抹茶の夜間無人搬送を検証！～粉詰まり対策編～

お客様から寄せられた「夜間に無人で抹茶を自動搬送したい」というご相談をきっかけにテストを行いました。
本記事では「夜間に搬送した抹茶をホッパーから排出できるか」の検証をご紹介します。

抹茶の搬送を検証した前編は搬送編からご覧いただけます。

お客様との協議で、次の3点を確認すべきポイントとして整理しました。

• 搬送が可能であること ─ 8kg/hで供給される抹茶を問題なく搬送できること
• 付着によるロスを抑えられること ─ 設備への付着を対策できる、もしくは許容量であること
• 排出が確実に行われること ─ 翌朝、ホッパーから詰まらず排出できること

条件1・2の搬送と付着対策については搬送編でご確認いただけます。本記事では条件3、排出の検証をお伝えします。

抹茶の排出を自重任せにするのは高リスクな選択です。今回の検証では、この課題に正面から向き合いました。

抹茶の排出実験に使用したのは偏心型ホッパー＋エアレーションホッパーの組み合わせです。

抹茶は排出が難しい粉体で、ホッパーの角度が左右対称な「同心型」では粉詰まりが発生する傾向があります。
そのため今回は排出口が中心からずれて配置された偏心型のホッパーを使用しました。同心型と比べ、粉体がホッパー壁面に沿って流れやすく、ブリッジやラットホールが起きにくいとされています。

エアレーションホッパーは、粉体にエアーを送り込むことで流動化を促す装置です。ブリッジやラットホールといった粉詰まりを緩和します。

エアレーションホッパーの詳細はこちら

比較のため、エアレーション無しとエアレーション有りの2条件でテストを実施しました。

バルブを開けただけではまったく排出されないが、エアレーションホッパーを使うことでスムーズに排出。

万が一に備えて：バイブレーターの設置

実験ではエアレーションホッパーにより安定した排出を確認できました。しかし実際の運用では、搬送完了から翌朝の作業開始まで数時間、抹茶がホッパー内に溜まったまま置かれることになります。

粉体は長時間自重がかかると圧密が進み、排出しにくくなる傾向があります。テスト環境より排出に不利な条件になることを想定し、保険としてホッパーにバイブレーターを追加設置しました。万が一排出が滞った場合でも、振動で粉の排出に促せる構成にしています。

バイブレーター

搬送編・排出編を通じた検証で確認できたのは次の3点です。

今回の検証結果は、あくまでも今回の抹茶・条件・設備構成での話です。
粉体は銘柄・粒度・含水率によって挙動が変わります。同じ「抹茶」でも、条件が異なれば結果は変わる可能性があります。