JP2017105918A - Manufacturing method of powdered cellulose - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉末セルロースの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing powdered cellulose.
セルロース含有原料を粉砕して得られる粉末セルロースは、セルロースエーテルの原料、化粧料や加工食品の含有成分の原料等に用いられている。そして、かかる粉末セルロースの製造方法として、例えば、特許文献１には、振動式粉砕機の粉砕室にセルロース含有原料及びキャリアガスを連続的に供給して粉砕室内に設けられた粉砕媒体によってセルロース含有原料を粉砕することにより粉末セルロースを製造し、このとき、粉砕室におけるセルロース含有原料の空間断面積当たりの流動速度を１０００〜１００００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）とすると共に、粉砕室に流すキャリアガスの線速度を１．５〜３０ｍ／ｍｉｎとすることが開示されている。また、特許文献１には、キャリアガスを粉砕室の下流側の排出粉砕物収容室に設けられた気体排出部から排出することが開示されている。 Powdered cellulose obtained by pulverizing a cellulose-containing raw material is used as a raw material for cellulose ether, a raw material for ingredients of cosmetics and processed foods, and the like. And as a manufacturing method of such powdery cellulose, for example, Patent Document 1 discloses that cellulose is contained by a grinding medium provided in a grinding chamber by continuously supplying a cellulose-containing raw material and a carrier gas to a grinding chamber of a vibration type grinding machine. Powdered cellulose is produced by pulverizing the raw material. At this time, the flow rate per space cross-sectional area of the cellulose-containing raw material in the pulverization chamber is set to 1000 to 10,000 kg / (h · m 2 ), and the carrier gas flows into the pulverization chamber Is disclosed to be 1.5 to 30 m / min. Patent Document 1 discloses that the carrier gas is discharged from a gas discharge portion provided in the discharged pulverized material storage chamber on the downstream side of the pulverization chamber.
ところで、激しい振動及び音を伴う振動式粉砕機は、通常、１階や地下といった最下階に設けられた防音ボックス内に設置される。そのため、粉砕物を大量生産するような場合、振動式粉砕機から排出される粉砕物をスクリューコンベヤで受けると共に斜め上方に搬送して回収容器に回収する、或いは、そのまま粉砕物を上階に搬送するといったプロセス設計がなされる。 By the way, a vibration-type crusher accompanied by intense vibration and sound is usually installed in a soundproof box provided on the lowest floor such as the first floor or the basement. Therefore, when mass-produced pulverized products, the pulverized products discharged from the vibratory pulverizer are received by the screw conveyor and conveyed obliquely upward to be collected in a collection container, or pulverized products are conveyed as they are to the upper floor. The process design is done.
ところが、粉砕物の飛散を防止するために振動式粉砕機とスクリューコンベヤとの間を配管で連結した構成にすると、セルロース含有原料を粉砕する場合、稼働中に振動式粉砕機がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞されることがあるという問題がある。 However, in order to prevent scattering of the pulverized material, the vibration-type pulverizer is connected to the screw conveyor with a pipe. There is a problem that it may be blocked by the pulverized material.
本発明の課題は、振動式粉砕機がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞されるのを抑制することである。 An object of the present invention is to suppress the vibration-type pulverizer from being blocked by the pulverized material containing cellulose.
本発明は、セルロース含有原料を振動式粉砕機に供給すると共に、前記振動式粉砕機によりセルロース含有原料を粉砕し、且つ前記振動式粉砕機からセルロース含有原料を粉砕して得られた粉末セルロースを排出するのに続いて、前記振動式粉砕機からの粉末セルロースを、搬送装置の上流部に供給すると共に、前記搬送装置により粉末セルロースを上方に搬送する粉末セルロースの製造方法であって、前記振動式粉砕機よりも下流側で且つ前記搬送装置の上流部までの部分に構成された区画空間からガスを排出するものである。 The present invention supplies powdery cellulose obtained by supplying a cellulose-containing raw material to a vibratory pulverizer, pulverizing the cellulose-containing raw material by the vibratory pulverizer, and pulverizing the cellulose-containing raw material from the vibratory pulverizer. Following the discharge, the powdered cellulose from the vibratory pulverizer is supplied to the upstream portion of the conveying device, and the powdered cellulose is conveyed upward by the conveying device. The gas is discharged from a compartment space formed in a portion downstream of the type pulverizer and up to an upstream portion of the conveying device.
本発明によれば、振動式粉砕機よりも下流側で且つ搬送装置の上流部までの部分に構成された区画空間からガスを排出することにより、振動式粉砕機がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞されるのを抑制することができる。 According to the present invention, the vibratory pulverizer is driven by the pulverized material of the cellulose-containing raw material by discharging the gas from the partition space formed downstream of the vibratory pulverizer and up to the upstream portion of the conveying device. Occlusion can be suppressed.
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.
（製造システムＳ）
図１及び２は、実施形態に係る粉末セルロースの製造システムＳを示す。
(Manufacturing system S)
1 and 2 show a powdered cellulose production system S according to an embodiment.
この製造システムＳは、振動式粉砕機１０とスクリューコンベヤ２０（搬送装置）とで構成されている。なお、これらのうち少なくとも振動式粉砕機１０は、激しい振動及び音を伴うことから、１階や地下といった最下階に設けられた防音ボックス内に設置されていることが好ましい。 The manufacturing system S includes a vibration type pulverizer 10 and a screw conveyor 20 (conveying device). Of these, at least the vibratory pulverizer 10 is accompanied by intense vibrations and sounds, and therefore is preferably installed in a soundproof box provided on the lowest floor such as the first floor or the basement.
図３は振動式粉砕機１０を示す。 FIG. 3 shows the vibratory crusher 10.
振動式粉砕機１０は、各々、水平方向に延びるように設けられた中空円柱状の上側の第１ドラム１１及び下側の第２ドラム１２を備えている。第１ドラム１１の一端部の外側上部には、第１ドラム１１の内部に連通して上向きに開口した短尺筒状の原料供給部１３１が設けられている。第２ドラム１２の一端部の外側下部には、第２ドラム１２の内部に連通して下向きに開口した短尺筒状の粉砕物排出部１３２が設けられている。第１及び第２ドラム１１，１２の他端部間には、それらを連結して連通させる粉砕物移送管１３３が設けられている。 The vibration-type pulverizer 10 includes a hollow cylindrical upper first drum 11 and a lower second drum 12 that are provided so as to extend in the horizontal direction. A short cylindrical raw material supply unit 131 that communicates with the inside of the first drum 11 and opens upward is provided on the outer upper portion of one end portion of the first drum 11. A short cylindrical pulverized material discharge portion 132 that communicates with the inside of the second drum 12 and opens downward is provided at the lower portion outside the one end portion of the second drum 12. Between the other end portions of the first and second drums 11 and 12, there is provided a pulverized material transfer pipe 133 that connects and communicates them.
第１ドラム１１の内部の円筒空間には、粉砕物移送管１３３の結合部の上流側に、第１ドラム１１の内部を仕切る円盤状の第１スクリーン１４１が設けられている。この第１スクリーン１４１により第１ドラム１１の内部には、第１スクリーン１４１よりも上流側に第１粉砕室１１１が、また、第１スクリーン１４１よりも下流側に中間粉砕物収容室１１２がそれぞれ構成されている。 In the cylindrical space inside the first drum 11, a disk-shaped first screen 141 that partitions the inside of the first drum 11 is provided on the upstream side of the coupling portion of the pulverized material transfer pipe 133. Due to the first screen 141, the first pulverizing chamber 111 is located upstream of the first screen 141 inside the first drum 11, and the intermediate pulverized material containing chamber 112 is located downstream of the first screen 141. It is configured.
