センサコラム「食品機械装置2005年1月号」Vol.05

５ 粉粒体用レベルセンサについての概要

　粉粒体は液体とまったく異なった種々の特性を持っており、その中には未開発の特性も多いと思われる。したがって、粉粒体用レベルセンサは典型的な経験工学の分野で育って、今日に至っているとも言える。粉粒体の特性について幾つかを下記に記載する。

5-1 安息角について

　粉粒体の特性の一つとして安息角がある。粉体を静かに落下させると円錐状に堆積する。この円錐の母線が水平面となす角を安息角と言う。なお、粉体が平滑な斜面をすべり落ちる最小角をすべり角といい、すべり角は安息角よりも小さな値となる。安息角は粒度・含有水分・粒の形状により異なる値を示すが、一般的に粉粒体の含有水分の増加と共に安息角も増加し、粒子径が小さくなると安息角も増加する傾向がある。

5-2 粉粒体圧について

　液体中の任意の一点の圧力は、すべての方向に同一であるが、粉粒体では加えられた圧力より小さい圧力が、他の方向に生じ、直角方向で最小となる。また、加えられた圧力がある値以上になるとすべりが生じたり、容器内の底圧は器の深さが内径の３〜５倍になると最高に達するが、それ以下の深さでは質量の殆どが側壁にかかり増加しない。

5-3 閉塞現象について

　粉粒体の特性には、閉塞現象(架橋；Bridging)といわれるものがある。容器からの粉粒体の排出は重力による自然流下が普通であるが、流動性のよい粉粒体でも排出口がある大きさ以下になると下開きの漏斗状になって流出しなくなる。また、付着性のある粉体では排出口の真上だけ排出するような現象が起こる。このような現象を一般的に閉塞現象と呼んでいる。流動性のよい1mm以下の流度を持つ粒子では、排出口の径が粒子径の６倍以上あれば、架橋は生じないとも言われている。