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流動性/噴流性

試験の位置づけ

  • 粉体の流動性や噴流性は、製造工程の安定性や品質管理に関わる重要な物性
  • ホッパーやサイロでの排出性、供給の安定性、発塵性などの評価に活用

試験の目的

(1)流動性評価の目的

  • 粉体の流れやすさの定量評価
  • ホッパーやサイロからの排出性評価
  • ブリッジやラットホール発生リスク把握
  • 原料や製品の粉体特性比較

(2)噴流性評価の目的

  • 粉体の流れ出やすさの定量評価
  • 過剰流出やフラッシング性の評価
  • 飛散性や発塵性の評価
  • 粉体供給時の制御性確認

用途

(1)流動性評価の用途

ホッパー設計、搬送設備設計、ブリッジ対策、ラットホール対策、原料品質管理

(2)噴流性評価の用途

定量供給設備の選定、排出条件の最適化、発じんリスク評価、集じん設備の検討

概要

(1)流動性評価

「粉体の流動性指数表」に基づき、流動性を7段階で評価する。

流動性指数は、安息角・圧縮度・スパチュラ角・凝集度(または均一度)の各測定結果を指数化し、合計した値である。

粉体の流動性指数表 (一部抜粋)
流動性の程度 流動性指数 架橋防止対策
最も良好 90~100 不必要
良好 80~89 不必要
かなり良好 70~79 必要な場合がある
普通 60~69 限界点、架橋あり
あまり良くない 40~59 必要
不良 20~39 強力な対策が必要
非常に悪い 0~19 特別な装置と技術が必要

(2)噴流性評価

「粉体の噴流性指数表」に基づき、噴流性を5段階で評価する。

噴流性指数は、流動性指数・崩壊角・差角・分散度の各測定結果を指数化し、合計した値である。

粉体の噴流性指数表 (一部抜粋)
噴流性の程度 噴流性指数 防止対策
非常に強い 80~100 必要
かなり強い 60~79 必要となる
傾向がある 40~59 要求されることがある
するかもしれない 25~39 流動の速さや投入の状態によっては必要
なし 0~24 不必要

対策例

(1)流動性が悪い(流動性指数が低い)場合

発生しやすい問題 主な原因 対策例
排出不良(ブリッジ・
ラットホール)
流動性不足、
凝集、圧密、
ホッパー形状不適合
ホッパー角度の見直し、排出口径の拡大、
振動機構の追加、エアレーション、粒度調整
粉体付着 吸湿、静電気、凝集 湿度管理、除電対策、アース接続、
内面処理
ダマ・凝集 微粉の凝集、
水分の影響
解砕、ふるい分け、乾燥、
造粒条件の見直し
供給量のばらつき 排出ムラ、流動性不足 粒度分布の調整、振動供給機の導入、
設備条件の見直し

(2)噴流性が強い(噴流性指数が高い)場合

発生しやすい問題 主な原因 対策例
過剰流出・
供給量の制御不良
噴流性が高い、
流動化しやすい
ロータリーバルブ、スクリューフィーダー、
定量供給機の導入、排出口径の調整
飛散・発塵 分散度が高い、
微粉を多く含む
密閉化、局所排気、集じん設備、
落下高さの低減、脱気
偏析 流れすぎによる
粒子分離
排出速度の制御、落下高さの低減、
搬送条件の見直し
フラッシング 粉体中への空気混入 脱気工程の追加、静置時間の確保、
空気混入の抑制