第２ドラム１２の内部の円筒空間には、粉砕物排出部１３２の上流側に、第２ドラム１２の内部を仕切る円盤状の第２スクリーン１４２が設けられている。この第２スクリーン１４２により第２ドラム１２の内部には、第２スクリーン１４２よりも上流側に第２粉砕室１２１が、また、第２スクリーン１４２よりも下流側に排出粉砕物収容室１２２がそれぞれ構成されている。 In the cylindrical space inside the second drum 12, a disc-shaped second screen 142 that partitions the inside of the second drum 12 is provided on the upstream side of the pulverized material discharge portion 132. The second screen 142 has a second pulverization chamber 121 upstream of the second screen 142 and a discharged pulverized material storage chamber 122 downstream of the second screen 142 inside the second drum 12. It is configured.
第１及び第２スクリーン１４１，１４２には、図４に示すように、並行に延びるように設けられた複数のスリット状開口１４３が形成されている。これらの第１及び第２スクリーン１４１，１４２は、必要に応じてスリット状開口１４３が部分的にマスクで覆われて開口面積の調整が図られ、それにより粉砕物の第１及び第２粉砕室１１１，１２１における滞留時間を調節して粉砕物の粒径制御を行うことができるように構成されている。 As shown in FIG. 4, the first and second screens 141 and 142 are formed with a plurality of slit-like openings 143 provided so as to extend in parallel. In the first and second screens 141 and 142, the slit-shaped opening 143 is partially covered with a mask as necessary to adjust the opening area, whereby the first and second crushing chambers for the pulverized material are adjusted. The residence time in 111, 121 is adjusted so that the particle size of the pulverized product can be controlled.
第１及び第２粉砕室１１１，１２１の容積Ｖ１，Ｖ２は例えば３〜１５００Ｌである。第１及び第２粉砕室１１１，１２１の容積Ｖ１，Ｖ２は、一般的には同一であるが、異なっていてもよい。第１及び第２粉砕室１１１，１２１の内径Ｄ１，Ｄ２は例えば１２０〜８００ｍｍであり、長さＬ１，Ｌ２は例えば２００〜４０００ｍｍである。第１及び第２粉砕室１１１，１２１の内径Ｄ１，Ｄ２及び長さＬ１，Ｌ２も、一般的には同一であるが、異なっていてもよい。 The volumes V 1 and V 2 of the first and second crushing chambers 111 and 121 are 3 to 1500 L, for example. The volumes V 1 and V 2 of the first and second crushing chambers 111 and 121 are generally the same, but may be different. The inner diameters D 1 and D 2 of the first and second crushing chambers 111 and 121 are, for example, 120 to 800 mm, and the lengths L 1 and L 2 are, for example, 200 to 4000 mm. The inner diameters D 1 and D 2 and the lengths L 1 and L 2 of the first and second crushing chambers 111 and 121 are generally the same, but may be different.
第１及び第２粉砕室１１１，１２１には、図３及び５に示すように、それぞれ横断面形状が円形である丸棒状の複数の粉砕媒体１５が収容されている。粉砕媒体１５の長さｌ１，ｌ２は、第１及び第２粉砕室１１１，１２１の長さＬ１，Ｌ２よりも短く、第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の長さＬ１（２）に対する割合（（ｌ１（２）／Ｌ１（２））×１００）が例えば９５〜９９．５％である。粉砕媒体１５の材質としては、例えば、鋼鉄、ステンレス、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、チッ化珪素、ガラス等が挙げられる。なお、粉砕媒体１５の横断面形状は、円形に限定されるものではなく、四角形や六角形などの多角形、楕円形等であってもよい。 As shown in FIGS. 3 and 5, the first and second grinding chambers 111 and 121 contain a plurality of round bar shaped grinding media 15 each having a circular cross-sectional shape. The lengths l 1 and l 2 of the grinding medium 15 are shorter than the lengths L 1 and L 2 of the first and second grinding chambers 111 and 121, and the length of the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121). ratio L 1 (2) ((l 1 (2) / L 1 (2)) × 100) is, for example 95 to 99.5%. Examples of the material of the grinding medium 15 include steel, stainless steel, alumina, zirconia, silicon carbide, silicon nitride, and glass. The cross-sectional shape of the grinding medium 15 is not limited to a circle, and may be a polygon such as a quadrangle or a hexagon, an ellipse, or the like.
第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）における粉砕媒体１５の充填率は、下記式に示す通り、粉砕媒体１５の全体積Ｖｍｅｄｉａの第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の容積Ｖ１（２）に対する百分率として算出される。なお、Ｖ１（２）＝πＤ２Ｌ１（２）／４であり、また、Ｖｍｅｄｉａは、粉砕媒体１５の１本の体積ｖとその本数ｎ１（２）との積として算出することができ、丸棒状の粉砕媒体１５ではｖ＝πｄ２ｌ／４である。 The filling rate of the grinding medium 15 in the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121) is the volume of the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121) of the entire volume V media of the grinding media 15 as shown in the following formula. Calculated as a percentage of V 1 (2) . V 1 (2) = πD 2 L 1 (2) / 4, and V media is calculated as the product of one volume v of the grinding medium 15 and the number n 1 (2) thereof. In the round bar-shaped grinding medium 15, v = πd 2 1/4.
第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の粉砕媒体１５の充填率
＝（Ｖｍｅｄｉａ／Ｖ１（２））×１００
＝（ｖ・ｎ１（２）／Ｖ１（２））×１００
第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の粉砕媒体１５の充填率は粉砕媒体１５の本数ｎ１（２）により制御することができるが、この充填率により粉砕物の粉砕媒体１５の粉砕頻度が調整され、従って、粉砕物の粒径制御を行うことができる。例えば、第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の粉砕媒体１５の充填率を高くすると、粉砕物の粉砕頻度も高くなり、その結果、より微細な粉砕物を得ることができる。
Filling rate of the grinding medium 15 in the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121) = (V media / V 1 (2) ) × 100
= (V · n 1 (2) / V 1 (2) ) × 100
The filling rate of the grinding medium 15 in the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121) can be controlled by the number n1 (2) of the grinding media 15. The grinding rate of the grinding media 15 of the pulverized product is determined by this filling rate. The frequency is adjusted, so that the particle size of the pulverized product can be controlled. For example, if the filling rate of the grinding medium 15 in the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121) is increased, the grinding frequency of the ground material also increases, and as a result, a finer ground material can be obtained.
この振動式粉砕機１０では、第１及び第２ドラム１１，１２の長さ方向の両側がそれぞれ枠体１６１に外嵌めされて支持されている。各枠体１６１の幅方向の両側のそれぞれはコイルスプリング１６２を介して架台１６３に支持されている。従って、第１及び第２ドラム１１，１２は、合計４箇所で枠体１６１及びコイルスプリング１６２を介して架台１６３に支持されている。また、この振動式粉砕機１０では、両枠体１６１の中心を貫通すると共にそれらの両枠体１６１で軸受けされた回転軸１７１が設けられている。回転軸１７１における第１及び第２ドラム１１，１２の連結されている側の軸端はユニバーサルジョイント１７２を介して駆動モータ１７３に結合している。回転軸１７１には、各枠体１６１の外側の位置に偏芯錘１８１が設けられており、偏芯錘１８１は、枠体１６１に取り付けられたケーシング１８２内に収容されている。 In the vibration type pulverizer 10, both sides in the length direction of the first and second drums 11, 12 are externally fitted to the frame body 161 and supported. Each of both sides in the width direction of each frame 161 is supported by a gantry 163 via a coil spring 162. Therefore, the first and second drums 11 and 12 are supported by the gantry 163 via the frame 161 and the coil spring 162 at a total of four locations. Further, in the vibration type pulverizer 10, a rotating shaft 171 that passes through the centers of both frame bodies 161 and is supported by the both frame bodies 161 is provided. A shaft end of the rotating shaft 171 on the side where the first and second drums 11 and 12 are connected is coupled to a drive motor 173 via a universal joint 172. The rotating shaft 171 is provided with an eccentric weight 181 at a position outside each frame body 161, and the eccentric weight 181 is accommodated in a casing 182 attached to the frame body 161.
