医薬品、化学薬品における錠剤のフィルムコーティング、糖衣コーティング、食品分野における製菓において、対象物（ターゲット粒子）の表面にコーティング処理を行う際、コーティング剤を均一に吹き付けられるか、つまり、ばらつきを抑えることが重要になります。例えば、回転ドラムを使った転動造粒機の場合、回転ドラムの形状や傾斜角度、回転数、バッフルの有無などの条件がコーティング剤のばらつきに影響します。本事例では、バッフルのありとなしで、ばらつきの違いについての比較例を紹介します。
| ケース | バッフル |
| ケース1 | なし |
| ケース2 | あり |
※EDEMでは、コーティング剤も粒子として解きます。
ターゲット粒子とコーティング粒子同士が衝突すると、コーティング量を表すパラメータをターゲット粒子に渡し、最終的にコーティング粒子は消滅します。その分、ターゲット粒子の径は大きくなります。
粒子設定
・ターゲット粒子
| 形状 | 球形 |
| 直径 | 2mm |
| 投入粒子数 | 20,000個 |
・コーティング粒子
| 形状 | 球形 |
| 単位時間当たりの投入粒子数 | 5,000個/秒 |
| 総投入粒子数 | 150,000個 （30秒間） |
※マルチ球体法により、球形以外の形状も再現可能です。
ドラムの設定
| バッフル | ケース２のみ4枚配置 |
| ドラムの回転数 | 12rpm |
| 傾斜角度 | ０度（水平） |
※形状データを回転させることで、傾斜角度を変更することも可能です。
アニメーション
コーティング粒子をシアンで示します。また、ターゲット粒子のコンターは、コーティング量を表します
ばらつきの評価
均一にコーティングできているかを調べるため、理想混合状態からのばらつきを示す指標Sを計算します。粒子数をn、理想混合状態におけるコーティング量をx、各時刻での各粒子のコーティング量をxiとすると、次式で表されます。
コーティング量がゼロ、つまり全くコーティングされていない場合は1となり、数値が小さくなるほど理想状態からの差、つまりばらつきが小さく、均一に混合できている状態と判断できます。各ケースについてこの指標を計算すると、全体的にケース2の方が小さく、均一に混合できていることが分かります。
バッフルなしのケース1では、均一にコーティングができていません。特に、内部にコーティングされていない粒子が残り、偏析が見られました。
評価指標を作成することで、バッフルの有無以外にも、ドラム形状やバッフル形状、ドラム回転数など、その他の条件の検討も行うことができます。
製品やサービスに関するご相談、導入に関するご質問等お気軽にお問い合わせください。
各種資料をご希望の方は、資料請求フォームよりお申し込みいただけます。
