造粒における装置内の粉体挙動と粉体/粒体特有のトラブル防止策

粉・粒を扱うプロセスは、基本的に、「原料に機能性を付与」して、価値を高める操作です。次工程が要求する 物性を与えるために、様々な分野で化学工学的工夫がされており、次工程が「最終製品」であれば、「最終製品が必要とされて いる要件」を満足する機能を、付与しなければなりません。例えば医薬品であれば「徐放性」・「デリバリ – システム」「微量成分の均一分散性」、食品であれば「液中溶解性」・「固結防止性」・「移送中の硬度確保」等。触媒分野であれば「多孔性等の形態」・「流体接触流体抵抗均一性」等、粉体/粒体に与えられることを「期待されている機能」は、数えきれないほどです。 　本セミナーでは「与えるべき機能に応じた造粒原理」を限定し、その原理を使う「造粒装置を選定する手法」を解説します。さらにトラブルを回避する為に欠かせない、「装置内の粉体挙動の理解」を体験できる様に、講師自作の「透明アクリル製スケルトンモデル」 (とその動画) を駆使して、参加者が「装置の中の粉体挙動」を体験できる様、工夫をしています。講師の体験から「粉体/粒体特有のトラブルを未然に防止」する実践的な手法について紹介します。

1. はじめに、粉体粒体取り扱い技術を俯瞰。
   1. 粉体業界の常識、用語意味、単位操作の分類と定義。
      →粉は「離散体」
   2. 単位操作をつなぐ技術
   3. 「粉は生きている」といわれる理由
      • 閉塞とその解消方法の動画
   4. 「粉は魔物」といわれる理由
      • 偏析現象の動画
2. 混相流体としての乾燥操作。
   →液状バインダーを使う際は、造粒後に乾燥が必要
   1. 装置選定に関する「プロセスエンジニアーの頭の中」を見る
   2. 「粉の気持ちになって」といわれるのはなぜか?
      • 流動層乾燥機の動画
   3. プロセスのスケールアップは寸法を大きくするのではない
      • ボールミルの動画
      • 現象を拡大する計算例
   4. 粉体現象の律速を理解し「現象の規模を大きくする」
      • 噴霧乾燥機の動画
      • 乾燥範囲に区別した計算例
   5. 回分式運転をどの様に連続式運転にするか?
      • 連続流動層乾燥機 動画
      • 熱移動容量係数を基準とする計算例
      • 振動流動層乾燥機 動画
3. 混合と造粒操作
   →何をもって混合終了? 造粒終了と言えるのか??
   1. 適正混合時間とは何か、その決定理由は?
      • V型ブレンダーの動画
   2. 対流混合と剪断混合
      • 容器回転型混合器動画
   3. 分散と凝集、粉砕助剤
      • 傾斜皿形転動造粒動画
   4. 造粒の原理とその製品粒子の特性
      • 高速攪拌混合造粒動画
      • 液中溶解性の高い粒子を得る造粒原理はどれか?
      • 流動性の高い粒子を得る造粒原理はどれか?
      • 硬い粒を作るのはどの造粒原理か?
      • 成形前顆粒を作るにはどの造粒原理が向いているか?
   5. 液架橋現象とバインダー
      • 流動層造粒機の動画
   6. 粒子表面改質、形状改質装置の実例
      • 押出造粒と球形化の動画
4. トラブル現象と対策
   →トラブル対応にはコストが掛かるのは当たり前か?
   1. トラブルは多くの要因の総合現象であり、要素に分類できる
   2. それぞれの要素に対する対策はすべて存在する
      • 円錐部付きキルンの偏析動画
   3. 事前対策と事後対策、エスケープルート的対策例
   4. 世界的傾向、PAT技術と、ドイツの例
   5. 失敗ができないプロセスの疑似体験を積む為に「VRとAR」を 利用する
      • →痛い目に合わずに、「身に付く経験」が可能か?
5. 質疑応答、希望する動画の再実演・再解説