この製造システムＳでは、振動式粉砕機１０に付帯して第１ドラム１１の一端部の上方に原料用ホッパー３１が設けられている。第１ドラム１１の一端部の原料供給部１３１には第１ゴムチューブ３２１が結合しており、第１ドラム１１の一端部と原料用ホッパー３１との間には、その第１ゴムチューブ３２１を介し、それらを連結して連通させる原料供給管３３が上下方向に延びるように設けられている。原料供給管３３には、キャリアガス源（不図示）から延びるキャリアガス供給管３４が結合している。第２ドラム１２の一端部の粉砕物排出部１３２には第２ゴムチューブ３２２が結合している。 In this production system S, a raw material hopper 31 is provided above one end of the first drum 11 attached to the vibration type pulverizer 10. A first rubber tube 321 is coupled to the raw material supply unit 131 at one end of the first drum 11, and the first rubber tube 321 is interposed between the one end of the first drum 11 and the raw material hopper 31. The raw material supply pipe 33 that connects and communicates with each other is provided so as to extend in the vertical direction. A carrier gas supply pipe 34 extending from a carrier gas source (not shown) is coupled to the raw material supply pipe 33. A second rubber tube 322 is coupled to the pulverized material discharge portion 132 at one end of the second drum 12.
図６はスクリューコンベヤ２０を示す。 FIG. 6 shows the screw conveyor 20.
スクリューコンベヤ２０は、斜め上方に延びるように設けられた中空のトラフ２１と、その下部が接続された中空の搬送物用ホッパー２２とを備えている。従って、このスクリューコンベヤ２０は密閉型の搬送装置である。なお、この搬送物用ホッパー２２がスクリューコンベヤ２０における上流部を構成する。 The screw conveyor 20 includes a hollow trough 21 provided so as to extend obliquely upward, and a hollow conveyed product hopper 22 to which a lower portion thereof is connected. Accordingly, the screw conveyor 20 is a hermetically sealed conveying device. The conveyed product hopper 22 forms an upstream portion of the screw conveyor 20.
トラフ２１の内部にはスクリュー２３が収容されている。スクリュー２３は、下端がトラフ２１の内部で軸受けされていると共に、上端がトラフ２１の外部に設けられた駆動モータ２４に結合している。トラフ２１は搬送物用ホッパー２２の下部に接続されて連通していると共に、スクリュー２３が搬送物用ホッパー２２内に露出しており、搬送物用ホッパー２２に供給された搬送物がスクリュー２３に案内されるように搬送物用ホッパー２２の内壁２２１が傾斜面に形成されている。トラフ２１の上部には、トラフ２１に連通して下方に延びる筒状の搬送物排出部２５が設けられている。トラフ２１の長さは例えば２０００〜５０００ｍｍであり、水平に対する傾斜角度は例えば２０〜５０°である。 A screw 23 is accommodated inside the trough 21. The screw 23 has a lower end that is supported inside the trough 21, and an upper end that is coupled to a drive motor 24 provided outside the trough 21. The trough 21 is connected to and communicates with the lower part of the conveyed product hopper 22, and the screw 23 is exposed in the conveyed product hopper 22, and the conveyed product supplied to the conveyed product hopper 22 is connected to the screw 23. An inner wall 221 of the conveyed product hopper 22 is formed on an inclined surface so as to be guided. At the upper part of the trough 21, a cylindrical conveyed product discharge section 25 that communicates with the trough 21 and extends downward is provided. The length of the trough 21 is 2000 to 5000 mm, for example, and the inclination angle with respect to the horizontal is 20 to 50 °, for example.
この製造システムＳでは、振動式粉砕機１０の第２ドラム１２の一端部の下方にスクリューコンベヤ２０の上流部を構成する搬送物用ホッパー２２が位置付けられており、図７に示すように、それらの第２ドラム１２の一端部の粉砕物排出部１３２とスクリューコンベヤ２０の搬送物用ホッパー２２との間に、第２ゴムチューブ３２２を介し、それらを連結して連通させる連結管３５が上下方向に延びるように設けられている。そして、これにより、振動式粉砕機１０よりも下流側で且つスクリューコンベヤ２０の搬送物用ホッパー２２までの部分、具体的には、第２ゴムチューブ３２２、連結管３５、及び搬送物用ホッパー２２の内部からなる区画空間Ｒが構成されている。 In this manufacturing system S, a hopper 22 for a conveyed product that constitutes an upstream portion of the screw conveyor 20 is positioned below one end portion of the second drum 12 of the vibratory crusher 10, and as shown in FIG. A connecting pipe 35 is connected between the pulverized material discharge portion 132 at one end of the second drum 12 and the conveyed product hopper 22 of the screw conveyor 20 via the second rubber tube 322 so as to communicate with each other. It is provided so that it may extend. As a result, the portion downstream of the vibration-type crusher 10 and up to the conveyed product hopper 22 of the screw conveyor 20, specifically, the second rubber tube 322, the connecting pipe 35, and the conveyed product hopper 22. A partition space R consisting of the inside of the space is configured.
連結管３５の中間部からはガス排出管３６（ガス排出手段）が分岐しており、そのガス排出管３６は、連結管３５との結合部から斜め上方に延びるように設けられている。なお、ガス排出管３６は、システム構成のコンパクト化の観点から、スクリューコンベヤ２０のトラフ２１に沿うように設けられていることが好ましく、その傾斜角度はトラフ２１の傾斜角度と同一であってもよい。また、ガス排出管３６は、上に凸又は下に凸の軌跡を描くように湾曲して設けられていてもよい。 A gas exhaust pipe 36 (gas exhaust means) branches off from an intermediate portion of the connecting pipe 35, and the gas exhaust pipe 36 is provided so as to extend obliquely upward from a connecting portion with the connecting pipe 35. The gas discharge pipe 36 is preferably provided along the trough 21 of the screw conveyor 20 from the viewpoint of making the system configuration compact, and the inclination angle thereof is the same as the inclination angle of the trough 21. Good. Further, the gas discharge pipe 36 may be provided so as to be curved so as to draw an upward convex or downward convex locus.
以上より、この区画空間Ｒは、振動式粉砕機１０との連通、スクリューコンベヤ２０のトラフ２１との連通、及びガス排出管３６を介した外部との連通を除いて密閉された空間に構成されている。 As described above, the partition space R is configured as a sealed space except for communication with the vibration type pulverizer 10, communication with the trough 21 of the screw conveyor 20, and communication with the outside via the gas discharge pipe 36. ing.
（粉末セルロースの製造方法）
実施形態に係る粉末セルロースの製造方法は、上記製造システムＳを用い、セルロース含有原料を振動式粉砕機１０に連続的又は間欠的に供給して粉砕した後、得られた粉末セルロースを、振動式粉砕機１０から連結管３５を介してスクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２に供給して搬送することにより回収するものである。そして、このとき、セルロース含有原料及びその粉砕物並びに粉末セルロースの輸送に伴って流れるガスＧを連結管３５から分岐したガス排出管３６から排出する、つまり、振動式粉砕機１０よりも下流側で且つスクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２までの部分に構成された区画空間ＲからガスＧを排出する。
(Production method of powdered cellulose)
The manufacturing method of the powdered cellulose which concerns on embodiment uses the said manufacturing system S, After supplying the cellulose containing raw material to the vibration-type crusher 10 continuously or intermittently and grind | pulverizing, the obtained powdered cellulose is vibrated. The material is collected by being fed from the pulverizer 10 through the connecting pipe 35 to the conveyed product hopper 22 upstream of the screw conveyor 20 and conveyed. At this time, the gas G flowing along with the transport of the cellulose-containing raw material, the pulverized product thereof, and the powdered cellulose is discharged from the gas discharge pipe 36 branched from the connecting pipe 35, that is, on the downstream side of the vibration type pulverizer 10. And the gas G is discharged | emitted from the division space R comprised in the part to the conveyed product hopper 22 of the upstream part of the screw conveyor 20. FIG.
