2014 Fiscal Year Research-status Report
凝集性微粒子を対象にした振動場を利用するバルクハンドリング装置の開発
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25420807
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
馬渡 佳秀 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70380722)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 流動層 / 微粒子 / 振動 / 造粒 / 粒子運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度の実施計画である(1)振動場における微粒子の流動化挙動の解明および(2)振動場における粒子運動の発現条件の確立，それぞれについて継続的に調査すると共に本年度の研究計画である(3)振動条件及びガス通気条件が造粒物の物性に及ぼす影響，について検討を行い，以下の知見を得た．各研究項目について成果概要を記述する．
(1)鉛直振動場において10μm粒子を振動流動化させた．特に初期空隙率と供給ガス流速の依存性を調査し，振動加速度比が大きくなると初期空隙率および通気ガス流速依存性が低下した．
(2)円筒型流動層に鉛直振動を付加することで粒子運動を発現させることの出来る通気ガス流速を低減できることが明らかとなったが，粒子の移動速度は減少した．粒子移動に強く関与する気泡の動的挙動（合一・分裂）に振動付加の影響が現れており，粒子動速度との相関性を確認した．
(3)振動付加時に凝集サイズの分布を狭小化できる操作条件が比較的低ガス流量の操作で得られることを明らかにした．そのような操作ガス流速の条件では粒子層の空隙率が加振により増加しており，造粒挙動が層表面近傍から粒子層全体に拡大したことに起因するものと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
振動付加時の微粒子の流動化挙動および粒子運動の可視化と移動速度の測定に関しては一定の知見を得られつつあり順調であると言える．しかしながら，粒子運動は粒子物性は基より装置形状や粒子充填量の影響を受けるものと考えられるため，系統的な実験の実施が必要であると考えられる．
また，造粒試験に関して，本年度は造粒装置内のスプレー設置および噴霧条件の影響を粒子層内の空隙率にどのような影響を及ぼしているのか検証する実験を行ったため，前年度から先行していた造粒実験に遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の研究課題である振動場における造粒機構について検証を進める．振動付加により粒子層空隙率が増加する結果について再確認し，必要であれば可視化により定量的に空隙率が増大できる操作範囲を探索する．
次年度の計画である装置スケールに関する課題は，装置形状及び充填量に着目して実験を実施する．また，現状で一次粒子のサイズは75μmであるが，さらに小粒子径（40μm程度）を出発原料として微粉ハンドリング操作の知見を得ることを目的として掲げる．
なお，造粒物の物性としてサイズ分布の他に粒子間の結合部の観察を行い，結合剤の系への供給量および種類が造粒物の内部構造に及ぼす影響について検討を行う．
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| Causes of Carryover |
振動場で造粒試験を行うにあたり，既存装置ではスプレーを流動層本体に固定して設置していたため，振動振幅が大きくなるとスプレーからの噴霧方向が斜方向にずれることが判明した．そのためスプレーに装置へ振動が伝播しないように固定設置できるように製作する必要が生じたため次年度に装置製作を延期した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
振動装置から独立してスプレーノズルを固定設置できるように流動層本体・固定治具を設計・製作する．
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