プラント・エンジニア、プロセス・エンジニア、オペレーション・マネージャーのためのテクニカル・ガイド
この記事の内容
この記事では、バケットコンベヤやバケットエレベータシステムが、粗い流動性のある材料には信頼できるが、取り扱いに苦戦する理由を説明する。 微粉末 バケットコンベヤは、粉粒体や工業用粉粒体を処理する最新の設備です。本書では、バルクパウダーを使用する際のバケットコンベアの主な障害点を取り上げています。そして、工業用粉体ハンドリングで最も重要な基準について、バケットエレベーターの性能を航空機械式搬送と直接比較します。また、専用の代替品に切り替えることで総所有コストを削減できる用途や条件についても概説しています。.
バケットコンベヤーシステムとバルクパウダーの問題点
バケットコンベヤは、バルクマテリアルハンドリングにおいてその地位を確立しています。穀物、骨材、肥料ペレットのような、粗く、密度が高く、自由に流動する材料には、信頼性が高く、費用対効果に優れています。しかし、近代的な産業施設を流れる粉体は、より細かく、より凝集性が高く、より危険で、より価値の高いものとなっています。バケットコンベヤの設計は、すくい上げと遠心排出の原理を使用しているため、このようなタイプの工業用粉体では苦戦する傾向があります。.
この記事では、搬送システムを指定したり検討したりするプラント・エンジニアやプロセス・エンジニアのために、工業用粉体ではバケット・コンベヤがどのような点で不利なのか、なぜそのような不利な点が運転上問題となるのか、そして専用に作られた代替コンベヤが何をもたらすのかを検討する。.
バルクパウダー」という用語は、取り扱いの要求が大きく異なる様々な材料をカバーしている。産業環境では、以下のようなものが含まれます:
- カーボンブラック
- 二酸化チタン
- シリカとカオリン
- セメントとフライアッシュ
- 電池製造用金属粉
- 炭酸リチウム
- 酸化コバルト
- グラファイト
- プラスチック樹脂および高分子化合物
- 触媒粉末
- 化学中間体。.
これらの材料はすべて、多くの場合、規制の監視下で、大規模に取り扱われ、製品の損失、汚染、排出の許容範囲は限られている。. ベルトコンベヤ 産業用粉体ハンドリングにおいて、他の搬送システムが最初に選択されることは稀であるが、他の搬送システムの方がより適しており、バルク材料の粉体ハンドリングにおいてより頻繁に使用されている。.
バケットコンベアシステムが工業用微粉末で失敗する場合
粉塵と排気ガス
バケットエレベータのケーシングは、可動ベルトまたはバケットコンベヤチェーンの周囲に作られた複数の部品で構成された筐体です。搬入・搬出口、アクセスドア、摩耗エリアはすべて漏出粉塵を発生させます。この粉塵を抑制することは、労働暴露限界(OELs)のある材料に対する安全衛生上の義務であり、ハウスキーピングの問題として扱うべきではありません。従来のバケットエレベータコンベヤからの排出を管理するには、通常、二次集塵インフラ、継続的なシールメンテナンス、定期的な清掃レジメンが必要です。.
可燃性粉塵のリスク
多くの工業用粉末は可燃性であり、以下のようなものも含まれる、,
- アルミニウム
- 泥炭
- すす
- たんじん
- ポリエテン
- 殺虫剤.
バケットエレベーター はATEXやNFPAのガイドラインでは高リスク機器に分類されています。バケットコンベヤに防爆仕様と適切な設計機能を指定することは可能である。しかし、このような制御は、一般的に資本コストとメンテナンス負担の両方を増加させ、規律ある検査とハウスキーピングの必要性を排除するものではない。.
可燃性粉じんのリスクアセスメントでは、バケットエレベーターは、次のような理由から、よりリスクの高い機器として扱われることが多い:
- 可動機械部品と摩耗箇所
- 内部粉塵の蓄積(ハウスキーピングと除塵が不十分な場合)
- ベルトの摩擦、ミスアライメント、部品の故障による余分なエネルギー
- 密閉された垂直ケーシングで、発火すると急速に燃焼する。.
凝集性の高い微粉末の排出不良
凝集性の粉体は、粒子同士がくっつきやすく、バケットに詰まってヘッドからきれいに排出されません。滞留した材料は効率的な処理能力を低下させ、多品種生産施設ではバッチ完全性のリスクを生じさせ、洗浄のために頻繁に停止する必要があります。フライアッシュのような微細で密度の低い粉体は、バケットを予測通りに満たすのではなく、エアレーションを起こし、ブートセクションに浸水するという逆の問題を引き起こします。.
