乾燥後塊状へ変化する液体原料スラリーの低温乾燥 / テスト事例 / 原料スラリー乾燥, 原料スラリー乾燥機

原料スラリー等液体状の乾燥対象物は、通常乾燥後粉状になることが多いのですが、対象物によっては塊状になる場合があります。それはその原料が持つ特質だと考えられ、熱を与えるとその性状に基づき液体から固体に変化している可能性があります。

原料スラリーの乾燥時に塊化が発生する原因は、原料の成分や含水率、乾燥機の種類、乾燥条件などによって異なります。一般的には、原料中の粘着性物質が原因であることが多いです。また、乾燥機内部での流動性が悪くなることによっても塊化が発生することがあります。
原料スラリーの乾燥において塊化を防ぐためには、原料の成分や含水率、乾燥機の種類、乾燥条件などを適切に設定することが重要です。また、原料の乾燥機内部の流動性が重要視される場合は、乾燥機の形状や内部構造を事前に確認することが必要です。さらに、原料中の粘着性物質を減らすために、原料の前処理を行うことも考えられます。

液体原料スラリーを製品製造に適した低温での乾燥を行うことにより、乾燥後成分変化が少なく乾燥後、良質な製品が製造できます。KENKI DRYER は低温での熱源に蒸気利用の間接乾燥ですので、乾燥後は乾燥対象物の成分変化が少なく製品の製造に適しています。

どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、日本 2件、海外7ケ国 9件 合計11件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な乾燥装置で、液体状の乾燥対象物でも乾燥が可能です。
付着性、粘着性が強い原料スラリーの乾燥でも KENKI DRYER の能力は存分に発揮し、どんなに付着性、粘着性が強くても乾燥機内部に詰まることなく安定運転乾燥ができます。低温での乾燥ですので乾燥対象物の成分が変化せず原料の乾燥として全く問題がありません。連続式の乾燥機ですので乾燥に人手を全く必要とせず無人で24時間運転ができます。

泥漿（でいしょう）は、スラリー (slurry) やスライムとも呼ばれる懸濁体（けんだくたい）のことで、液体中に鉱物や汚泥などが混ざっている混合物のこと。粘性の強い（ドロドロとした）流動物であることが多い。
泥漿またはスラリーは、主に工業分野で用いられる言葉で、製造業や土木分野で多く使われている。泥漿の”漿”の字は重湯（おもゆ）を指しており、重湯のような「液体に粒子が混ざり込んだ懸濁体」をこのように表している。一般的な濃度は濃厚であり、重湯のように稀薄ではない。ただ、土質工学のスラリーだけは含水率がかなり高い液体を指しており、本当にサラサラとした液体を表している。なお、生コン・モルタルも泥漿の一種といえるが、これらは一般的には泥漿とされずに、区別されて認識されている。

出典：Wiki 泥漿

懸濁液（けんだくえき）は、固体粒子が液体中に分散した分散系。英語では、サスペンション (suspension) あるいはスラリー (slurry)。サスペンジョンともいうが、こちらはドイツ語のズスペンジオーン (Suspension) が混ざった呼び名である。
粒子はコロイド粒子（100nm程度以下）のこともあるが、それより大きな光学的粒子のこともある。コロイド粒子の場合は懸濁コロイドなどと呼び、光学的粒子の懸濁液を特に懸濁液と呼ぶこともある。

出典：Wiki 懸濁液

乾燥後塊になる液体原料スラリーとは、液体の原料を、様々な方法で均一に混ぜ合わせた状態で、乾燥させると塊状になる性質を持つスラリーのことです。

具体的なイメージ

• 液体原料: 水、有機溶媒などに溶かされた粉末や粒状の物質
• スラリー: 液体の中に固形物が浮遊している状態
• 乾燥: 水分を蒸発させ、固形分だけを残すこと
• 塊: 乾燥後に固形分がくっつき合い、大きなかたまりになること

塊になる原因

• 析出: 溶解度が温度や濃度によって変化し、固形物が析出して結晶が成長する。
• 乾燥速度: 乾燥が速すぎると、表面が早く固まり、内部の水分が蒸発できずに圧力がかかり、割れたりひび割れたりして塊になる。
• 成分の性質: 原料の成分によっては、乾燥中に化学反応が起こったり、粘度が高くなったりして、塊になりやすい。

