DEMシミュレーションによるホッパ一形状が偏析性へ与える影響検討

摘要

Segregation becomes one of the big problems in industrial powder processes. This paper describes the influence of hopper shape on segregation. Change of the volume rate was evaluated when two size of particles (2 mm, 6 mm) were discharged from the hopper. In this study, effects of hopper diameter and slope angle on the segregation was investigated numerically. First, the influence of hopper inlet diameter was studied. As it decreased, segregation in last 10% flow became less prominent. Next, the influence of hopper slope was studied. As its slope was smaller, segregation was easy to occur. From observation of powder flow, funnel flow was occurred, and then large-sized particles moved to central area on the surface of powder bed by the rolling segregation. It was suggested that the difference of the vertical velocity between particles near the wall and that of center caused the rolling segregation.%粉体製品の製造過程で生じる主要な課題の一つに偏析がある。偏析は粒子径差，密度差，形状差などに起因して生じ[1]，食品や医薬品などの粉体プロセスで起きている。偏折が生じ，製品の規格を外れた場合には廃棄や再加工などの対応が必要なため，コストに影響する。近年では極微量な有効成分が配合された製品の開発需要が高まっており，より高度なレベルでの偏析防止が求められるようになっている。偏祈の防止策として，適切な形状の装置を選定することが重要であるが，試験機の製作や評価には多大な時間およびコストを要することから，十分な検討を行うことは難しく，偏折が生じた後に経験的あるいは試行錯誤的にオペレーションで対応している現状がある。しかしながら，上記のような対応は対症療法に留まることも多く，原料やプロセスの特性によっては対応できない場合もある。そのため，開発初期段階から粉体の性質を理解して，適切な装置やプロセスを設計していくことが重要と考えられる。