ジェットミリング 超微粉砕技術は、化学、製薬、冶金、材料加工などの業界で広く普及しています。その中でも、流動床ジェットミルと蒸気ジェットミルは、超微粉砕装置の重要な2つのタイプです。どちらも高速気流を利用して粒子径を微細化しますが、動作原理、動力源、適用材料、エネルギー消費量、粒子径制御の点で大きく異なります。
流動層ジェットミル
流動床ジェットミルは、圧縮空気、窒素、またはその他の不活性ガスを動力源として用います。加速されたガスはノズルを通過し、超音速気流を形成し、粉砕室内の材料を流動化させます（沸騰状態に類似）。粒子は高速気流の作用下で衝突・摩擦し（自己粉砕効果）、超微粉砕を実現します。
主要なワークフロー
1. 供給システム: 材料はスクリューコンベアまたは空気圧トランスミッションを介して粉砕室に供給されます。
2. 流動粉砕：高速気流が材料を浮遊させ、粒子間の衝突を促進して機械の摩耗を回避します。
3. 分級システム：分級システムは、内蔵の動的または静的分級ホイールを採用しています。粗い粒子は粉砕機に戻し、微粉は集塵システムに送ります。
4. 収集システム：サイクロンセパレーター + バッグ集塵機または湿式収集により、微粉末を効率的に回収します。
コア機能
適用材料: 脆性材料(例: 化学原料、医薬品、セラミック、非金属鉱物)。
細かさ: 通常は D50 = 1～10 μm を達成しますが、一部の材料ではサブミクロンレベル (<1 μm) に達することもあります。
温度制御: 低温粉砕(気流の膨張と熱吸収による)、熱に敏感な材料(医薬品、ポリマーなど)に適しています。
エネルギー消費量: 機械粉砕より低いですが、蒸気ジェットミル（空気圧縮機に依存）よりわずかに高いです。
汚染制御: 不活性ガス (例: N₂) は、防爆および酸化防止の研削に重要です。
代表的な用途
化学産業: 顔料、染料、農薬のナノ加工。
新素材：リチウム電池正極・負極材料およびセラミック粉末の精密加工。
スチームジェットミル
蒸気ジェットミルは、高温高圧蒸気（圧力：6～12MPa、温度：200～400℃）を動力源とします。高速蒸気はラバルノズルを通過し、超音速（マッハ2～3）に達し、粒子間の高速衝突を引き起こします。蒸気の運動エネルギーと熱エネルギーが高いため、高硬度・高靭性材料を効果的に粉砕します。
主要なワークフロー
1. 蒸気発生システム：ボイラーは減圧弁によって制御された高圧蒸気を生成します。
2. 超音速ジェット：蒸気がノズルを通して高速ジェットを形成し、材料を吸い込んで加速します。
3. 衝撃粉砕：高速蒸気流中で粒子が互いに衝突したり、対象物質と衝突したりして、超微粉砕を実現します。
4. 分級と回収：通常はターボ分級機を使用します。粗粉はリサイクルされ、微粉は凝縮によって回収されます。
コア機能
適用材料: 高硬度(モース硬度 7 以上)および高靭性材料(金属、炭化ケイ素、ダイヤモンドなど)。
細かさ: ナノスケール (100～500 nm) を実現可能。一部の材料は超微細粉末に加工できます。
温度の影響: 蒸気の高温は熱に敏感な材料に影響を及ぼす可能性がありますが、これは蒸気パラメータを調整することで最適化できます。
エネルギー消費量: 比較的高い (蒸気ボイラーが必要) ですが、機械的な方法に比べると単位あたりのエネルギー効率は優れています。
汚染制御: 蒸気は凝縮してリサイクルできるため、可燃性および爆発性の物質 (金属粉など) に適しています。
代表的な用途
金属粉末: チタン、アルミニウム、ニッケルベースの合金粉末の超微細製造。
軍事用資材: タングステン合金や炭化ホウ素などの高強度材料のナノ加工。
新素材：グラフェンおよびカーボンナノチューブの前駆体の調製。
結論
流動床ジェットミルを選択する場合:
脆く熱に弱い材料（例：医薬品、ファインケミカル）。粒度分布が狭いことが求められます（D90を制御可能）。蒸気システムは利用できないため、圧縮空気が推奨されます。
スチームジェットミルを選択する場合:
材料は高硬度・高靭性（例：金属、セラミックス）です。ナノスケールの研削加工が必要です（例：ハイエンドの材料処理）。蒸気ボイラーが既に利用可能であるか、より高いエネルギー消費が許容されます。
これらは同じ機器ではなく、異なる目的のために設計されています。
流動床ジェットミルは汎用性が高く、ほとんどのファインケミカルおよび製薬業界に適しています。一方、蒸気ジェットミルは難粉砕材料に特化しており、蒸気システムを採用し、特定の分野で使用されています。
選択する際には、材料の特性、細かさの要件、エネルギー消費、およびプロセスの互換性を考慮する必要があります。
EPIC パウダーマシナリー
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