【コラム】粉体混合の均一化はシミュレーションで！
粉体混合の均一化には内部挙動の可視化が重要！
粉体の混合過程ではさまざまな混合機が使用され、粒径、密度、形状、摩擦、付着性、流動性などの違いにより、粉体は装置内で複雑な挙動を示します。 乾式混合では、粒子が十分に入れ替わらない領域が存在すると成分ムラが残り、 湿式混合では、粉体の動きに加えて液体の分布が品質を左右し、例えば過湿が生じるとダマ・凝集体、壁面付着の原因になります。 これらの課題を解決するには、混合度といったマクロな結果だけでなく、混合機内部で粒子や液体がどのような分布になっているかを把握することが重要です。 当社取り扱いのソフトウェア『ThreeParticle/CAE』では、DEMやDEM－CFD連成シミュレーションを中心に、粒子の複雑な形状、流体との相互作用、構造解析との連成、機構との連動などを総合的に解析することが可能です。 粉体・流体・構造・機構との相互作用を考慮した連成解析を一つの環境で実施できるため、解析条件の設定から計算実行、結果評価まで効率的に進めることが可能です。 ※詳しくは下記、関連リンクの当社ホームページのコラムをご覧ください！
基本情報
詳しくは、ThreeParticleの製品記事をご覧ください。
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用途／実績例
■乾式混合におけるDEMの活用 乾式混合では、DEMを用いることで粒子一つ一つの挙動を解析できます。 混合機内で粒子がどの経路を通って循環しどの領域で滞留しやすいかを把握することが可能です。 ・粒子の軌跡：装置全体を粉体が十分に循環しているか ・速度分布：動きが速い領域・遅い領域の把握 ・デッドゾーン：混ざりにくい場所の特定 ・混合度：均一化の度合いを評価 ・偏析：粒径差・密度差による不均一傾向の確認 ・排出時の粒子流れ：排出時に偏りが生じていないか ・ブレードのトルク：装置負荷や消費電力の評価 ■湿式混合におけるDEM－CFD連成の活用 DEM－CFD連成では粉体と流体の挙動を連成して解析します。 液体の広がり方、過湿された領域、壁面に付着が発生しやすい領域などを評価することが可能です。 ・液体が最初に付着する位置 ：ノズル位置・角度の検討 ・液体の広がり方：均一化に要する時間の評価 ・過湿された領域 ：ダマ・凝集体の低減方法の検討 ・壁面に付着しやすい領域 ：排出時の残留の低減 ・液体の添加タイミング：効率的な分散条件の検討 ・トルク変化：モーター負荷
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取り扱い会社
当社は、各種プラント、工場等の設備・資産を管理・運営するための「設備保全 管理システム」を開発・販売しています。 現在、このシステムは、センサー情報やタブレット端末からの入力情報等のIoT 技術および機械学習等のAI技術を利用した故障予知機能や自動スケジューリング機能を有するシステムへと大きく進化する 過程にあります。 また、最近のDXの流れの一環で、工場の製造プロセスおよび研究開発の現場での デジタル化・自動化を行い現場の作業を効率化しようという流れが強まっています。 当社もこの流れの中で、研究開発の現場の効率化を目指すソルーションであるラボ管理システムLIMS（Laboratory Information Management System、ワークフローとデータ追跡・データ管理・データ分析・および電子実験ノート統合などの機能を備えた、ソフトウェア）の提供をしています。