粉体受託加工で使われる設備

粉体の受託加工においてはさまざまな設備が用いられています。こちらの記事では、各作業の概要とそこで使用されている設備について紹介しています。

造粒

微粉化した粉体は流動性が悪くなり、見かけ密度が軽くなるので分散しにくいなどの特性があります。これらを解決するため、微細な粉体同士を結合させ、より大きな粒を形成する加工技術です。

微粉末の原料を扱いやすい「粒」にする工程であり、造粒にはスプレードライヤーや流動層造粒機、転動造粒機などの設備が用いられます。

粉砕

固体を小さくし、比表面積（単位質量あたりの表面積）を増加させる操作を「粉砕」と呼びます。

さまざまな物質がそれぞれの目的で粉砕されていますが、例えば「粗・中粉砕（百～数百μm程度）」の場合には流動性の向上や分散性の向上、ハンドリング性向上などの効果が期待できます。また、「微粉砕（数十μm程度）・超微粉砕」の場合には、表面積の増加のほか、表面改質、溶解性の向上、色調調整、磁気・電気特性の向上、触感の向上などの効果が期待されます。粉砕を行う場合には、ジェットミル、ピンミル、カッターミル、ボールミルといった設備が用いられています。

分級

「分球」とは、粉体原料を粒子の大きさに従って分ける作業を指します。粗い粉を原料から取り除き、所定の粒子径以下の粉のみにする、粒子径分布を揃えることによって粉の流動性を上げるなどの加工が該当します。分級された粗粉と微粉は、それぞれが製品となる場合・いずれかが製品となる場合があります。

作業を行う際には目的に応じた設備が選定されますが、例えば空気分級機（ファインパル、ブロワシフタ）、ACMパルベライザーなどがあります。

混合

「混合」は、2種類以上の粉体を混ぜ合わせることをいいますが、この時に水・油などの液体を添加して混合するケースもあります。混合にはさまざまな種類がありますが、例えば製品のロット調整や複数の粉体を配合するために行う単純な混合から、母粒子の表面に別の微粒子を分散させる精密混合もあります。

混合を行う際には、リボンミキサーやFMミキサー、高速混合機などの設備が用いられています。

粉体受託加工の「混合」で使われる
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充填

「充填」とは、加工が終了した粉や顆粒を決められた分量を正確に計測し、バルク袋やドラム缶といった袋や容器に詰めていく作業を指します。単に袋や容器に詰めていくだけではなく、適切な密度で安定して充填していくことができなければ、バッチ間で品質のばらつきが発生することがあるので、精密な充填作業が求められ、計量充填機や自動包装機などが用いられます。

乾燥

原料に熱を与えて湿分を蒸発させ、乾粉を取り出す操作を「乾燥」と呼びます。

水分の混入は最終製品に影響を与えることに加えて、流動性を損なうことにもつながるので、粉体加工において乾燥は非常に重要な工程です。また粉体加工の工程で溶剤を使用した後、粉から溶剤を除去するために乾燥を行うケースもあります。乾燥設備には、例えば流動層乾燥機、ロータリードライヤー、熱風乾燥機などが挙げられます。

小分け・詰替え

加工された材料や混合加工された材料などを、指定されたグラム数や容量ごとに正確に計量し、より小さな袋やトレーなどの容器に移し替える作業です。また粉体の中には、引火性の高いものなど危険物も存在しますが、このような粉体の詰め替えを行うには、厳格な安全管理が求められることになります。粉体の小分けや詰め替えについては、小分け包装ライン、自動詰め替え機、振動フィーダーなどの設備が用いられています。