분체 이야기

**연속형 Spin Air Sieve는 기존의 진동체를 사용하여 분급하던 것에 비하여 망막힘 현상이 덜하며,아래에서 위로의 기류에의한 망체 분급으로 망처짐, 망막힘에 의한 Pass입자의 불균일을 해소 할 수 있으며 기존의 진동체 분급에 비하여 생산성개선에 크게 기여 할 수 있습니다. 

정밀 분급 및 수율등에 대한 개선이 필요 할 때 사용 가능한 기기라고 할 수 있습니다. 

-기기문의 : kt-park@seishinkorea.com

망체 분급 중에서 가장 작은 크기의 망으로 분급 가능 한 방법이 Spin Air Sieve입니다. 

가장 작은 망의 눈 목 크기가 5um의 Sieve도 있습니다. 

일본 Seishin 社 모델이며, 일반적인 망체 분급의 경우 32um 이하의 Sieve는 제작의 한계가 있으며, 제작하더라도 얇은 두께로 인하여 손상되기 쉽고 초음파나 진동으로도 쉽게 분급이 이뤄지지 않습니다. 

해당 단점을 보완하기 위해 망체는 Electro form, Micro Sieve를 사용하여 5um, 10um, 15um, 20um의 망을 구성하여 진동이 아닌 기류를 이용하여 분급을 진행합니다. 

해당 모델도 소량 테스트 목적으로 사용이 가능하며, 대량 생산의 대응에는 한계가 있는 단점이 있습니다. 그리고 망의 눈목이 작기 때문에 그만큼 망의 두께도 얇아 쉽게 찢어질 수 있다는 단점이 있습니다. 망체의 눈 목이 작기 때문에 1개의 망 가격이 상당히 고가이며, 연속으로 진행 시 얇은 망체로 인하여 울 지거나 파손의 위험이 있어 생산에는 부적합하나 연구 목적의 소량 샘플을 제조하기 위해서는 효과적인 기기라고 하겠습니다. 

아래 해당 업체의 카탈로그 내용을 첨부하니 참고 하시면 될 것 같습니다. 

분급의 사전적 의미는 입도에 따라 분말을 계급 나눔 하는 것이라고 되어 있습니다. 즉 특정 입자를 정렬하여 분리하는 행위를 말합니다. 

분급은 크게 망체(Sieve) 분급과,
기류식분급(Classification)으로 나눕니다. 

망체 분급은 Mesh Screen을 이용하여 조분과 미분으로 나누는 방식이며, 기류식 분급은 기류를 일으켜 무게 편차등을 이용하여 분리하는 방식으로 가장 쉽게 설명드릴 수 있는 예시는 일반적인 키를 이용하여 쌀과 쌀겨를 분리할 때 키를 들었다가 놓으면 바람에 의해 쌀겨는 날아가고, 쌀은 아래로 떨어져 분리하는 방식이라고 할 수 있겠습니다. 

이때, 사용되는것이 바람이라는 기류를 사용하여 비중 차이를 이용하여 분리하는 방식입니다.

망체 분급에는 보편적으로 직사각형의 Mesh 망으로 직조하여 사람이 흔들어 망체를 통과시켜 분리시키는 것이 가장 일반적인 방식이라고 할 수 있겠습니다. 

분급을 기기별로 분류하면 아래와 같이 나눌 수 있습니다.

1.분급포인트

조분과 미분의 중복을 어떻게 적게 줄이냐에 따라 성능이 결정
중첩 상태의 지수 부분 분급 효율 곡선 (수직으로 서있는 정도만큼 겹치는 부분이 적다)

조분 컷 또는 미분 컷으로 분급점이 변합니다. 
비중이 무거운 쪽이 같은 입자라면 입자의 질량이 크기 때문에 분급이 쉽습니다. 그러나 미분이 제품(조분 제거)인 경우는 Blower의 능력 부족으로 흡입할 수 없는 경우가 있으므로 주의해야 합니다.

2. 진동 체기

가장 오래된  분급기 형식으로 망(Mesh Sieve)을 사용하여 분급하는 방식입니다. 

대표기구 : 진동체 기계,  스핀 에어 시브, 블로워 쉬프트(Blower Sifter)
장점 : 시설이 작아도 된다 (초기 비용 · 유지비 · 설치 공간)
        메쉬망보다 큰 것은 기본적으로 통과하지 않는다.
단점 : 섬세한 분급은 기본적으로 불가 → 초음파 체의 등장으로 섬세한 분급도 가능
        망이 찢어졌을 때의 감지가 어려움 → 탈철기 부착 등으로 개선

진동체 기계

KOWA 진동체 : 범용 모터를 사용 (원통 체 기계 진동 모터 사용이 대부분) → 리버스 기능이 가능 (특허)

                    리버스 기능==> 역방향으로 모터를 회전시켜 눈 막힘 현상을 개선. 

3. 기류식 분급기

기류를 이용하여 입자 간 비중 차이로 분급이 진행되는 원리입니다. 

선회 기류 식
기류를 발생시켜 공기 중의 원료를 분산시켜 무게 차이 (같은 재질이라면 부피 차이와 같은)에 의한 층을 만들고, 분급을

진행합니다.

자유 소용돌이 · 강제 소용돌이란?
자유 소용돌이 : 기류가 흐르는 모양 등의 외부 요인에 의해 발생하는 소용돌이.
(예 → 욕실의 배수시 발생하는 소용돌이, 소용돌이, 회오리바람, 태풍, 토네이도 )

강제 소용돌이 : 회전체에 의해 발생하는 소용돌이
(예 → 선박의 스크류에 의해 발생하는 소용돌이 등)

○ 자유 와류형 분급기

Blower의 흡입 등으로 발생시킨 기류를 분급기의 형상 등에 의해 소용돌이를 발생시키는 분급기

장점 : 초기 비용이 강제 소용돌이 식에 비해 저렴

        회전체가 없기 때문에 전력 비용이 저렴

        회전체가 없기 때문에 마모 대책이 용이, 인라인 화가 용이

단점 : 미세 분급이 어려우며 분급 정밀도가 강제 소용돌이 형에 비해 나쁨 

        대형화가 어려움 (대형기 효율이 악화)

왜 대형기는 효율이 악화 되는 것인가?

선회 회전 반경이 클수록 모든 둘레에 같은 속도의 기류를 만드는 것이 어려워진다.

선회 회전 반경이 클수록 분급 원료의 농도를 일정하게 유지하는 것이 어렵다.

○ 강제 소용돌이 모양 분 급기
로터를 회전시켜 공기 소용돌이를 발생시켜 분급을 진행합니다.
장점 : 진동체 기계 및 자유 소용돌이 모양의 분급기에서 분급할 수 없는 미분 영역에서의 분급이 가능
분급 정밀도가 높음 
단점 : 초기 비용 · 유지 비용이 높음 

분급기의 종류는 다양하며 원료의 물성 및 분급 목표 등에 따라 사용기기가 달라지므로, 자세한 기기 종류 및 특장점에 대해서는 별도로 개별 기기에 대하여 설명하도록 하겠습니다.