パドルミルとは何ですか?粗粉砕から中粉砕まで多用途に使える粉砕機

パドルミルとは何ですか?

平たく言えば、パドルミルは、パドル状の刃を備えた高速回転シャフトを使用して、塊状、脆性、繊維状、または固まった原料を均一な粗粉末から中粉末に粉砕する機械的粉砕機です。化学製造、食品加工、セラミックス、鉱物加工、電池材料、農産物、固形廃棄物のリサイクルなどの業界では、最初のサイズ縮小ステップとして、保管から到着する生の塊とその後の微粉砕または混合段階の間の実際的な橋渡しとして使用されています。

ジョークラッシャーやロールクラッシャーのように 2 つの硬い表面の間に材料を絞り込むのではなく、パドルミルが材料を叩きます。パドルは破砕チャンバー内を高速で通過し、飼料を衝突させてチャンバーの壁や穴の開いたスクリーンに投げつけます。それぞれの塊は、衝撃、せん断、磨耗の組み合わせによって破壊され、破片がスクリーンの開口部を通過して機械の外に出るのに十分な大きさになるまで破壊されます。遮蔽されたチャンバー内で繰り返される急速な衝撃という 1 つのアイデアによって、機械の強み、限界、および特定のプロセスでの機械の選択方法のほとんどが説明されます。

この装置は、ハンマーミル、ピンミル、ケージミルと合わせて、ローターベースの破砕機のより広いファミリーに属します。特徴的なのはローター ツールの形状です。薄く揺れるハンマーや細いピンではなく、幅広のブレード状のパドルです。その形状は、より穏やかで、よりせん断支配的な作用を生み出します。これは、飼料が純粋に硬い岩ではなく、砕けやすい、熱に弱い、または単に凝集している場合に重要です。この製品ファミリーの代表的なマシンは、次のサイトで確認できます。 パドルミル製品ページ.

コア機能と動作原理

塊状の飼料から制御された粉末まで

パドルミルの基本的な仕事は、塊、フレーク、プレスケーキ、凝集物、再生スクラップなど、粗く不規則な原料を、予測可能な最高粒子サイズを持つ自由流動性の粉末に変換することです。通常、材料はホッパーを通って上から機械に入りますが、多くの場合、安定した供給速度を維持する振動フィーダーまたはスクリューフィーダーの助けを借ります。重力によって粉砕室に物質が運ばれ、そこでローターが高速で回転し、パドルが落下する物質を捕らえて外側に加速します。

パドルの先端は落下するフィードよりもはるかに速く動くため、最初の接触ですでに強い打撃が与えられます。その後、破片はチャンバー摩耗プレートとスクリーンに投げつけられ、再び砕け、ローターの経路に戻ります。このサイクルは 1 秒間に何度も繰り返されるため、単一の塊が逃げられるほど小さくなるまでに数十回叩かれることがあります。

チャンバーの底部にあるスクリーンまたは格子は、分級器と排出制御の両方として機能します。スクリーンの開口部よりも小さい粒子のみが通過します。粗いものは内側に留まり、再び叩かれます。その意味で、機械は部分的に自己調整機能を備えています。製品の上部サイズは、ローターの速度だけではなくスクリーンによって決まります。そのため、パドルミルを指定する際にスクリーンの選択が最も重要な決定となります。

チャンバー内の粉砕の仕組み

チャンバー内では 3 つのメカニズムが連携して動作します:

• インパクト — パドルの先端が塊を直接叩き、材料の自然な弱点に沿って亀裂が開きます。
• 剪断 — 幅広のパドルが材料をチャンバー壁とスクリーン全体に引きずり、柔らかい、薄片状、または繊維状の粒子を粉砕するのではなく引き裂きます。
• 消耗 — 断片同士が擦れ合ったり、ライナーと擦れ合ったりすると、エッジが丸くなり、完成したパウダーの表面の性質が変わります。

ハンマーミルよりもせん断と磨耗の役割が大きいため、パドルミルでは、同じ縮小率でも非常に細かい粒子が少なく、浮遊粉塵も少なく、発熱も少ない製品が生産される傾向があります。これは、高温になると焦げたり、溶けたり、汚れたり、結晶性を失ったりする材料にとっては大きな利点です。

主要なプロセスパラメータとその影響

ローターの速度は、各衝撃のエネルギーを制御します。速度を上げると製品が細かくなり、微粒子の割合が増加しますが、パドル、ライナー、スクリーンの摩耗が促進され、チャンバー内の温度が上昇します。速度を下げると、より粗く粒状の製品が生成され、摩耗部品の寿命が長くなります。

スクリーンの開口部は、出ることができる最大粒子サイズを設定します。大きな開口部により、高い処理量と粗い生成物が得られます。開口部が小さいと、より細かい製品が得られますが、容量が低下し、ローターへの負荷が増加します。パドルの数、パドルの幅、および連続するパドルがシャフトに沿って交互に配置される角度によって、材料がスクリーンに到達するまでに何回叩かれるかが決まります。そのため、より多くの適切に配置されたパドルは、一般により均一な粉砕を意味します。

