真空での粉末の動き

質問

食品加工の工場で設備担当をしています。
　原料の粉末を混練する機械で（品質対策で）投入口のホッパーを減圧してみたところ混練り機への食い込みが極端に悪くなり困っています。
　下部から空気を噴き上げている様子もないのですが減圧下で粉体の流動が悪くなるような現象って有るのでしょうか？
　教えてください。

回答No.3

DexMachina · ベストアンサー

空気を含む粉体は、減圧すると流動性は悪化すると思います。

極端な例として「大気中」と「真空中」を比較します。

大気中の場合、宙に舞った粉体粒子は、空気抵抗を受けるため、
それに支えられる形で宙を舞い続けたり、No.1の方も回答されて
いるように粒子間に空気が取り込まれたりするため、粒子同士は
比較的接触しにくくなります。

一方、真空では、空気抵抗がなくなるため、宙を舞い続けたり
粒子間に空気が取り込まれたりといったことがないため、
粒子同士が接触しやすく、その分、全体の摩擦力も大きくなります。

このため、真空中の方が、粉体の流動性は確実に悪くなります。
減圧下の場合も、真空ほどではないにせよ、空気抵抗は小さくなります。
従って、程度の差はあれ、同様に摩擦が大きくなって流動性が悪くなる
ものと思います。

お礼

ありがとうございます。
そういわれればアポロの月面着陸砂埃全く立たなかったですね。

回答No.5

tomikenboh

昔、火力発電所の灰処理装置の施工をやったことがあります。

詳しくはわかりませんが粉体はエアレーションにより嵩比重が大きいと（一定容積の中の空気と粉体の比率）液体の性状に近くなり、空気が少なくなると固体の性状に近くなります。滑らかに粉体を動かすには空気と混合する必要があります。減圧すると空気との比率が減りますので個体の性状に近くなります。
灰処理装置では灰を移動する場合は空気と混ぜて流動性を上げてから処理していました。（ホッパに入れる、スライダーで流す、移送管で移送する等）

お礼

ありがとうございました。参考にさせていただきます。

回答No.4

noname#26663

空気の必要性について述べます。

アイスクリームの中に空気が無いと、まずくて食えません。
パンも弾力を失ってしまいます。
恐らく、クラッカーも煎餅並の硬度になると思います。

原料の粉末を逆に吹けば拡散します。
粒子間の空気が増加したからです。

原料の粉末がさらさらしているのは、適度な空気が混入しているからで、これが無い場合、半固形化してしまいます。
（原料の固まった部分がそれ）

ふるい、カクハンぺラ、スクリュー送りやバイブレーターが一般的だと思います。
とりあえず、頭が良いらしいので、
空気を粉末中にまんべんなく送り込む事を考えて下さい。
（軸に低圧圧搾空気穴を開けるなど）

お礼

ご回答ありがとうございます。
ご教示頂いた点早速検討いたします。（頭は悪いんですが・・トホホ）

回答No.2

tadys

粉体の挙動についてはよく分かっていないことが多いそうです。

素人考えですが、空気が混ざっているほうが流動性はよくなる気がします。

「粉体工学」で検索すると面白いかもしれません。

参考URL：

http://www.moriyama.com/netscience/Taguchi_Yoshihiro/index.html

お礼

ありがとうございました。
ご案内いただいたＨＰ面白く拝見いたしました。粉体の奥は深いのですね。

回答No.1

kenkenpapa

粒子の細かいものは粒子間にある空気が抜けて固まりになりやすいのと、圧力が減る為に結露が出てるのかもしれませんね。
セメントでの経験しかありませんが、セメントの場合ホッパーにバイブレーターを取り付けてあります。

お礼

早速のご回答ありがとうござい生ました。
セメントも減圧することがあるのですね。振動機検討してもらいます。