ここで、振動式粉砕機とスクリューコンベヤとの間を配管で連結した構成では、粉砕物がセルロース含有原料を粉砕したものである場合、稼働中に振動式粉砕機がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞されることがある。発明者らは、この問題について検討したところ、粉末セルロースがスクリューコンベヤの搬送物用ホッパーに滞留すると、吸湿性が高い粉末セルロース同士が密着し、その結果、振動式粉砕機よりも下流側で且つスクリューコンベヤの搬送物用ホッパーまでが密閉空間となり、そのためにセルロース含有原料等の輸送に伴うガスＧの流れが阻害されて圧力損失を生じることがこの問題の原因となっていることを見出した。この知見に基づき、実施形態に係る粉末セルロースの製造方法によれば、振動式粉砕機１０よりも下流側で且つスクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２までの部分に構成された区画空間ＲからガスＧを排出するので、振動式粉砕機１０がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞されるのを抑制することができる。なお、特許文献１に開示されているように振動式粉砕機においてガスの排出をしたのでは、振動式粉砕機からの粉末セルロースの排出を円滑に行うことが困難となるが、実施形態に係る粉末セルロースの製造方法ではかかる不具合は生じない。 Here, in the configuration in which the vibration-type pulverizer and the screw conveyor are connected by a pipe, when the pulverized product is a pulverized cellulose-containing raw material, the vibration-type pulverizer is crushed by the cellulose-containing raw material during operation. May be blocked. The inventors examined this problem, and when the powdered cellulose stays in the hopper for the conveyed product of the screw conveyor, the powdered cellulose having high hygroscopicity adheres closely, and as a result, the downstream side of the vibration type pulverizer and It has been found that this problem is caused by the fact that a gas hopper accompanying the transportation of the cellulose-containing raw material or the like is obstructed to cause a pressure loss due to the sealed space from the hopper for the conveyed product of the screw conveyor. Based on this knowledge, according to the method for producing powdered cellulose according to the embodiment, the partitioned space formed in a portion downstream from the vibration type pulverizer 10 and upstream of the screw conveyor 20 up to the conveyed product hopper 22. Since the gas G is discharged from R, it is possible to suppress the vibration-type pulverizer 10 from being blocked by the pulverized product of the cellulose-containing material. It should be noted that, as disclosed in Patent Document 1, if the gas is discharged in the vibration pulverizer, it is difficult to smoothly discharge the powdered cellulose from the vibration pulverizer. Such a problem does not occur in the method for producing powdered cellulose.
＜製造システムＳの稼働＞
製造システムＳを稼働させると、振動式粉砕機１０において、駆動モータ１７３によりユニバーサルジョイント１７２を介して回転軸１７１が回転し、それと同時に偏芯錘１８１も回転することとなり、その際に発生する振動が、枠体１６１を介して第１及び第２ドラム１１，１２に伝えられる。このとき、枠体１６１は架台１６３にコイルスプリング１６２を介して支持されているので、第１及び第２ドラム１１，１２は、それらの軸が軸直平面において円運動して振動し、粉砕媒体１５が第１及び第２粉砕室１１１，１２１の内部において運動する。また、スクリューコンベヤ２０において、駆動モータ２４によりスクリュー２３が回転する。
<Operation of manufacturing system S>
When the manufacturing system S is operated, in the vibration type pulverizer 10, the rotating shaft 171 is rotated by the drive motor 173 via the universal joint 172, and at the same time, the eccentric weight 181 is also rotated. Is transmitted to the first and second drums 11 and 12 through the frame body 161. At this time, since the frame body 161 is supported by the gantry 163 via the coil spring 162, the first and second drums 11 and 12 vibrate due to their shafts moving circularly in the axial plane. 15 moves inside the first and second grinding chambers 111 and 121. In the screw conveyor 20, the screw 23 is rotated by the drive motor 24.
＜セルロース含有原料＞
粉砕対象であるセルロース含有原料としては、特に限定されるものではないが、例えば、各種木材チップ、各種樹木の剪定枝材、間伐材、枝木材、建築廃材、工場廃材などの木材類；木材から製造されたウッドパルプ、綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプなどのパルプ類；新聞紙、段ボール、雑誌、上質紙などの紙類；稲わら、とうもろこし茎などの植物茎・葉類；籾殻、パーム殻、ココナッツ殻などの植物殻類等が挙げられる。粉砕対象のセルロース含有原料は、これらのうちの１種であっても、また、２種以上を混合したものであっても、どちらでもよい。粉砕対象のセルロース含有原料としては、これらのうちパルプ類や木材類が好ましく、パルプ類がより好ましい。
<Cellulose-containing raw material>
The cellulose-containing raw material to be crushed is not particularly limited. For example, various wood chips, various tree pruned branches, thinned wood, branch wood, building waste, factory waste, etc .; Pulp such as wood pulp produced and cotton linter pulp obtained from fibers around cotton seeds; Papers such as newspapers, cardboard, magazines and fine papers; Plant stems and leaves such as rice straw and corn stalks; Plant shells such as rice husk, palm husk and coconut husk are listed. The cellulose-containing raw material to be pulverized may be one of these, or may be a mixture of two or more. Among these, the cellulose-containing raw material to be pulverized is preferably pulps or woods, and more preferably pulps.
振動式粉砕機１０には、例えばシュレッダーやスリッターカッター等の裁断機を用いてチップ状に裁断したセルロース含有原料を供給することが好ましい。チップ状のセルロース含有原料の大きさは、生産性の観点から、好ましくは１ｍｍ角以上、より好ましくは２ｍｍ角以上であり、また、セルロース含有原料を振動式粉砕機１０内において効率的に分散させる観点から、好ましくは２０ｍｍ角以下、より好ましくは５ｍｍ角以下である。 It is preferable to supply the vibration type pulverizer 10 with a cellulose-containing raw material that has been cut into chips using a cutting machine such as a shredder or a slitter cutter. The size of the chip-shaped cellulose-containing raw material is preferably 1 mm square or more, more preferably 2 mm square or more, from the viewpoint of productivity, and the cellulose-containing raw material is efficiently dispersed in the vibration crusher 10. From the viewpoint, it is preferably 20 mm square or less, more preferably 5 mm square or less.
セルロース含有原料のセルロース含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上である。セルロース含有量とは、セルロース含有原料から水を除いた残余成分中におけるセルロース及びヘミセルロースの合計含有量の質量百分率である。なお、市販のパルプの場合、セルロース含有量は通常７５〜１００質量％であり、セルロース及びヘミセルロース以外の他の成分としては例えばリグニン等が挙げられる。 The cellulose content of the cellulose-containing raw material is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and still more preferably 60% by mass or more. The cellulose content is a mass percentage of the total content of cellulose and hemicellulose in the remaining components obtained by removing water from the cellulose-containing raw material. In the case of commercially available pulp, the cellulose content is usually 75 to 100% by mass, and examples of components other than cellulose and hemicellulose include lignin and the like.
セルロース含有原料の水分含有量は、粉砕効率を高める観点から、好ましくは３．５質量％以下、より好ましくは２．０質量％以下、更に好ましくは１．０質量％以下である。セルロース含有原料の水分含有量の下限は特に限定されないが、好ましくは０．２質量％以上である。セルロース含有原料の水分含有量は、事前に乾燥処理等を行うことにより制御することができる。水分含有量は、赤外線水分計（例えば島津製作所社製 型番：ＭＯＣ−１２０Ｈ等）を用いて測定される所定温度での水分蒸発量から算出される。 The water content of the cellulose-containing raw material is preferably 3.5% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or less, and still more preferably 1.0% by mass or less from the viewpoint of increasing the grinding efficiency. Although the minimum of the water content of a cellulose containing raw material is not specifically limited, Preferably it is 0.2 mass% or more. The water content of the cellulose-containing raw material can be controlled by performing a drying treatment or the like in advance. The moisture content is calculated from the amount of moisture evaporation at a predetermined temperature measured using an infrared moisture meter (for example, model number: MOC-120H manufactured by Shimadzu Corporation).