磨耗
砂やセメントクリンカのような硬い鉱物粉は、バケット、ベルトカバー、ブーツ部のライニングを摩耗させる。これはメンテナンスコストと計画外のダウンタイムの増加に直結します。摩耗性の高い用途では、バケットエレベーターの総所有コストは資本コストだけで考えるよりも常に高くなります。.
製品の劣化と二次汚染
触媒パウダー、コーティングされた鉱物、高度なバッテリー材料などの壊れやすい粒子は、すくい上げの力によって磨耗し、製品の品質と歩留まりに影響を及ぼします。多品種生産設備では、バケットエレベーター内部の形状により、徹底的な洗浄が困難で時間がかかり、バッチ間の二次汚染のリスクが生じます。.
バケット・コンベヤとエアロ・メカニカル・コンベヤの直接比較
産業用コンベヤの種類によって、適した材料の種類は異なります。食品産業用のコンベヤシステムは、搬送される材料が同じような性質を持っている限り、化学産業でも同じように機能します。コンベヤの種類を比較する際には、用途と扱う材料を考慮することが重要です。 搬送システムの選択.
| 基準 | バケットコンベヤ | エアロ・メカニカル・コンベア |
|---|---|---|
| 粉塵封じ込め | 限定的だ: オープン・ローディング・ポイント | 完全密閉: 排出ガスを出さない |
| 可燃性粉塵のリスク | もっと高い: ベルトの摩擦、ほこりの蓄積 | 削減された: 摩擦点がない |
| 磨耗 | 重要 バケット、ベルト、ケーシング | 最小限 接触力、低摩耗率 |
| 放電効率 | 貧しい 微粉末/粘着性粉末用 | 高い: クリーンな排出、最小限の残留物質 |
| クリーンダウン/アクセス | 難しい: 限定検査ポイント | シンプル 清掃と点検のためのアクセス |
| フットプリント | 大きい、, 固定垂直ルーティング | コンパクトだ、, フレキシブルな傾斜または垂直ルーティング |
| メンテナンス | 高い: 摩耗部品、ベルト/チェーン、バケット | 低い: 最小限の可動部品、長いインターバル |
フロベイヤーのエアロメカニカル搬送 フロディスク・テクノロジー は異なる原理で作動する。完全に密閉されたチューブ内を高速のロープ・ディスク・アセンブリが走行し、流動化した搬送流を作り出します。粉体は、バケットすくい上げや遠心力による排出をすることなく、また搬送経路上にオープンな移送ポイントを設けることなく、吸入口から排出口まで移動します。.
マテリアルハンドリングシステムが正しくサイズ設定され、運用されれば、粉体ハンドリングシステムによる産業用粉体ハンドリングの実用的な成果は、次のようになる。 エアロメカニカルコンベヤ(AMC) を含むことができる:
- 粉塵封じ込めの改善 密閉されたインターフェイスを持つ密閉された搬送経路を通して、開放された搬送ポイントへの依存を減らす。.
- より一貫した伝達行動 バケットに滞留しやすい粉体や、ブートで予期せぬ挙動を示す粉体のために、スループットの安定性を向上させます。.
- より優しいハンドリング 品質が重視される粉体や高価値の粉体向けで、衝撃の強い機構に比べ摩損を減らすのに役立ちます。.
- 残留ホールドアップの少ないクリーンな排出, 多品種生産環境において、迅速な段取り替えと交差汚染のリスクを低減します。.
- 異なる可燃性粉塵のリスクプロファイル, ベルトの摩擦経路が減少し、チューブが密閉される一方で、用途に応じた評価と制御が必要となる。.
また、エアロ・メカニカル・コンベアは、コンパクトなルーティング・オプションとモジュール設計により、レイアウトの柔軟性が重要な垂直または傾斜したランを含め、制約のあるプラントでの設置を簡素化することができる。.
エアロ・メカニカル・コンベアへの切り替えが商業的に理にかなっている場合
エアロ・メカニカル・コンベヤーを推奨するケースは、以下の1つ以上に当てはまる場合に強い:
- パウダーには OEL、毒性、またはハウスキーピング要件 そのため、ダストコントロールが設計の主要なドライバーとなる。.
- 素材は 凝集性、通気性、可変性, また、バケットの充填や排出の信頼性は、運転上の繰り返し問題となる。.
