粉体の固結の機構・因子・評価・対策

粉体トラブルの要因で最も多い割合を占めるのは付着・凝集・固結である。しかし、粉体のトラブルを扱う成書においても、固結の解説内容は機構や対策に関する基本のみである場合が多い。 　これのみでは固結対策を具体的に検討することは難しい。また、粉体は多種多様であり、対策の検討に際して同様の事例を見出すことは非常に難しいと思われる。固結対策を図るにはまず、粉体の種類を限定せずに多くの情報を収集することが必要であると考える。近年、糖類などの固結に関する研究成果が多く発表されている。そこで、本セミナーにおいてはこれらをベースとして固結の機構、因子、評価、対策について解説する。

1. なぜ粉は固結するのか
   1. 固結の機構
      1. 水による固結
         • 凝縮/乾燥
         • ガラス転移
         • 水和反応
      2. 熱による固結
         • 溶融/固化
         • ガラス転移
   2. 固結の因子
      • 粉体特性
      • 温度
      • 湿度
      • 圧力
      • 環境条件の保持時間/繰返し数
2. どのように固結性を評価するのか
   1. 粉体特性の評価
      • 水蒸気吸着
      • 臨界相対湿度
      • ガラス転移温度
      • スティッキポイント温度
   2. 固結度合の評価
      • 一軸圧縮強度
      • 解砕度
      • 貫入度等
3. どうすれば固結は防げるのか
   1. 原料の対策
      • 粉体特性の改善
      • 粉体表面特性の改善
      • 固結防止剤の添加等
   2. 装置・構造の対策
   3. 運転・操作条件の対策
   4. 保存条件の対策
4. どのような固結対策がとられているのか
   1. 原料の対策例
   2. プロセスの対策例
   3. 原料粒子の対策とプロセスの対策の併用例