乾燥後塊になるスラリーの例

• 食品: ジャム、味噌、練り製品など
• 工業製品: セラミックス原料、塗料、医薬品など

塊になるのを防ぐ方法

• 乾燥条件の調整: 乾燥温度、湿度、風量などを最適化する。
• 添加剤の使用: 結晶成長抑制剤、分散剤などを使用する。
• 乾燥方法の変更: スプレー乾燥、凍結乾燥など、他の乾燥方法を試す。

 

出典：Gemini

原料スラリーの乾燥時に塊化を防止するためには、いくつかの対策を講じることができます。以下に代表的な防止策を挙げます。

1. スラリーの均一な分散

• 混合の改善: スラリーの成分が均一に分散していることを確認します。混合機を使用してスラリーを十分に攪拌し、固形分が凝集しないようにします。
• 分散剤の使用: 分散剤を添加することで、固形分が互いに凝集しにくくなり、乾燥時の塊化を防止できます。

2. 乾燥条件の最適化

• 乾燥速度の調整: 急速な乾燥は表面の水分が早く蒸発し、内部の水分が蒸発しにくくなるため、表面に塊ができやすくなります。乾燥速度を適切に調整し、均一に乾燥させることが重要です。
• 温度と湿度の制御: 乾燥温度が高すぎると、表面のみが早く乾燥して塊化することがあります。乾燥温度や湿度を適切に制御することで、塊化を防ぐことができます。

3. 乾燥装置の選定

• スプレードライヤー: スラリーを微細な霧状にして乾燥するスプレードライヤーを使用すると、個々の粒子が均一に乾燥され、塊化が抑制されます。
• 流動層乾燥機: 粒子を流動させながら乾燥する流動層乾燥機を使用すると、粒子同士が互いに接触する時間が短くなり、塊化を防ぐことができます。

4. スラリーの粘度調整

• 粘度の低減: スラリーの粘度が高すぎると、乾燥時に固形分が凝集しやすくなります。適切な粘度に調整することで、塊化のリスクを低減できます。

5. 助剤の使用

• アンチケーキング剤の添加: スラリーにアンチケーキング剤を添加すると、乾燥後に粒子間の結合を抑制し、塊化を防止できます。

これらの方法を組み合わせて使用することで、乾燥時のスラリーの塊化を効果的に防止できます。具体的な対策は、スラリーの性質や乾燥装置の種類、最終製品の要求仕様に応じて調整する必要があります。

出典：ChatGPT

原料スラリー乾燥

乾燥装置 KENKI DRYER の国際特許技術の一つが Steam Heated Twin Screw technology （SHTS technology）でセルフクリーニング機構です。この機構によりどこもできないどんなに付着、粘着、固着する乾燥対象物でも独自の構造で機械内部に詰まることなく乾燥できます。
例えば乾燥対象物が羽根に付着したとしても、その付着物を乾燥機内の左右の羽根が強制的に剥がしながら回転します。どんなに付着、粘着、固着性がある乾燥物でも左右の羽根が剥がしながら回転するため羽根に付着することなく、そして停止することなく羽根は常に回転し続け、剥がし、撹拌、加熱乾燥を繰り返しながら搬送されます。又、常に羽根の表面は更新され綺麗なため羽根よりの熱は遮るものなく乾燥物にいつも直接伝えることができます。どこも乾燥ができない付着、粘着性が強い物あるいは原料スラリー等の液体状に近い状態で投入したとしてもこのテクノロジーで全く問題なく確実に乾燥ができます。このSHTSテクノロジーは約７年以上を経て完成させており国内はもとより海外でも特許を取得、出願しております。
又、水処理脱水後の有機汚泥等の乾燥では凝集剤の影響を受け乾燥中に大きな塊になりやすく、乾燥後大きな塊で排出された場合、表面のみ乾燥し内部には水分をかなり含んだ状態で排出される場合が多々あります。しかしこのテクノロジーでは乾燥対象物が、左右の羽根あるいは羽根とトラフ、ケースで接触する際に強制的にせん断、引きちぎられます。乾燥対象物は羽根に付着した際は強制的に剥がされ、その上せん断、引きちぎられながら攪拌が繰り返し行なわれながら加熱されるため、乾燥工程が進むうちに乾燥対象物は次第に小さくなっていきます。乾燥対象物は小さくなればなるほど内部まで熱が十二分に伝わり、行き渡り安定した品質の乾燥物となります。熱源には飽和蒸気を使用した低温での乾燥のため乾燥対象物が炭化する焦げるあるいは焼きむら等は発生せず、乾燥後は安定した良好な品質で排出されます。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ特許取得済

セルフクリ－ニング

熱源 蒸気