＜セルロース含有原料の供給＞
実施形態に係る粉末セルロースの製造方法では、セルロース含有原料を原料用ホッパー３１から原料供給管３３及び第１ゴムチューブ３２１を介して振動式粉砕機１０の第１ドラム１１の一端部の原料供給部１３１に連続的又は間欠的に供給する。
<Supply of cellulose-containing raw material>
In the method for producing powdered cellulose according to the embodiment, a cellulose-containing raw material is supplied from a raw material hopper 31 through a raw material supply pipe 33 and a first rubber tube 321 to a raw material supply unit at one end of the first drum 11 of the vibration crusher 10. 131 is supplied continuously or intermittently.
このセルロース含有原料の供給量により、第１及び第２粉砕室１１１，１２１におけるセルロース含有原料の空間断面積当たりの流動速度が制御される。セルロース含有原料の空間断面積当たりの流動速度は、生産性の観点から、好ましくは１００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）以上、より好ましくは２００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）以上、更に好ましくは３００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）以上であり、また、振動式粉砕機１０のセルロース含有原料の粉砕物による閉塞を抑制する観点から、好ましくは５０００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）以下、より好ましくは１０００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）以下、更に好ましくは６００ｋｇ／（ｈ・ｍ２）以下である。セルロース含有原料の空間断面積当たりの流動速度とは、原料用ホッパー３１からのセルロース含有原料の供給速度を第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の空間断面積で除した値である。また、空間断面積とは、第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の容積Ｖから粉砕媒体１５の全体積Ｖｍｅｄｉａを引いた値である空間容積を、第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の長さＬ１（２）で除した値である。 The flow rate per space cross-sectional area of the cellulose-containing raw material in the first and second crushing chambers 111 and 121 is controlled by the supply amount of the cellulose-containing raw material. From the viewpoint of productivity, the flow rate per space cross-sectional area of the cellulose-containing raw material is preferably 100 kg / (h · m 2 ) or more, more preferably 200 kg / (h · m 2 ) or more, and further preferably 300 kg / ( h · m 2 ) or more, and preferably from 5000 kg / (h · m 2 ) or less, more preferably 1000 kg / (h) from the viewpoint of suppressing clogging by the pulverized product of the cellulose-containing raw material of the vibration pulverizer 10. · M 2 ) or less, more preferably 600 kg / (h · m 2 ) or less. The flow rate per space cross-sectional area of the cellulose-containing raw material is a value obtained by dividing the supply speed of the cellulose-containing raw material from the raw material hopper 31 by the space cross-sectional area of the first crushing chamber 111 (second crushing chamber 121). The spatial cross-sectional area is the volume of space obtained by subtracting the entire volume V media of the grinding medium 15 from the volume V of the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121). It is a value divided by the length L 1 (2) of the grinding chamber 121).
＜ガスＧの流通＞
実施形態に係る粉末セルロースの製造方法では、振動式粉砕機１０へのセルロース含有原料の連続的又は間欠的な供給により、セルロース含有原料及びその粉砕物並びに粉末セルロースの輸送に伴うガスＧの流れが振動式粉砕機１０内の第１ドラム１１、粉砕物移送管１３３、及び第２ドラム１２を上流側から下流側に向かって生じる。
<Distribution of gas G>
In the manufacturing method of the powdered cellulose which concerns on embodiment, the flow of the gas G accompanying the transportation of a cellulose containing raw material and its ground material, and powdered cellulose by the continuous or intermittent supply of the cellulose containing raw material to the vibration-type grinder 10 is carried out. The first drum 11, the pulverized material transfer pipe 133, and the second drum 12 in the vibration pulverizer 10 are generated from the upstream side toward the downstream side.
セルロース含有原料等の円滑な輸送を行う観点からは、キャリアガスを、キャリアガス供給管３４から原料供給管３３及び第１ゴムチューブ３２１を介して振動式粉砕機１０の第１ドラム１１の一端部の原料供給部１３１に、セルロース含有原料と共に供給することが好ましい。キャリアガスとしては、特に限定されるものではなく、例えば、空気、窒素、その他の不活性ガス等が挙げられる。キャリアガスの温度は、好ましくは５℃以上、より好ましくは１０℃以上であり、また、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。 From the viewpoint of smoothly transporting the cellulose-containing raw material or the like, the carrier gas is supplied from the carrier gas supply pipe 34 through the raw material supply pipe 33 and the first rubber tube 321 to one end portion of the first drum 11 of the vibration crusher 10. It is preferable to supply to the raw material supply part 131 with a cellulose containing raw material. The carrier gas is not particularly limited, and examples thereof include air, nitrogen, and other inert gases. The temperature of the carrier gas is preferably 5 ° C or higher, more preferably 10 ° C or higher, and preferably 180 ° C or lower, more preferably 150 ° C or lower.
ガスＧの第１及び第２粉砕室１１１，１２１内における線速度は、振動式粉砕機１０のセルロース含有原料の粉砕物による閉塞を抑制する観点から、好ましくは０．５ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは０．８ｍ／ｍｉｎ以上、更に好ましくは１．０ｍ／ｍｉｎ以上であり、また、同様の観点から、好ましくは１０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは５ｍ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは２ｍ／ｍｉｎ以下である。ガスＧの線速度とは、ガスＧの単位時間当たりの風量（０℃、１気圧の標準状態における体積）を第１粉砕室１１１（第２粉砕室１２１）の空間断面積で除した値である。 The linear velocity of the gas G in the first and second pulverization chambers 111 and 121 is preferably 0.5 m / min or more, more preferably from the viewpoint of suppressing clogging of the cellulose-containing raw material of the vibration pulverizer 10 by the pulverized material. Is 0.8 m / min or more, more preferably 1.0 m / min or more, and from the same viewpoint, it is preferably 10 m / min or less, more preferably 5 m / min or less, still more preferably 2 m / min or less. is there. The linear velocity of the gas G is a value obtained by dividing the air volume per unit time of the gas G (volume in a standard state of 0 ° C. and 1 atm) by the space cross-sectional area of the first grinding chamber 111 (second grinding chamber 121). is there.
＜セルロース含有原料の粉砕＞
振動式粉砕機１０の第１ドラム１１に供給されたセルロース含有原料は、第１ドラム１１の第１粉砕室１１１において粉砕媒体１５の運動によって粉砕され、ガスＧと共に下流側に向かって送られる。
<Crushing of cellulose-containing raw material>
The cellulose-containing raw material supplied to the first drum 11 of the vibration pulverizer 10 is pulverized by the movement of the pulverization medium 15 in the first pulverization chamber 111 of the first drum 11, and is sent to the downstream side together with the gas G.
第１粉砕室１１１の下流端に達したセルロース含有原料の粉砕物は、第１スクリーン１４１のスリット状開口１４３を介して中間粉砕物収容室１１２に送られる。中間粉砕物収容室１１２に送られた粉砕物は、続いて、粉砕物移送管１３３を介して第２ドラム１２に送られる。 The pulverized product of the cellulose-containing raw material that has reached the downstream end of the first pulverization chamber 111 is sent to the intermediate pulverized product storage chamber 112 through the slit-shaped opening 143 of the first screen 141. The pulverized product sent to the intermediate pulverized product storage chamber 112 is then sent to the second drum 12 via the pulverized product transfer pipe 133.
第２ドラム１２に送られた粉砕物は、第２ドラム１２の第２粉砕室１２１において粉砕媒体１５の運動によって更に粉砕されながら下流側に向かって送られる。 The pulverized material sent to the second drum 12 is sent toward the downstream side while being further pulverized by the movement of the pulverization medium 15 in the second pulverization chamber 121 of the second drum 12.
