JP5875736B2 - 篩分け装置、及び篩分け方法 - Google Patents
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Description
第1分級装置10aは、第1投入部11a、第1振動付与装置13a、第1トラフ15a、第1篩30a、再処理容器36を有し、第1篩30aを用いて、第1篩分け工程(前工程の一方)が行われる。
第2分級装置10bは、第2投入部11b、第2振動付与装置13b、第2トラフ15b、第2篩30bを有し、第2篩30bを用いて、第2篩分け工程(前工程の他方)が行われる。
第3分級装置10cは、第3投入部11c、第3振動付与装置13c、第3トラフ15c、第3篩30c、第1容器37a、第2容器37bを有し、第3篩30cを用いて、第3篩分け工程(後工程の一方)が行われる。
第3篩30cの多孔板の孔径d1は、第1篩30aのスリット幅(第1開口幅S1)より長く設定される(S1<d1)。
第4分級装置10dは、第4投入部11d、第4振動付与装置13d、第4トラフ15d、第4篩30d、第3容器37c、第4容器37dを有し、第4篩30dを用いて、第4篩分け工程(後工程の他方)が行われる。
第4篩30dの多孔板の孔径d4は、第2篩30bのスリット幅(第2開口幅S2)より長く、第1篩30aのスリット幅(第1開口幅S1)より短く設定される(S2<d4<S1)。
同様に、第4篩30dと、第4トラフ15d(又は、第4篩30dと第4トラフ15dの間に設けた平板)との間隔を、第4篩30dの孔径d4と略同じにして、アスペクト比が大きいものが、第4篩30dを通り抜けしにくくする形態であってもよい(不図示)。
同様に、第4篩30dの上部も、これに近接して(第4篩30dの孔径d4と略同じ間隔で)蓋(平板)を設ける形態であってもよい(不図示)。
[過熱水蒸気処理]
まず、直径約10cmの孟宗竹を、長さ50cm程度に切断して竹原料とした。
次に、ヘミセルロースを選択的に分解して竹の割裂を容易にするために、この竹原料を過熱水蒸気処理した。このときの過熱水蒸気の温度は200〜250℃であった。
この過熱水蒸気処理した竹原料を、株式会社奈良機械製作所製のハンマーミル(HM−5型。ローター径:460mm、回転数:1800rpm、スクリーン径:20mm)を用いて粗粉砕し、続いて株式会社奈良機械製作所製の自由粉砕機(M−4型。ローター径:320mm、回転数:4500rpm、スクリーン径:4mm)を用いて微粉砕した。こうして、竹繊維と柔細胞が一体となっている竹を粉砕して、竹繊維と柔細胞が分離した混合物(篩分け対象物、以下、単に混合物ということがある。)を調製した。なお、この混合物は大部分が竹繊維と柔細胞とに分離されているが、竹繊維の径と長さ、柔細胞の粒子径に分布を有している。
[一次分級処理(前工程)]
この装置においては、第1篩30aにはスリット幅(第1開口幅S1)が0.50mmのウェッジワイヤースクリーンを、第2篩30bにはスリット幅(第2開口幅S2)が0.18mmのウェッジワイヤースクリーンを、各々設置した。
第1振動付与装置13aを作動させて、第1篩30a、第2篩30b及び第1トラフ15aに振動を付与した。
続いて、電磁フィーダーを用いて第1投入部11aから混合物を定量供給すると、当該混合物は第1篩30a上に投下され、第1振動付与装置13aから伝達された振動に基づいて、第1篩30a上を前方向に移動した。
そして、径がスリット幅(第1開口幅S1)より小さい竹繊維と粒子径がスリット幅(第1開口幅S1)より小さい柔細胞は、第1篩30aのスリットを通過して第2篩30b上に落下した。第2篩30b上に落下した混合物は、上記と同様に第1振動付与装置13aから伝達された振動に基づいて、第2篩30b上を前方向に移動した。
そして、径がスリット幅(第2開口幅S2)より小さい竹繊維と粒子径がスリット幅(第2開口幅S2)より小さい柔細胞は、第2篩30bのスリットを通過して第1トラフ15a上に落下した。
第1篩30a上に残った混合物は、第1篩30a上を前方向に移動してその前方端部から再処理容器36に落下した。
再処理容器36に落下した竹繊維と柔細胞からなる混合物に対して再度上記の粉砕処理を行った後に第1投入部11aから第1篩30a上に投下し、再度同様の一次分級処理を行った。
この装置においては、第3篩30cには孔径d1が0.60mmの多孔板を、第4篩30dには孔径d4が0.30mmの多孔板を、各々設置した。
また、第3振動付与装置13cを作動させて第3篩30cと第3トラフ15cに振動を付与し、第4振動付与装置13dを作動させて第4篩30dと第4トラフ15dに振動を付与した。