飼料の特性も同様に重要です。パドルできれいにキャッチできない大きすぎる塊は、チャンバー内で単に跳ね返る可能性があります。非常に湿った素材や粘着性のある素材はスクリーンを見えなくし、機械を部分的にフル稼働させ、エネルギーを無駄にし、熱を発生させます。研磨剤の供給により、あらゆる摩耗部品の寿命が短くなります。供給速度も能力に合わせる必要があります。供給が不足すると、1 トンあたりのエネルギーが無駄になりますが、供給が過剰になるとチャンバーが詰まり、内部の再循環が増加し、製品サイズが目標を超える可能性があります。

主な構成とコアコンポーネント

パドルミルは単一の固定設計ではありません。それらは、義務、衛生要件、および工場が製品を処理したい方法によって異なります。ただし、主要な構成要素はモデル間で一貫しています。

ローターとパドルのアセンブリ

ローターは水平なシャフトであり、その上にパドルが列状に取り付けられています。モデルによっては、ローター全体を分解せずに個々のブレードを交換できるように、パドルがシャフトにしっかりと固定されているか、キャリアに保持されている場合があります。列を異なる角度でずらして配置すると、荷重が均等に分散され、ローターがすべての材料に一点で当たるのを防ぎます。ローターは研削品質と消費電力の両方を決定するため、そのバランスが重要です。ローターのバランスが崩れると、振動、ベアリングの摩耗が発生し、製品のばらつきが生じます。

粉砕チャンバー、ライナー、スクリーン

チャンバーはローターを囲い、材料が投げられる静止表面を提供します。交換可能なライナー プレートはチャンバー本体を摩耗から保護し、炭素鋼、ステンレス鋼、または積極的な供給の場合はより硬質の耐摩耗性合金で供給できます。排出端のスクリーンまたは格子は製品の上部サイズを決定し、通常は最も頻繁に交換されるアイテムです。金属汚染を避ける必要がある場合は、すべての接触部品をステンレス鋼で作成するか、非金属ライニングを取り付けることができます。

ドライブ、ベアリング、フレーム

通常、ベルトドライブまたはダイレクトカップリングを介してモーターがローターを回転させます。ベルトドライブでは、プーリーを交換することでローター速度を調整できるため、工場で新しい工具を購入せずに製品を微調整する必要がある場合に役立ちます。ベアリングはローターの重量と不均衡な衝撃荷重の両方を支えるため、通常は耐久性が高く、連続使用のために密閉および潤滑されています。フレームはすべてを結び付けており、一定の振動下でもローターの位置を調整できるように十分な剛性が必要です。

給餌および排泄の手配

制御された粉塵のない供給が必要な場合は、飼料はホッパーからの重力、振動フィーダー、またはスクリューコンベアによって供給できます。排出は、重力によってビンまたはコンベアに行われることもあれば、微粒子がスクリーンを通過できるほど小さくなるとすぐにチャンバーから掃き出す気流によって補助されることもあります。エアスイープ排出により、細かい粉砕の能力が向上し、チャンバーを低温に保つのに役立ちますが、集塵機とより慎重なシステム設計が必要です。

防塵と密閉性

粉砕では常に粉塵が発生するため、シャフト入口のシール、密閉排出口、抽出システムへの接続が標準装備されています。良好なシールはベアリングを保護し、作業エリアを清潔に保ち、食品、医薬品、電池材料のバッチ間の相互汚染を防ぎます。

KPIと選定ポイント

処理量と削減率

購入者が最初に尋ねる数字は処理能力です。つまり、機械は 1 時間あたり何キログラムまたはトンを処理できるのでしょうか。容量は、対象となる製品のサイズだけでなく、飼料の硬度、嵩密度、水分、初期サイズにも依存するため、決して一定の数値ではありません。同じ粉砕機でも、柔らかく乾燥した飼料では高い生産量が得られますが、硬くて湿った飼料では生産量ははるかに少なくなります。したがって、マシンを指定する便利な方法は、ペアの要件、つまり、このフィードがこの最大サイズからその最大サイズまで、このレートで縮小されることです。

粒度の制御と分散

製品の品質は、トップサイズとサイズ分布の形状によって表されます。ほとんどの粒子が目標サイズに近く、極端な値がほとんどない狭い分布は、通常、混合、打錠、焼結、または噴霧における下流の動作が良好であることを意味します。スクリーンの開口部とローターの速度によって分布が設定され、適切に千鳥状に配置されたパドルを備えた適切に設計されたチャンバーにより、すべての粒子に同様の数の衝撃が与えられ、分布がさらに狭くなります。

エネルギー消費と効率

サイズの縮小は本質的にエネルギーを大量に消費します。機械を比較する実際的な方法は、比エネルギー、つまり許容される製品 1 トンあたりに消費される電力です。積極的に粉砕するものの、不要な微粉を大量に生成する工場は、一見高速に見えますが、販売可能トン当たりのエネルギー消費量が多くなる可能性があります。効率的な動作とは、チャンバーが急激に変化することなく安定して動作するように、ローター速度、スクリーン、および供給速度を一致させることを意味します。

