バルク商品は表現が難しい。粉体技術では30以上のパラメータが使用される。バルク材料の特性評価には、粒形、粒度分布、水分、かさ密度などの特性が含まれる。
流動助剤、固結防止剤、固結防止剤を粉末に混ぜる。
例えば、数トンのファサード石膏を均一に着色するには、少量の着色顔料で十分である。スパイスミックスを少量使うだけで、ヴィーガンミートボールに肉のような風味を与えることができる。
粉体／粉末混合物の有効性に加えて、二次的な特性も重要である。例えば、粉末が工業的に加工されている場合。カプチーノやアイスティーなどのインスタント飲料が小袋に詰められている場合。茶葉を小袋に詰める際、充填は高速で行われる。粉末混合物は、常に流動性があり、投与可能でなければならない。加えて、混合物はできるだけ埃がない状態でなければならず、そうでなければ小袋の密封がうまくいかない。
粉体は、安定した凝集体を形成するように大きくすれば、低粉塵にすることができる。そうすれば、一般的に流れがよくなる。パウダーは加湿によって低粉塵にすることもできる。濡れれば濡れるほど、流れが悪くなる。液状の有効成分を混合することもよくある。その後、各粒子を比例した量の液体で濡らさなければならない。これも一般に粉体の流動挙動を悪化させる。液相は粒子同士のくっつきを促進する。固まりは意図せずに起こることがある。
注湯コーンの形状が最初の手がかりとなる。
粉体の流動性を測定する方法は数多くある。最初の見積もりには、特に簡単な方法を使うことができる。注湯コーンの高さが決定される。粉はふるいを通って金属製の円筒の上に滴り落ち、注湯コーンを形成する。安息円錐は、重力の力が凝集力より大きくなるまで増加する。その後、粒子は互いに滑り合う。安息円錐の急勾配は、粉体の凝集性の尺度である。注湯コーンが平らであることは、粉体の流動性が良好であることを示す。
ジェニケせん断法は、粉体が複数の緊張状態にある場合の流動特性を測定する専門的な方法である（サイロ技術）。
流れの挙動の簡単な指標は傾斜角度である。
粒子集合体は混合され、湿潤される。液体の量が1から4に増加
粒子集合体内の結合メカニズム
粒子の集合体を見れば、重力はまず個々の粒子に作用する。下層では、これらの圧縮力は杭の高さに応じて加算される。同時に、粒子は互いに接着力を発生させる。これらは流体ブリッジから生じる力である。ファンデルワールス力と静電気力は、粒子が小さいときに特に強く働く。粒子が非常に小さくなると、これらの粒子間力の和がせん断力を圧倒的に支配する。
凝集は特に湿気と 剪断によって引き起こされる。
粒子径とダスト含有量
粒子同士の接触が多いほど、粒子間力は大きくなる。バルク材料が微細に分散すればするほど、接着力は増大する。この相関関係は有意である。これは、粒子の接触数が粒子径の二乗に反比例するからである。
周囲の空気の相対湿度が50％以上の場合、親水性粉末粒子は水分を蓄積する可能性がある。これは単分子吸着層と多分子吸着層の形をとる。このような複数の粒子の吸着層が互いに（点ごとに）接触すると、毛細管凝縮が起こる。水は液体の橋を形成し、粒子間に特に強い接着力を生み出すことができる。このような形で凝集プロセスが開始されることもある。凝集を避けるには、粉体粒子間の距離を長くしなければならない。これは、粉末粒子が流動助剤でコーティングされている場合に達成できる。
粒子径を変えることで、異なる結合メカニズムが効果を発揮する。(1) 流体橋、(2) ファンデルワールス力、(3) 静電気力、(4) 重量力
左が疎水性、右が親水性。効果の異なる2種類の固結防止剤。
超可塑剤には何ができるのか？
できる：
- 流れの挙動が改善された
- ケーキングやダマを防ぐ
- パウダーは実際より乾燥しているように見える
効果の異なる2種類の固化防止剤：
c. 水色の粒子が青色の液体で濡れている。液体ブリッジは2つの粒子を結合させる。
d. 少量の流動助剤を加えて混合した後、湿潤液をコーティングする。流動助剤と液体成分は互いに親和性がない。両パーティクルは互いに離れている。
e. 茶色の粒子をターコイズ色の液体で濡らす。液体ブリッジは2つの粒子を結合させる。