第1篩30aは通過したが第2篩30b上に残った混合物は、第2篩30b上を前方向に移動して、その前方端部から第3投入部11cを介して第3篩30c上に落下し、第2篩30bを通過して第1トラフ15a上に落下した混合物は、第1トラフ15a上を前方向に移動して、その前方端部から第4投入部11dを介して第4篩30d上に連続的に落下した。
第3篩30c上に落下した混合物は、第3振動付与装置13cから伝達された振動に基づいて、第3篩30c上を前方向に移動する。そして、略球形状(アスペクト比が小さい)の柔細胞は第3篩30cの孔を通過して第3トラフ15c上に落下するが、針状(アスペクト比が大きい)の竹繊維は第3篩30cの孔を通過することができない。
第3篩30c上に残った竹繊維は、第3篩30c上を前方向に移動してその前方端部から第1容器37aに、第3篩30cを通過して第3トラフ15c上に落下した柔細胞は、第3トラフ15c上を前方向に移動してその前方端部から第2容器37bに、各々落下した。
同様に、第4篩30d上に落下した混合物は、第4振動付与装置13dから伝達された振動に基づいて、第4篩30d上を前方向に移動する。そして、略球形状(アスペクト比が小さい)の柔細胞は第4篩30dの孔を通過して第4トラフ15d上に落下するが、針状(アスペクト比が大きい)の竹繊維は第4篩30dの孔を通過することはできない。
第4篩30d上に残った竹繊維は、第4篩30d上を前方向に移動してその前方端部から第3容器37cに、第4篩30dを通過して第4トラフ15d上に落下した柔細胞は、第4トラフ15d上を前方向に移動してその前方端部から第4容器37dに、各々落下した。
さらに、竹繊維においてはその径により、また柔細胞においてはその粒径により、大きいものと小さいものとに分割することができた。
なお、一次分級処理において、開口幅Sの異なる2種類のウェッジワイヤースクリーンを用いて分級したが、3種類以上のウェッジワイヤースクリーンを用いることにより、竹繊維においてはその径によって、柔細胞においては粒子径によって、細かく、さらには小さなところまで、分別することができる。
一方、二次分級処理において、孔径dの異なる2種類以上の多孔板を用いることにより、竹繊維を、そのアスペクト比によって分別することができる。
10a〜10d 第1分級装置〜第4分級装置
11a〜11d 第1投入部〜第4投入部
13a〜13e 第1振動付与装置〜第5振動付与装置
15a〜15d 第1トラフ〜第4トラフ
25a 上円筒枠
25b 中円筒枠
25c 下円筒枠
28 篩分け対象物投入口
30a〜30d 第1篩〜第4篩
31 蓋
36 再処理容器
37a〜37d 第1容器〜第4容器
42a 上排出部
42b 中排出部
42c 下排出部
d1 第3篩の多孔板の孔径
d2 第3篩の多孔板の厚さ
d3 第3篩の多孔板における隣接する孔の間隔
d4 第4篩の多孔板の孔径
d5 第4篩の多孔板の厚さ
d6 第4篩の多孔板における隣接する孔の間隔
d7 第3篩における複数の多孔板の間隔
d8 第3篩と第3トラフ(又は平板)の間隔
d9 第3篩と蓋(平板)の間隔
S1、S2 第1開口幅、第2開口幅
Claims (14)
- 篩分け対象物の断面径の違いに基づく分別を行うための複数の長孔又はスリットが形成された篩を有する第1篩い分け部と、
前記第1篩い分け部で篩分けされた後に用いられ、前記篩分け対象物であって、前記長孔又はスリットを通過したものについて、アスペクト比の違いに基づく分別を行うための丸孔が設けられた多孔板で構成される篩が設けられた第2篩い分け部とを備え、
前記第2篩い分け部に含まれる篩を構成する前記多孔板における前記丸孔の孔径は、前記第1篩い分け部に含まれる篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅より長いことを特徴とする篩分け装置。 - 前記第1篩分け部に含まれる篩は、ウェッジワイヤースクリーンで構成されることを特徴とする請求項1に記載の篩分け装置。
- 前記第1篩分け部に含まれる篩は、平板に長円目の孔をあけたもので構成されることを特徴とする請求項1に記載の篩分け装置。
- 前記第2篩分け部に含まれる篩は、上面が平らにされた平板に前記丸孔をあけたもので構成されることを特徴とする請求項1に記載の篩分け装置。
- 前記アスペクト比が大きいものが前記多孔板における前記丸孔を通り抜けしにくくするため、前記第2篩分け部に含まれる篩は、前記丸孔の孔径よりも長い寸法の厚さを有することを特徴とする請求項4に記載の篩分け装置。
- 前記第2篩分け部に含まれる篩は、複数の多孔板で構成されることを特徴とする請求項4に記載の篩分け装置。
- 前記アスペクト比が大きいものが前記多孔板における前記丸孔を通り抜けしにくくするため、前記複数の多孔板の間隔は、前記丸孔の孔径の長さ以下であることを特徴とする請求項6に記載の篩分け装置。
