ボールミル粉砕機の運用知識

卓上ボールミルの特性

円の中心と円の外周：
ボールミルはポットの丸が回転するように駆動させて内部で粉砕します。卓上ボールミルは、ほとんどボールミルがポットを円の中心にある駆動軸で直接回転させているのに対し、ポットの円の外周を２つのローラーによって回転させます。

ポットの外周により回転数が変化：
これによりポットの回転数は機械の回転数設定とイコールではなくなります。特にポットの直径が変われば、機械設定が同じ回転数ではポットの回転数が変化します。

回転数は計算でもとめる

考え方：
ローラーと容器が触れ合って回るとき、お互いの「進むスピード（周速）」は同じになります。これを利用すると、容器が1分間に何回転するかを簡単に計算できます。

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計算式：
（①ローラーの直径÷②容器の直径）×③ローラーの回転数＝④容器の回転数

具体例：

① ローラーの直径：40mm
② 容器の直径：300mm
③ ローラーの回転数：1分間に540回転（540rpm）

答え：
（40mm÷300mm）×540rpm＝④72rpm

実際の回転数：
ローラーと容器はギアの様にカッチリと噛み合っている訳ではないので計算より少ない回転数になる傾向がありますが、滑りが出ないように適切な容器サイズ・重量・回転数を設定することで安定させることができます。

ポット内部の充填率による変化

ポット内の動きと結果：

効率的な粉砕には３分の１の比率

材料：１／３

ボール：１／３

空間（空きスペース）：１／３

上記比率を適正な回転数で稼働せることでスムーズに粉砕が可能になります。

内容：木材を香りの損失を抑えるながら粉砕できるのか？

使用機材：ポット（陶器）／ボール（アルミナセラミック）

対象：乾燥した木片

結果：

解説：対象の木材の場合１時間ではまだ木繊維が残っていたが、２時間後には全体が粉末化し、３・４時間後には更に微細な粉末になった。温度変化から確認できることは木片が粉砕される過程では温度上昇がみられるが、粉末化後は上昇は緩やかになりました。

ボールを入れる量の基本ルール

ボールミル（材料を細かく砕く容器）に入れるボールの量は、「容器のボリューム（容積）の3分の1」が基本です

比率の内容：ボール1/3・砕きたい材料1/3・すき間の空間1/3

球体のふしぎ「かさ比重（かさひじゅう）」

Ｑ：同じ素材でできた「大きいボール」と「小さいボール」、同じ形状の1リットルの入れ物にぴったりすき間なく詰めたとき、どちらが重くなると思いますか？

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Ａ：答えは理論上では、「どちらも同じ重さ」になります。

なぜ？：

①　大きいボールは1個あたりは重いけれど、箱に入る個数は少ない。

②　小さいボール1個あたりは軽いけれど、箱に入る個数が大きいボールより多い。

③　結果、どちらも箱の「約74%」がボールで埋まり、「約26%」が空気のすき間になります。

解説：このように、バラバラに詰め込んだときの「1リットルあたりの全体の重さ」のことを「かさ比重（かさひじゅう）」と呼びます。ステンレスのボールだと、1リットルあたり約4.4kgになります。

ボールの個数を計算する手順

全体の重さとボール1個の重さが分かれば、割り算で個数が出せます。

公式：全体の重さ ÷ ボール1個の重さ ＝ ボールの個数

例（15Lの容器の場合）：

①必要なボールの体積を出す　15L ÷ 3 ＝ 5リットル（3分の1ルール）

②ボール全体の重さを出す　ステンレスのボールは1リットルで4.4kg（4400g）なので、5(リットル) × 4400g ＝ 22,000g

③個数を出す　もし使うボールが1個「4g」なら、22,000g ÷ 4g ＝ 5,500個

まとめ：ボールの個数を知りたいときは、以下の3つのステップで計算できます。

①　容器の3分の1のリットル数を計算する。　

②　それが何グラムになるか計算する（1リットルあたりの重さをかける）。

③　ボール1個のグラム数で割り算する。

紙：
紙は薄く繊維質で緩衝材にも使えるような柔軟な素材であるので粉砕不能です。

ナッツ：
豆類のナッツなどのは、ある程度の粉砕は可能ですが、細かく粉砕しようとすると染み出した油分で塊になり粉体化は困難です。

ポットのスリップ（空回り）対策

ローラーの幅が狭すぎる：
2本のローラーが近すぎると、ポットを支える面積が小さくなり、しっかり接触できません。その結果、ローラーだけが虚しく回り、ポットがその場で「空回り（スリップ）」してしまいます

ローラーの幅が適切な場合：
ローラーの幅を少し広げてポットに合わせると、ポットがしっかりと2本のローラーに乗り、安定します。摩擦がしっかり伝わるため、空回りせずするに回転します