第２粉砕室１２１の下流端に達した最終の粉砕物の粉末セルロースは、第２スクリーン１４２のスリット状開口１４３を介して排出粉砕物収容室１２２に送られる。排出粉砕物収容室１２２に送られた粉末セルロースは、続いて、粉砕物排出部１３２から排出される。 The final pulverized powdered cellulose that has reached the downstream end of the second pulverizing chamber 121 is sent to the discharged pulverized material containing chamber 122 through the slit-shaped opening 143 of the second screen 142. The powdered cellulose sent to the discharged pulverized material storage chamber 122 is subsequently discharged from the pulverized material discharge unit 132.
第１及び第２ドラム１１，１２の片振幅は、粉砕効率を高める観点から、好ましくは２．５ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上、更に好ましくは３．５ｍｍ以上であり、また、装置負荷を低減する観点から、好ましくは１２ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、更に好ましくは９ｍｍ以下である。第１及び第２ドラム１１，１２の振動数は、粉砕効率を高める観点から、好ましくは８Ｈｚ以上、より好ましくは１０Ｈｚ以上、更に好ましくは１２Ｈｚ以上であり、また、装置負荷を低減する観点から、好ましくは４０Ｈｚ以下、より好ましくは３０Ｈｚ以下、更に好ましくは２０Ｈｚ以下である。 The single amplitude of the first and second drums 11 and 12 is preferably 2.5 mm or more, more preferably 3 mm or more, and further preferably 3.5 mm or more from the viewpoint of increasing the grinding efficiency, and also reduces the load on the apparatus. From this viewpoint, the thickness is preferably 12 mm or less, more preferably 10 mm or less, and still more preferably 9 mm or less. The frequency of the first and second drums 11 and 12 is preferably 8 Hz or more, more preferably 10 Hz or more, still more preferably 12 Hz or more from the viewpoint of increasing the grinding efficiency, and from the viewpoint of reducing the apparatus load. Preferably it is 40 Hz or less, More preferably, it is 30 Hz or less, More preferably, it is 20 Hz or less.
第１及び第２粉砕室１１１，１２１に収容する粉砕媒体１５の直径ｄ１，ｄ２は、粉砕効率を高める観点から、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは１０ｍｍ以上であり、また、好ましくは６０ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下、更に好ましくは４０ｍｍ以下である。 The diameters d 1 and d 2 of the grinding media 15 accommodated in the first and second grinding chambers 111 and 121 are preferably 3 mm or more, more preferably 5 mm or more, and still more preferably 10 mm or more, from the viewpoint of increasing the grinding efficiency. Also, it is preferably 60 mm or less, more preferably 50 mm or less, and still more preferably 40 mm or less.
第１及び第２粉砕室１１１，１２１における粉砕媒体１５の充填率は、粉砕効率を高める観点から、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上、更に好ましくは５０％以上であり、また、振動式粉砕機１０の閉塞を抑制する観点から、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、更に好ましくは８０％以下である。第１及び第２粉砕室１１１，１２１に収容する粉砕媒体１５の本数ｎ１，ｎ２は、第１及び第２粉砕室１１１，１２１の内径Ｄ１，Ｄ２並びに粉砕媒体１５の直径ｄ１，ｄ２に依存するが、例えば１０〜１０００本である。 The filling rate of the grinding medium 15 in the first and second grinding chambers 111 and 121 is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and still more preferably 50% or more, from the viewpoint of increasing the grinding efficiency. From the viewpoint of suppressing the blockage of the vibratory pulverizer 10, it is preferably 90% or less, more preferably 85% or less, and still more preferably 80% or less. The numbers n 1 and n 2 of the grinding media 15 accommodated in the first and second grinding chambers 111 and 121 are the inner diameters D 1 and D 2 of the first and second grinding chambers 111 and 121 and the diameter d 1 of the grinding media 15. , D 2 , for example, 10 to 1000.
＜粉末セルロースの搬送＞
振動式粉砕機１０の粉砕物排出部１３２から排出される粉末セルロースは、第２ゴムチューブ３２２及び連結管３５を介してスクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２に供給される。搬送物用ホッパー２２に供給された粉末セルロースは、搬送物用ホッパー２２の内壁２２１に案内されてスクリュー２３に供給され、搬送物用ホッパー２２に滞留する後続の粉末セルロースの押圧を受けつつ、回転するスクリュー２３によってトラフ２１に沿って斜め上方に搬送される。斜め上方に搬送された粉末セルロースは、トラフ２１の上部に設けられた搬送物排出部２５から排出され、その下方に設けられた回収容器４０に連続的又は間欠的に回収される。
<Conveyance of powdered cellulose>
The powdered cellulose discharged from the pulverized material discharge unit 132 of the vibration pulverizer 10 is supplied to the conveyed product hopper 22 upstream of the screw conveyor 20 through the second rubber tube 322 and the connecting tube 35. The powdered cellulose supplied to the conveyed product hopper 22 is guided to the inner wall 221 of the conveyed product hopper 22, supplied to the screw 23, and rotated while receiving the pressure of the subsequent powdered cellulose staying in the conveyed product hopper 22. It is conveyed obliquely upward along the trough 21 by the screw 23 that performs. The powdered cellulose conveyed diagonally upward is discharged from the conveyed product discharge part 25 provided in the upper part of the trough 21, and is collect | recovered continuously or intermittently by the collection container 40 provided in the downward direction.
このとき、振動式粉砕機１０の粉砕物排出部１３２からは粉末セルロースと共にガスＧが排出されるが、図７に示すように、そのガスＧの一部はガス排出管３６から外部に排出される。このように振動式粉砕機１０よりも下流側で且つスクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２までの部分に構成された区画空間Ｒからガス排出管３６を介してガスＧを排出するので、搬送物用ホッパー２２に粉末セルロースＣが滞留しても、ガスＧの流れが阻害されることにより生じる圧力損失を低減することができ、その結果、振動式粉砕機１０がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞されるのを抑制することができる。なお、キャリアガスを供給する場合には、区画空間Ｒから排出するガスＧは、そのキャリアガスを含むことになる。 At this time, although the gas G is discharged together with the powdered cellulose from the pulverized material discharge portion 132 of the vibration type pulverizer 10, a part of the gas G is discharged from the gas discharge pipe 36 to the outside as shown in FIG. The As described above, the gas G is discharged through the gas discharge pipe 36 from the partition space R formed downstream of the vibratory pulverizer 10 and in the portion up to the conveyed product hopper 22 upstream of the screw conveyor 20. Even if the powdered cellulose C stays in the hopper 22 for the conveyed product, the pressure loss caused by the inhibition of the flow of the gas G can be reduced. As a result, the vibratory crusher 10 pulverizes the cellulose-containing raw material. It is possible to suppress clogging with an object. In addition, when supplying carrier gas, the gas G discharged | emitted from the division space R contains the carrier gas.