f. 少量の流動助剤を添加し混合した後、湿潤液を吸収させる。流動助剤と 液体成分は互いに非常に高い親和性を持つ。両パーティクルは互いに離れている。
固結防止剤の使用は、粉末の流動性があまりに不安定な場合にのみ検討すべきである、
- 社内の生産ロジスティクスが妨げられたり
- 自動粉体処理が妨げられたり、あるいは
- 高性能包装機械がブロックまたは
- サイロ、大袋、バルクコンテナからの製品排出がブロックされている場合
- バルク材料が静止状態で凝集しやすい場合（時間凝固）
固結防止剤は、非常に密度が低く、特に細かく分散した粉末である。そのため、非常に経済的である。その比表面積は非常に大きい。500m²/gを超えることもある。ごく少量であれば、粉末状の商品を効果的に包むことができる。粒子間の力が減少し、液体の橋がなくなり、製品は思い通りに流れる。
しかし、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、二酸化珪素（シリカゲル、珪酸、シリカゲルなどの名称もある）などの流動添加剤は、圧力やせん断に対して極めて敏感である。バルク材料に集中的に混合されると、その非粘着効果は失われる。従って、流動助剤は「最小侵襲的」な方法で、すなわち低エネルギー投入でバルク材料に分配されなければならない。とはいえ、流動助剤はバルク材料のすべての粒子をコーティングしなければならない。
超可塑剤は、0.001または0.002重量パーセントの割合でのみバルク材料に添加される。これがミキシング作業を難しくしている。
amixon®のツインシャフトミキサーは特に効率的に働きます。ミキシングツールは低速で回転する。これにより、粒子の構造が維持される。
バルク固形物中の固結防止剤の分布は非常に厳しい。いくつかの相反する目標を克服しなければならない：
- 可能であれば、固化防止剤は申告制にすべきではない。これは食品業界では特に望ましい。
- 注湯助剤はごく少量、例えば0.001重量％だけ使用する。
- 自由流動助剤は非常に軽い粉末である。パウダーミックスに "浮く "傾向がある。
- 固結防止剤は、粉体混合物中に均一に分散している場合にのみ有効である。
- 固化防止剤の粒子構造は複雑で、非常に繊細である。
- トリクリング剤は、ストレスがかかっていない、つまり圧縮されておらず、剪断されていない場合にのみ有効である。
バルク原料混合物のできるだけ多くの粒子がコーティングされる。
amixon®ミキサーはこのようなミキシング作業に最適です。バルク原料は、最小限の固化防止剤で流動性を持たせている。これは数立方メートルのバッチサイズでも可能である。amixon®ミキサーでは、このような要求の厳しい加工作業も、最適な配慮と短いミキシング時間でこなすことができます。テクニカルセンターで実演すると、お客様はいつも驚かれ、喜ばれます。
amixon®テストミキサーは様々なサイズをご用意しています：10リットル、100リットル、400リットル、1000リットル、2000リットル、3000リットル。
amixon® ツインシャフトミキサー。最小限のエネルギー消費で理想的な穏やかなミキシング効果
「ドライ・リキッド
粒子表面の構造は、多くの毛細血管の存在によって特徴づけられる。流動助剤粒子の表面積は非常に大きく、1グラムあたり500m²にもなる。この点で、超可塑剤は大量の液体（自重の3倍まで）を吸収して結合するためにも使用できる。amixon®ミキサーは、その穏やかな操作モードにより、ドライ液体を製造するのに特に適している。
時には、重要な粉体を湿らせて凝集を抑えるために「ドライ液」が製造されることもある。この粉体湿潤法は、液体噴霧システムなしで機能する。
湿潤プロセス。ここでは、中央に静止している液体、端にある乾燥したパウダー、そしてゆっくりと進行しているウェッティングを見ることができる。流動助剤の濡れ挙動はまったく異なる。液体は数秒で吸収される。(フラッシュ吸収）
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