自動化と制御性

最近のユニットには可変周波数ドライブが装備されていることが多いため、プーリーを交換する代わりにパネルからローター速度を調整できます。フィーダーはミルの負荷、消費電流、または温度と連動し、ラインを一定の制御された速度で稼働させることができます。バッチを文書化する必要があるプラントでは、電流、稼働時間、スループットを記録することで、簡単なトレーサビリティ記録が得られます。

メンテナンスおよび摩耗部品

パドル、ライナー、スクリーンはすべて摩耗するため、設計上の真の問題は、それらをいかに迅速かつ簡単に交換できるかということです。クイックオープンチャンバー、リバーシブルまたはインデックス可能なパドル、ローターを取り外さずに取り外せるスクリーンなどにより、ダウンタイムが短縮されます。グリースを注入するためにベアリングに簡単にアクセスできることと、ベルトの張力を簡単に調整できることも同様に実用的な考慮事項です。

構造材料と衛生レベル

一般的な産業用には、塗装された炭素鋼で十分です。食品、医薬品、電池の用途では、ステンレス鋼の接触面、研磨された溶接部、隙間のない内部形状、および簡単な清掃アクセスが必須となります。仕様の段階で適切な構造を選択することは、後で機械を改造するよりもはるかに安価です。

申請と選択のアドバイス

パドルミルが使用される場所

化学産業では、この機械は凝集した中間体、樹脂、顔料、染料、肥料顆粒を処理します。フードプロセッサーでは、砂糖、塩、スパイス、乾燥野菜、でんぷんの製造に使用され、低発熱により風味と色が保護されます。陶器やガラスの製造業者はフリット、粘土、釉薬を粉砕します。鉱物加工業者は、石灰石、石膏、長石、カオリンを削減します。プレスケーキまたは軽く焼結したブロックとして到着するバッテリーおよび電子材料は、多くの場合、微粉砕する前にパドルミルで粉砕されます。リサイクルラインではプラスチック、ゴム、混合スクラップに使用され、農業では飼料やバイオマスに使用され、研究所では分析に先立って代表的なサンプルを準備するために使用されています。

適切なマシンの選び方

ミルではなく材料から始めます。硬度、水分含有量、嵩密度、フィードトップサイズ、ターゲットトップサイズ、必要な処理量、温度感受性、研磨性、衛生クラスを確立します。次に、それらをローター速度範囲、利用可能なスクリーン オプション、構造材料、供給および排出スタイル、および集塵要件に合わせます。一般に、実験室および小規模バッチのユーザーは、柔軟性、洗浄の容易さ、設置面積の小ささを優先しますが、パイロットや生産ユーザーは、スループット、稼働時間、摩耗部品の寿命、供給、搬送、抽出装置とのクリーンな統合を優先します。可能な限り、独自のマテリアルでのトライアルをリクエストしてください。短いテスト実行で、データシートでは解決できない質問が解決されます。さらなる構成の詳細と接触面オプションについては、 パドルミルのページ.

よくある質問

パドルミルはハンマーミルと同じですか?

いや、二人は近親者だけどね。どちらもスクリーン付きチャンバー内で高速ローターを使用しますが、ハンマーミルは、集中した衝撃打撃を与える薄いスイングハンマーに依存しており、硬くて脆い材料と高い減速比に適しています。パドルミルは幅広の固定ブレードを使用するため、より多くのエネルギーがせん断と磨耗に費やされます。その結果、微粒子や熱が少なく、より柔らかい、繊維状、凝集した、または温度に敏感な飼料に適した製品が得られます。

どうすれば製品をより細かくすることができますか？

効果の順に 3 つのレバーがあります。つまり、より小さい開口のスクリーンを取り付ける、機械の許容範囲内でローター速度を上げる、チャンバーに過負荷がかからないように送り速度を下げるです。 3 つすべてを一度に変更すると、通常はより細かく、しかしより熱い製品が得られるため、一度に 1 つのパラメータを変更して結果を確認すると効果的です。

加工してはいけない素材は何ですか?

非常に硬く、磨耗性の高い岩石、靭性の高い延性金属、水分含有量の高い粘着性のペーストは、すべて不適切な候補です。これらは、機械を摩耗させたり、破損する代わりに変形したり、スクリーンを見えなくしたりするためです。パドルミルは、適度に乾燥した脆い、もろい、または凝集した材料に最適です。

どれくらいのメンテナンスが必要ですか?

日常的な作業は簡単です。ベルトの張力とベアリングの潤滑をチェックし、パドル、ライナー、スクリーンの磨耗を検査し、シールと集塵システムを正常に保ちます。摩耗部品の交換が主な定期的なコストであるため、その間隔はほぼ完全に、フィードの研磨性と製品がどれだけ細かくなければならないかによって決まります。工場が自身の材料の摩耗率を記録したら、交換間隔を計画できます。通常、予備のスクリーンとパドルが在庫されているため、交換には数時間ではなく数分で済みます。上述の動作原理と併せて検討すると、これらのメンテナンスの現実により、機械が特定のラインに適切に適合するかどうかが決まります。フル仕様セットは、 パドルミル製品一覧.