トルコで超微粉砕によるコーヒーかすのアップサイクル

循環型経済の台頭を受け、トルコのバイオマス素材会社は、廃棄コーヒーかすを高価値の工業原料に変換する取り組みを進めました。乾燥後のコーヒーかすは、天然の油分を含み、熱に弱いという特徴があり、コーヒーかすの超微粉砕には特有の課題があります。油分の抽出や材料の炭化を防ぐため、工程中の厳格な温度管理が求められます。

プロジェクトコアパラメータ

• 材料： 使用済みのコーヒーかす（乾燥、水分1%）
• 装置： エピックパウダー 空気分級ミル （ACM）
• フィードサイズ: 800～1000µm
• 製品サイズ: 20～40 µm（約400～800メッシュ）
• 容量： 50 kg/時
• 用途: バイオベースのプラスチック充填剤、化粧品添加物、有機顔料。

主な課題と解決策

1. 熱感度と油分含有量の管理

コーヒーかすには天然の油分が含まれており、加熱すると芳香化合物が放出されたり「粘着性」になったりして、従来のミルのスクリーンが目詰まりする原因となります。

• 解決策: その ACM（空気分級ミル） システムが選定されました。この装置は、粉砕に大量の空気流を利用します。空気流は材料を輸送する際に冷却剤として機能します。一体型の分級ホイールは、スクリーンを必要とせずに粒子径を正確に制御し、従来の粉砕機でよく見られる「スクリーンの目詰まり」の問題を根本的に解決します。

2. 粒子サイズ分布（PSD）の精密制御

下流のプラスチックや化粧品用途での均一性を確保するために、クライアントは 20 ～ 40 µm という厳密な粒子サイズ範囲を要求しました。

• 解決策: Epic Powder ACMは、衝撃粉砕とタービン分級を統合した設計を採用しています。分級ローターの周波数を調整することで、目標の粒度に達していない粒子を捕捉します。これにより、d90およびd97値が厳密に範囲内に維持され、優れた流動性を備えた粉末が得られます。

3. 小ロット・高精度生産の安定性

50 kg/h の容量はパイロット スケールまたは特殊な生産では通常であり、低い供給速度でも安定したパフォーマンスを維持できる機器が必要です。

• 解決策: Epic Powder ACMは、衝撃粉砕とタービン分級を統合した設計を採用しています。分級ローターの周波数を調整することで、目標の粒度に達していない粒子を捕捉します。この高度な制御は、コーヒー粉の超微粉砕に不可欠であり、d90とd97の値が厳密に範囲内に保たれることを保証します。

プロセスの概要

1. 自動給餌: 乾燥したコーヒー粉（水分1%）はスクリューフィーダーを介して粉砕室に送られます。
2. 衝撃研削： 高速回転ハンマーが材料に強力な衝撃とせん断力を加えます。
3. 内部分類: 粉砕された粒子は気流に乗って上昇します。20～40µmの粒子は分級ホイールを通過し、大きすぎる粒子は再び落下してさらに粉砕されます。
4. サイクロンコレクション: 高効率サイクロンコレクターが完成品を集塵します。排気はパルスジェットバッグハウスでろ過され、粉塵や臭気のない作業環境を実現します。

パフォーマンス結果