にて造粒過程を目視で確認する。各自が試行するバインダー噴霧場所がポイント。 

 

・2次元「流動層」デモ用モデル;流動層造粒装置や、回分流動層乾燥機
連続流動層乾燥機の 基礎現象を観察。

最小流動速度

活発な流動層

・高速衝撃式「ピンミル」;粉砕機   解砕造粒、粒揃え、粉砕混合に適用
ピンミルの構成部品と粉体の動きを理解する。

スクリーン取り外し

回転盤取り外し

・回分式「流動層乾燥機」/「流動層造粒機」デモ用モデル
 実際の装置と同じ構造

・均一ピッチ、スクリュー・フィーダー デモ用モデル
ホッパー内では、粉体がスクリュー軸方向「後部からスクリュー部に落ち」、排出されて行く様子、排出製品容器では「大きい粒子が遠くへ転がり、小さな粒子が中央に集まる偏析現象」が確認できる。

・連続式流動層乾燥機に「テーブルフィーダー」取り付けシステム
連続フィーダーにて「連続投入―連続排出」を行い、「先入れ・先出し現象」を体感する。

・中が見える「バインダー・スプレーユニット」、造粒機用
連続的に液を加圧し、1流体ノズルでバインダー液を粉体層にスプレーする。

・ホッパー中が見える「振動供給機」
ホッパー内の粉体移動傾向が観察できる。

・円錐部付きボールミル
回転円筒内の粉体「偏析現象」が観察できる。そのメカニズムを各自で考える。

・2次元貯槽層 閉塞現象と、振動による解消
ホッパー設計に求められる「排出部分の傾斜角度」設計に必要な「安息角、とブリッジ形成の特性」を確認する

・V型 混合器 (V-ミキサー、V-ブレンダー)
 ・回転数と混合状態の観察
 ・充満度と混合度の観察
 ・投入方法(上下方法、左右方法)による、混合度の観察。
 ・排出時における形状分離の観察

キーワード 粉体プロセス 貯槽 供給 輸送 粉砕 分級 乾燥 混合 造粒 成型 表面改質 偏析 流動性 機能性粒子 粉砕 
タグ 化学工学乾燥分散粉体・微粒子
受講料 一般 (1名):48,600円(税込)
同時複数申込の場合(1名):43,200円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 小田急第一生命ビル(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
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電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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