粉体受託加工の「分級」で使われる設備

粉体加工において、粒子サイズを適切にコントロールする「分級」は、製品の品質や安定性を左右する重要な工程です。しかし、食品・化学業界では「自社に対応できる分級設備がない」「微細な粒度調整が難しい」「高精度な分級技術が必要」といった課題を抱えるケースも少なくありません。そのため、専門設備やノウハウを持つ外部企業への粉体受託加工を活用する企業が増えています。この記事では、分級設備の役割や種類、選定時のポイントについて解説します。

分級設備の役割と選定ポイント

粉体受託加工における分級設備は、業界や製品用途によって求められる性能や仕様が大きく異なります。特に化学系分野では、粒度制御の精度だけでなく、原料特性に応じた安全性や耐久性への対応も重要です。目的に適した設備を選定することで、高品質で安定した粉体加工につながります。ここでは、化学系粉体における分級設備の特徴や求められる性能について紹介します。

造粒設備の役割

分級設備は、粉体を単に粒子サイズごとに「分ける」だけでなく、製品品質や加工性を向上させるために重要な役割を担います。粒度分布を均一化することで品質の安定化を図り、粗大粒子や異物を取り除くことで安全性を確保します。また、不要な微粉をカットすることで、製造工程での目詰まりや粉じんの飛散を防止し、作業性や生産効率の向上にも貢献します。目的や粉体特性に応じた分級設備の選定が重要です。

造粒設備の選定ポイント

造粒設備は、目的とする製品特性や粉体の性質に応じて適切な機種を選定することが重要です。狙った粒径や粒度分布、必要な処理量によって適した造粒方式は異なります。また、原料の付着性や凝集性の有無、流動性なども設備選定に大きく影響します。粉体の特性を正しく把握し、求められる品質や生産条件に合った造粒設備を導入することで、安定した品質と効率的な生産につながります。

化学系での特徴例

化学系の粉体加工では、原料の性質に応じた安全性や高精度な処理が求められます。爆発性や引火性のある粉体を扱う場合は、防爆仕様の設備による安全対策が重要です。また、強酸・強アルカリなど腐食性の高い物質に対応するため、耐食性に優れた材質や構造が必要になります。さらに、電子材料や高機能材料などの分野では、ナノレベルで粒子を制御する超精密分級技術が品質向上に貢献します。

主な分級設備の種類と特徴

分級設備にはさまざまな種類があり、粉体の特性や求められる粒度、処理条件によって適した設備が異なります。それぞれの設備の仕組みや特徴を理解することで、目的に合った分級方法を選定しやすくなります。ここでは、主な分級設備の種類とそれぞれの特徴について紹介します。

エアセパレーター

引用元HP：増野製作所公式HP
https://masuno.co.jp/product/classification/cas-separator/

エアセパレーターは、遠心力と空気の流れを利用して粉体を粒子サイズごとに分離する分級設備です。機械的なふるいを使用せず、気流によって細かな粒度調整ができるため、高精度な分級に適しています。特に数μm単位の超微粉や精密分級を得意としており、粒度管理が求められる化学品やトナー、電子材料などの分野で活用されています。微細な粒子制御により、製品品質の安定化にも貢献します。

シフター

引用元HP：TSUKASA公式HP
https://www.tsukasa-ind.co.jp/product/sifting/

シフターは、網（メッシュ）を振動させることで、粉体を粒子サイズごとに物理的に分離する代表的な分級設備です。シンプルな構造で幅広い粉体に対応でき、安定した処理が行えることが特徴です。比較的大きめの粒径の分級に適しており、粗大粒子の除去や粒度調整に活用されています。特に食品原料では、異物除去や粗粉カットなど品質管理を目的とした工程で多く使用されています。

超音波ふるい機

引用元HP：株式会社アイシンナノテクノロジーズ公式HP
https://www.aishin-nanotech.co.jp/bunkyu.html

超音波ふるい機は、ふるい網（メッシュ）に超音波振動を与えることで、粉体の目詰まりを抑えながら効率的に分級できる設備です。微細な振動によって粒子の通過性を高め、従来のふるいでは処理が難しい粉体にも対応できます。特に小麦粉や化学粉末など、付着性・静電気・凝集性が高い粉体の分級に適しており、安定した処理や歩留まり向上、品質管理が求められる工程で活用されています。

遠心式分級機（ロータ式分級機）

引用元HP：栗本鐵工所公式HP
https://corp.kurimoto.co.jp/product/item/kikai/scs/

遠心式分級機は、高速回転するロータによって発生する遠心力を利用し、粉体を粒子サイズごとに高精度に分離する設備です。回転速度や気流条件を調整することで、目的に合わせた粒度制御が可能です。大容量の処理に対応できる点が特徴で、生産性と分級精度の両立が求められる工程に適しています。特にトナーや二次電池材料など、シャープな粒度分布や高い品質管理が必要な化学製品分野で活用されています。

分級環境と品質管理体制

粉体受託加工における分級では、設備性能だけでなく加工環境や品質管理体制も重要な選定ポイントです。異物や他製品の混入を防ぐため、設備の分解・洗浄がしやすいサニタリー性や専用加工室の有無を確認する必要があります。また、吸湿しやすい粉体や高品質な製品では、クリーンルーム環境や温湿度管理への対応も求められます。レーザー回折式粒度分布測定器などによる検査体制を整えることで、ロットごとの品質を保証し、安定した粉体加工を実現できます。

目的に合った分級設備の選定が高品質な粉体加工につながる

分級設備は、粉体を粒子サイズごとに分けるだけでなく、粒度分布の均一化や異物除去、微粉カットなど、製品品質や生産効率を高める重要な役割を担います。エアセパレーターやシフター、超音波ふるい機、遠心式分級機など、それぞれ特徴や得意分野が異なるため、粉体の性質や求める粒径に合わせた選定が必要です。また、コンタミ防止や環境管理、検査体制なども安定した品質を維持するための重要なポイントです。用途に適した設備と管理体制を整えることで、高精度で信頼性の高い粉体加工を実現できます。