- 磨耗 頻繁に介入したり、ダウンタイムが発生したり、スペアパーツを大量に消費したりする。.
- この施設では 複数製品 そして、より速く、より信頼性の高いクリーンダウンと切り替えを必要としている。.
- 粒子の完全性 は、歩留まり、性能、または顧客仕様の遵守に影響する。.
- 工場の制約が有利 コンパクト・ルーティング 大型の縦置き固定設備よりも。.
AMCは一般的に、次のような用途でバケットコンベヤと比較評価される:
- コーティングとプラスチック用の顔料とフィラーの取り扱い
- バッテリー搬送
- 化学プラントにおける触媒移動
- ゴム・タイヤ製造におけるカーボンブラックの取り扱い
- 建築製品における補助セメント系材料(SCMs)
- コンパウンド作業におけるポリマーコンパウンドの移動。.
工業用粉体輸送装置に関する質問
十分な二次加工を施せば、バケットエレベーターは粉体ハンドリングに使用できる。問題は、より安全に、よりクリーンに、より低い総所有コストで材料を処理するために、専用に作られた代替品にその費用をかけるべきかどうかということである。.
バルク粉体輸送のための実用的な選択チェックリスト
工業用粉体ハンドリングの機器を指定する際、最も低リスクで低コストのオプションを特定するには、制御と操作への影響を含める必要がある。.
このチェックリストは、バケットエレベーターがボトルネックになるかどうかを予測するのに役立つ:
- 粒度分布と粉塵性
- 嵩比重と通気傾向
- 流動性、凝集性、水分感受性
- 摩耗性と予想摩耗率
- OEL、封じ込め目標、ハウスキーピングの許容範囲
- 可燃性粉じんの特性と必要な管理
- クリーンダウン検証の必要性と交換頻度
- スループット、リフトの高さ、ルーティングの制約
- 劣化や消耗に対する感受性。.
よくある質問
バケットコンベヤ(バケットエレベータとも呼ばれる)は、動くベルトやチェーンに取り付けられた一連のバケットを使用して、バルク材料を低い位置から高い位置へ垂直に持ち上げる機械的な搬送システムである。.
バケット・コンベア・メーカーは、バケット・エレベータ・コンベアの構成部品として、以下のものを挙げている:
- バケツプラスチック、スチール、ナイロン製のスクープ。
- ベルトかチェーン: バケツが取り付けられた連続ループ
- ヘッド(トップ)セクション: バケットが転倒すると材料が排出される場所
- ブート(下)セクション: バケツが材料をすくい上げたり、受け取ったりする場所
- ドライブユニット: ベルト/チェーンを動かすモーターとプーリー・システム
- ケーシング/ハウジング: 安全性と粉塵封じ込めのためにシステムを囲む。.
航空機械コンベヤ は、粉体や粒体をチューブ内で搬送するバルク材搬送システムです。高速で移動するロープとディスクのアセンブリを使用し、気流を発生させて材料をほぼ無重量の流動状態で搬送します。.
- アウターチューブ: 密閉された長さの配管で、通常はステンレス鋼製。
- ロープとディスクのアセンブリ: ポリウレタンまたはナイロンのディスクを等間隔に取り付けたワイヤーロープの連続ループ
- 駆動部ロープアセンブリを高速で推進するモーター
- インレット材料がコンベヤーに投入される場所
- 排出口/排出ポイント材料が排出される場所で、多くの場合、高い位置/垂直の位置にある。.
粉体ハンドリングに適切なコンベヤを選択するかどうかは、材料、プロセス要件、使用環境に関連するいくつかの重要な要素によって決まります。これらには以下が含まれます:
- 素材特性: 粒径および分布、凝集性および流動性、かさ密度、研磨性、壊れやすさ、吸湿性、毒性または力価
- プロセス要件: 搬送距離とレイアウト、スループット率、搬送高さ、バッチ運転と連続運転
- 衛生と封じ込め: 食品、医薬部外品、ケミカルグレード、粉塵封じ込め、交差汚染リスク
- 経営・経済的要因: エネルギー消費量、メンテナンス要件、資本コストとランニングコスト、設置面積とスペース、騒音レベル。.
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フロベイヤーのエンジニアリング・チームは、プラント・エンジニアやプロセス・エンジニアと協力し、材料特性と搬送要件を評価します。フローバイヤーのエンジニアリングチームは、プラントやプロセスエンジニアと協力し、材料特性や搬送要件を評価します。. お問い合わせ までご連絡ください。.