ここで、連結管３５の内径Φはガス排出管３６の内径φよりも大きく、ガス排出管３６からガスＧと共に粉末セルロースが排出されるのを抑制する観点からは、連結管３５の内径Φのガス排出管３６の内径φに対する比（連結管３５の内径Φ／ガス排出管３６の内径φ）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．５以上、更に好ましくは２以上であり、また、好ましくは５０以下、より好ましくは２０以下、更に好ましくは１０以下である。具体的には、連結管３５の内径Φは、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは５０ｍｍ以上、更に好ましくは１００ｍｍ以上であり、また、好ましくは５００ｍｍ以下、より好ましくは３００ｍｍ以下、更に好ましくは２００ｍｍ以下である。ガス排出管３６の内径φは、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは１５ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上であり、また、好ましくは２００ｍｍ以下、より好ましくは１００ｍｍ以下、更に好ましくは５０ｍｍ以下である。なお、連結管３５及び／又はガス排出管３６の内径Φ，φは、管内部の横断面形状が円形の場合にはその直径であるが、横断面形状が非円形の場合にはその等価水力直径（４×流路面積／断面長）である。 Here, the inner diameter Φ of the connecting pipe 35 is larger than the inner diameter φ of the gas exhaust pipe 36, and from the viewpoint of suppressing the discharge of powdered cellulose together with the gas G from the gas exhaust pipe 36, The ratio of the gas discharge pipe 36 to the inner diameter φ (the inner diameter φ of the connecting pipe 35 / the inner diameter φ of the gas discharge pipe 36) is preferably 0.05 or more, more preferably 0.5 or more, and even more preferably 2 or more. Moreover, Preferably it is 50 or less, More preferably, it is 20 or less, More preferably, it is 10 or less. Specifically, the inner diameter Φ of the connecting pipe 35 is preferably 10 mm or more, more preferably 50 mm or more, still more preferably 100 mm or more, and preferably 500 mm or less, more preferably 300 mm or less, still more preferably 200 mm or less. It is. The inner diameter φ of the gas discharge pipe 36 is preferably 10 mm or more, more preferably 15 mm or more, still more preferably 20 mm or more, and preferably 200 mm or less, more preferably 100 mm or less, still more preferably 50 mm or less. The inner diameters Φ and φ of the connecting pipe 35 and / or the gas discharge pipe 36 are the diameters when the cross-sectional shape inside the pipe is circular, but the equivalent hydraulic power when the cross-sectional shape is non-circular. Diameter (4 × channel area / cross-sectional length).
連結管３５の長さは、好ましくは１００ｍｍ以上、より好ましくは２００ｍｍ以上、更に好ましくは３００ｍｍ以上であり、また、好ましくは３０００ｍｍ以下、より好ましくは２０００ｍｍ以下、更に好ましくは１０００ｍｍ以下である。 The length of the connecting pipe 35 is preferably 100 mm or more, more preferably 200 mm or more, further preferably 300 mm or more, preferably 3000 mm or less, more preferably 2000 mm or less, and still more preferably 1000 mm or less.
ガス排出管３６の長さは、ガスＧと共に粉末セルロースが排出されるのを抑制する観点から、好ましくは１００ｍｍ以上、より好ましくは５００ｍｍ以上、更に好ましくは１０００ｍｍ以上であり、また、好ましくは７０００ｍｍ以下、より好ましくは５０００ｍｍ以下、更に好ましくは３０００ｍｍ以下である。ガス排出管３６の水平に対する傾斜角度θは、ガスＧと共に粉末セルロースが排出されるのを抑制する観点から、好ましくは０°以上、より好ましくは１０°以上、更に好ましくは２０°以上であり、また、好ましくは８５°以下、より好ましくは７０°以下、更に好ましくは５０°以下である。 The length of the gas discharge pipe 36 is preferably 100 mm or more, more preferably 500 mm or more, still more preferably 1000 mm or more, and preferably 7000 mm or less from the viewpoint of suppressing discharge of powdered cellulose together with the gas G. More preferably, it is 5000 mm or less, More preferably, it is 3000 mm or less. The inclination angle θ with respect to the horizontal of the gas discharge pipe 36 is preferably 0 ° or more, more preferably 10 ° or more, still more preferably 20 ° or more, from the viewpoint of suppressing the discharge of powdered cellulose together with the gas G. Moreover, it is preferably 85 ° or less, more preferably 70 ° or less, and still more preferably 50 ° or less.
＜粉末セルロース＞
回収された粉末セルロースの平均粒径は、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、更に好ましくは４０μｍ以上であり、また、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下、更に好ましくは１５０μｍ以下である。粉末セルロースの平均粒径は、試料の粉末セルロースについて、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置（例えばベックマン・コールター社製 型番：ＬＳ１３ ３２０）を用いて水を分散媒として湿式で測定される２５℃における体積基準のメジアン径である。
<Powdered cellulose>
The average particle size of the recovered powdered cellulose is preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, still more preferably 40 μm or more, and preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less, and even more preferably 150 μm or less. . The average particle size of the powdered cellulose is measured at 25 ° C. on a sample of powdered cellulose using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (for example, model number: LS13 320 manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using water as a dispersion medium. Volume-based median diameter.
なお、回収された粉末セルロースは、そのまま原料として使用してもよく、また、例えば高速回転式微粉砕機等を用いて更に微粉砕してもよい。 The recovered powdered cellulose may be used as a raw material as it is, or may be further finely pulverized using, for example, a high-speed rotary fine pulverizer.
（その他の実施形態）
上記実施形態では、第１及び第２ドラム１１，１２を備えたツインドラム型の振動式粉砕機１０としたが、特にこれに限定されるものではなく、内部に粉砕室を有する単一のドラムを備えたシングルドラム型の振動式粉砕機であってもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the twin-drum type vibration pulverizer 10 including the first and second drums 11 and 12 is used. However, the present invention is not particularly limited thereto, and a single drum having a pulverization chamber therein. A single-drum type vibration pulverizer equipped with
上記実施形態では、第１及び第２ドラム１１，１２が上下に配設された縦置型の振動式粉砕機１０としたが、特にこれに限定されるものではなく、第１及び第２ドラムが左右に配設された横置型の振動式粉砕機であってもよい。 In the above-described embodiment, the vertical vibration type pulverizer 10 in which the first and second drums 11 and 12 are vertically arranged is used. However, the present invention is not particularly limited thereto, and the first and second drums are It may be a horizontal vibration grinder disposed on the left and right.
上記実施形態では、第１及び第２粉砕室１１１，１２１に棒状の粉砕媒体１５を収容した振動式粉砕機１０としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば直径が１０〜２５ｍｍのボール状等のその他の形状の粉砕媒体を収容した振動式粉砕機であってもよい。また、第１及び第２粉砕室に、同種の粉砕媒体が収容されていても、異種の粉砕媒体が収容されていても、どちらでもよく、例えば、第１及び第２粉砕室の一方に棒状の粉砕媒体が収容され且つ他方にボール状の粉砕媒体が収容されていてもよい。 In the above embodiment, the vibration type pulverizer 10 in which the rod-shaped pulverization medium 15 is accommodated in the first and second pulverization chambers 111 and 121 is not particularly limited. For example, the diameter is 10 to 25 mm. It may be a vibratory pulverizer containing a pulverizing medium having other shapes such as a ball shape. The first and second grinding chambers may contain the same type of grinding media or different types of grinding media. For example, one of the first and second grinding chambers may have a rod shape. May be accommodated, and a ball-shaped grinding medium may be accommodated on the other side.
上記実施形態では、搬送装置をスクリューコンベア２０としたが、搬送装置の上流部に粉末の搬送物が滞留する構造を有し且つ搬送物を上方に搬送できるものであれば特にこれに限定されるものではなく、例えば、ディスクコンベヤ、スピンフローコンベヤ、バケットコンベヤ等であってもよい。 In the said embodiment, although the conveying apparatus was set to the screw conveyor 20, if it has a structure where the powder conveyance thing stays in the upstream part of a conveyance apparatus and can convey a conveyance thing upwards, it will be limited especially to this. For example, it may be a disk conveyor, a spin flow conveyor, a bucket conveyor, or the like.
上記実施形態では、スクリューコンベア２０により粉末セルロースを斜め上方に搬送する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、搬送装置により粉末セルロースを鉛直方向の上方に搬送する構成であってもよい。 In the said embodiment, although it was set as the structure which conveys powdered cellulose diagonally upward with the screw conveyor 20, it is not limited to this in particular, Even if it is the structure which conveys powdered cellulose to the upper direction of a perpendicular direction with a conveying apparatus. Good.
