研究概要

一定量の粉体が自由落下する場合の粒子群の挙動

研究機関名

佐世保工業高等専門学校 機械工学科 流体実験室

http://www.sasebo.ac.jp/

代表者

中島賢治

本研究の要旨

  近年、粉末食品を少量ずつ個別に包装した製品を生活の中でよく見かける。食品に限らず、洗剤等の化学工業製品や医薬品にも粉体製品があり,個人消費文化が浸透した社会では、粉体の少量個別包装の技術は重要である。粉体包装機械では、鉛直円管がシュート装置として用いられる。鉛直円管には樹脂フィルムが円筒状に巻かれて下方向へ送られ、粉体が間欠的に供給されるタイミングを見計らって、フィルムが断続的に圧着される。このとき、パイプ内を落下する粉体群の上方が飛散することで排出が遅延し、粉体がフィルムの接合面に噛み込み、生産停止などの重度なエラーの原因となっている。鉛直円管シュートを用いた粉体の供給や排出、充填等の操作において、パイプ内の粒子群の挙動と流動状態を把握することは、生産効率を追求する上で極めて重要である。本報告では、著者らの7年間の研究成果をまとめ、粉体が自由落下する場合に、粒子群がどのような形状に変化し、パイプ内でどのような現象を引き起こすか、粉体包装機械設計のための技術資料を提供する。具体的な研究の内容は、現象の可視化実験、粒子径と落下速度の関係、レーザーセンサを用いた体積濃度分布の計測、飛散速度と粒子基準レイノルズ数の関係、球形粒子クラスタの数値解析などについて報告する。

粉体包装機械のシュート概略

Fig.1 粉体包装機械のシュート概略

粉体落下の実験装置概略

Fig.2 粉体落下の実験装置概略



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