- 前記第2篩分け部に含まれる篩の上面と、又は前記第2篩分け部に含まれる篩の下面と対向して、平板が設けられることを特徴とする請求項4に記載の篩分け装置。
- 前記第1篩分け部に含まれる篩は、複数段設けられ、
前記第1篩分け部に含まれる篩における、前段の篩の短手方向の開口幅は、後段の篩の短手方向の開口幅よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の篩分け装置。 - 前記第2篩分け部に含まれる篩は、複数段設けられ、
前記第2篩分け部に含まれる篩における、前段の篩を構成する前記多孔板における前記丸孔の孔径は、後段の篩を構成する前記多孔板における前記丸孔の孔径よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の篩分け装置。 - 複数の長孔又はスリットが形成された篩を有する第1篩い分け部と、
前記第1篩い分け部で篩分けされた後に用いられ、丸孔が設けられた多孔板で構成される篩が設けられた第2篩い分け部とを備え、
前記第1篩分け部に含まれる篩は、第1篩と、前記第1篩の後段に配置され、前記第1篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅よりも狭い短手方向の開口幅を有する第2篩を有し、
前記第2篩分け部に含まれる篩は、前記第1篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅より長い孔径を有する前記丸孔が設けられた前記多孔板で構成される第3篩と、前記第1篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅よりも短く、前記第2篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅より長い孔径を有する前記丸孔が設けられた前記多孔板で構成される第4篩を有し、
篩分け対象物のうち、前記第2篩を通過しなかったものは、前記第3篩を使った篩分けが行われ、前記第2篩を通過したものは、前記第4篩を使った篩分けが行われることを特徴とする篩分け装置。 - 複数の長孔又はスリットが形成された篩を有する第1篩い分け部を使って、篩分け対象物の断面径の違いに基づいて篩分けを行う前工程と、
丸孔が設けられた多孔板で構成される篩が設けられた第2篩い分け部を使って、前記篩分け対象物であって、前記前工程で前記長孔又はスリットを通過したものについて、アスペクト比の違いに基づいて篩分けを行う後工程とを備え、
前記第2篩い分け部に含まれる篩を構成する前記多孔板における前記丸孔の孔径は、前記第1篩い分け部に含まれる篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅より長いことを特徴とする篩分け方法。 - 複数の長孔又はスリットが形成された篩を有する第1篩い分け部を使って、篩分け対象物の篩分けを行う前工程と、
丸孔が設けられた多孔板で構成される篩が設けられた第2篩い分け部を使って、前記篩分け対象物であって、前記前工程後のものについて、篩分けを行う後工程とを備え、
前記第1篩分け部に含まれる篩は、第1篩と、前記第1篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅よりも狭い短手方向の開口幅を有する第2篩を有し、
前記第2篩分け部に含まれる篩は、前記第1篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅以上に長い孔径を有する前記丸孔が設けられた前記多孔板で構成される第3篩と、前記第1篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅よりも短く、前記第2篩の長孔又はスリットの短手方向の開口幅より長い孔径を有する前記丸孔が設けられた前記多孔板で構成される第4篩を有し、
前記前工程は、前記篩分け対象物に対する前記第1篩を使った第1篩分け工程と、前記篩分け対象物のうち、前記第1篩を通過したものに対する前記第2篩を使った第2篩分け工程を有し、
前記後工程は、前記篩分け対象物のうち、前記第2篩を通過しなかったものに対する前記第3篩を使った第3篩分け工程と、前記第2篩を通過したものに対する前記第4篩を使った第4篩分け工程を有することを特徴とする篩分け方法。 - 前記篩分け対象物は、竹を過熱水蒸気処理した後に粉砕したものであり、
前記前工程によって、断面径の違いに基づく分別が行われ、
前記後工程によって、竹繊維と柔細胞とに分別されることを特徴とする請求項12に記載の篩分け方法。
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