上記実施形態では、振動式粉砕機１０及びスクリューコンベヤ２０の搬送物用ホッパー２２間に介設された連結管３５から分岐したガス排出管３６からガスＧを排出する構成としたが、振動式粉砕機１０よりも下流側で且つスクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２までの部分に構成された区画空間ＲからガスＧを排出するものであれば特にこれに限定されるものではなく、例えば、図８Ａに示すように、第２ゴムチューブ３２２に設けたガス排出部３２２ａ（ガス排出手段）からガスＧを排出する構成であってもよく、また、図８Ｂに示すように、スクリューコンベヤ２０の上流部の搬送物用ホッパー２２に設けたガス排出部２２ａ（ガス排出手段）からガスＧを排出する構成であってもよい。 In the above embodiment, the gas G is discharged from the gas discharge pipe 36 branched from the connecting pipe 35 interposed between the vibratory pulverizer 10 and the conveyed product hopper 22 of the screw conveyor 20. It is not particularly limited as long as it discharges the gas G from the partition space R configured downstream of the machine 10 and upstream of the screw conveyor 20 to the conveyed product hopper 22. For example, as shown in FIG. 8A, the gas G may be discharged from a gas discharge portion 322a (gas discharge means) provided in the second rubber tube 322. Also, as shown in FIG. 8B, a screw conveyor The configuration may be such that the gas G is discharged from a gas discharge portion 22a (gas discharge means) provided in the conveyed product hopper 22 in the upstream portion.
上記実施形態では、連結管３５から分岐したガス排出管３６をガス排出手段としたが、特にこれに限定されるものではなく、連結管３５に形成された開口に粉末セルロース排出規制用のフィルタを設けた構造等をガス排出手段としてもよい。 In the above embodiment, the gas discharge pipe 36 branched from the connection pipe 35 is used as the gas discharge means. However, the present invention is not particularly limited to this, and a filter for restricting powdered cellulose discharge is formed in the opening formed in the connection pipe 35. The provided structure or the like may be used as the gas discharge means.
（実施例）
上記実施形態と同様の製造システムを用いて粉末セルロースの製造を行った。振動式粉砕機には、村上精機工作所社製 バイブロミル 型番：ＹＡＭＴ−２００（第１及び第２粉砕室の容積：１００Ｌ、第１及び第２粉砕室の直径：３２４ｍｍ、第１及び第２粉砕室の長さ：１３２２ｍｍ）を用いた。スクリューコンベヤ（トラフ長：３５００ｍｍ、傾斜角度：３５°）には、日翔社製のものを用いた。
(Example)
Powdered cellulose was produced using the same production system as in the above embodiment. Vibromill manufactured by Murakami Seiki Kogakusha Co., Ltd. Model No .: YAMT-200 (volume of first and second grinding chambers: 100 L, diameter of first and second grinding chambers: 324 mm, first and second grinding) Chamber length: 1322 mm). A screw conveyor (trough length: 3500 mm, inclination angle: 35 °) manufactured by Nissho Co., Ltd. was used.
振動式粉砕機の第１及び第２粉砕室には、直径３０ｍｍ及び長さ１３００ｍｍの鋼鉄製の丸棒状の粉砕媒体を７０本ずつ収容した。第１及び第２粉砕室のそれぞれにおける粉砕媒体の充填率は６０％である。第１及び第２粉砕室のそれぞれにおける空間断面積は０．０３３ｍ２である。第１及び第２ドラムの片振幅は６．７ｍｍ及び振動数は１６．７Ｈｚとした。 The first and second pulverization chambers of the vibration pulverizer accommodated 70 round rod-shaped pulverization media made of steel each having a diameter of 30 mm and a length of 1300 mm. The filling rate of the grinding medium in each of the first and second grinding chambers is 60%. The space cross-sectional area in each of the first and second grinding chambers is 0.033 m 2 . The first and second drums had a single amplitude of 6.7 mm and a frequency of 16.7 Hz.
連結管の内径は１５０ｍｍ及び長さは５０ｃｍであり、並びに気体排出管の長さは２ｍ及び内径は３５ｍｍ、及び水平に対する傾斜角度は３５°であった。 The inner diameter of the connecting pipe was 150 mm and the length was 50 cm, and the length of the gas exhaust pipe was 2 m, the inner diameter was 35 mm, and the inclination angle with respect to the horizontal was 35 °.
原料用ホッパーから振動式粉砕機に、セルロース含有材料としての３ｍｍ角のパルプチップ（セルロース含有量９９．４質量％ 水分含有量０．５質量％）を４０ｋｇ／ｈの一定速度で連続的に供給した。第１及び第２粉砕室でのパルプチップの空間断面積当たりの流動速度は４５４．５ｋｇ／（ｈ・ｍ２）である。 3 mm square pulp chips (cellulose content 99.4 mass%, water content 0.5 mass%) as a cellulose-containing material are continuously supplied from the hopper for raw materials to the vibratory crusher at a constant rate of 40 kg / h. did. The flow rate per space cross-sectional area of the pulp chips in the first and second grinding chambers is 454.5 kg / (h · m 2 ).
また、ガス供給管から振動式粉砕機に、キャリアガスとしての空気（２５℃）を５０Ｌ／ｍｉｎの一定風量で供給した。第１及び第２粉砕室での空気の線速度は１．２６ｍ／ｍｉｎである。 Further, air (25 ° C.) as a carrier gas was supplied from the gas supply pipe to the vibration type pulverizer at a constant air volume of 50 L / min. The linear velocity of air in the first and second grinding chambers is 1.26 m / min.
この実施例では、キャリアガスを含む空気がガス排出管から排出され、８時間安定して粉末セルロースの製造を行うことができた。製造した粉末セルロースについて、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製 型番：ＬＳ１３ ３２０）を用いて水を分散媒として湿式で２５℃における平均粒径（体積基準のメジアン径）を測定したところ９２．６μｍであった。 In this example, air containing carrier gas was discharged from the gas discharge pipe, and powdered cellulose could be produced stably for 8 hours. For the produced cellulose powder, the average particle diameter (volume-based median diameter) at 25 ° C. is measured in a wet manner using water as a dispersion medium using a laser diffraction scattering method particle size distribution analyzer (model number: LS13 320 manufactured by Beckman Coulter, Inc.). As a result, it was 92.6 μm.
（比較例）
ガス排出管を設けない製造システムの構成としたことを除いて実施例と同様に粉末セルロースの製造を行った。
(Comparative example)
Powdered cellulose was produced in the same manner as in the example except that the production system was configured without a gas exhaust pipe.
この比較例では、空気が排出されず、製造開始から２時間後に振動式粉砕機がセルロース含有原料の粉砕物によって閉塞した。 In this comparative example, air was not discharged, and the vibratory pulverizer was clogged with the pulverized cellulose-containing raw material after 2 hours from the start of production.
本発明は、粉末セルロースの製造方法の技術分野において有用である。 The present invention is useful in the technical field of a method for producing powdered cellulose.
Ｃ 粉末セルロース
Ｇ ガス
Ｒ 区画空間
１０ 振動式粉砕機
２０ スクリューコンベヤ（搬送装置）
３５ 連結管
３６ ガス排出管（ガス排出手段）
２２ａ，３２２ａ ガス排出部（ガス排出手段）
C Powdered cellulose G Gas R Compartment space 10 Vibrating crusher 20 Screw conveyor (conveyance device)
35 Connecting pipe 36 Gas exhaust pipe (gas exhaust means)
22a, 322a Gas discharge part (gas discharge means)
Claims (6)
前記振動式粉砕機よりも下流側で且つ前記搬送装置の上流部までの部分に構成された区画空間からガスを排出する粉末セルロースの製造方法。 In addition to supplying the cellulose-containing raw material to the vibratory pulverizer, the cellulose-containing raw material is pulverized by the vibratory pulverizer, and the powdered cellulose obtained by pulverizing the cellulose-containing raw material from the vibratory pulverizer is discharged. Subsequently, while supplying the powdered cellulose from the vibratory pulverizer to the upstream portion of the conveying device, the method for producing powdered cellulose that conveys the powdered cellulose upward by the conveying device,
The manufacturing method of the powdered cellulose which discharges | emits gas from the division space comprised downstream from the said vibration-type grinder and the part to the upstream part of the said conveying apparatus.
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