ブリッジ・ラットホールの原因と対策

本記事では、粉体サイロやホッパーで排出不良に悩む工場に向けて、ブリッジ・ラットホールが起こる原因、発生しやすい設備、安定排出のための対策を解説しています。

自社設備で確認すべきポイントを整理し、貯蔵・排出・計量供給までを一貫した粉体ラインとして見直す参考にしてください。

ブリッジ・ラットホールとは

いずれもサイロやホッパーから粉体が正常に排出されない現象です。粉体ブリッジは、粉が排出口付近でアーチ状に固まり、下へ落ちなくなる現象を指します。

ラットホールは、中央部だけが筒状に抜けて、周囲の粉体がサイロやホッパー内に残る現象です。発生すると後工程への供給量が安定せず、生産停止や品質のばらつきにつながります。

ブリッジ・ラットホールが
発生しやすい工程・設備

粉体をサイロやホッパーなどに一時的に貯蔵し、下部の排出口から次工程へ切り出す工程で起こりやすいトラブルです。

粉体を長時間保管する過程で粉体が締まったり、下部の排出口から少しずつ切り出す過程で中央部だけが先に流れたりすることで、ブリッジ・ラットホールなどの排出不良が起こりやすくなります。特にブリッジ・ラットホールが発生しやすいのは、以下のような設備です。

• 縦長のサイロ
• 大容量ホッパー
• サージタンク
• 原料貯槽（貯槽）
• 原料タンクなど

ブリッジ・ラットホールの
発生リスクを高める要因

粉体の流動性が低い

粒径が細かい粉体、粒子形状が不規則な粉体、かさ密度（一定の体積に入る粉体の重さ）が変化しやすい粉体は、粒子同士が引っ掛かったり、付着したりしやすい性質があります。

その結果、粉体が自重だけでは下へ流れにくくなり、サイロやホッパー内に残留して、ブリッジ・ラットホールの発生リスクが高まるのです。

固まりやすい粉体を
扱っている

吸湿しやすい粉体や、長時間の貯蔵で圧密された粉体は、粒子同士が結びつき、サイロ内で固まりやすくなる傾向があります。

粉体が固まると排出口まで流れにくくなるため、ブリッジ・ラットホールのリスクが増加。湿度や保管時間が変わったタイミングで排出不良が増えた場合は、粉体が固まっていないか確認が必要です。

ホッパー角度・排出口径が
粉体性状に合っていない

ホッパーの角度や排出口の大きさが粉体性状に合っていないと、排出口付近で粉体が滞留しやすい傾向があります。ホッパーの傾斜が緩い、排出口径が小さい、内面で粉体が滑りにくいといった条件は、その典型例です。

投入・貯蔵・排出条件が
合っていない

一度に多量の粉体を投入する、長時間サイロ内に貯蔵する、排出量を急に変えるといった運転条件も、ブリッジ・ラットホールの発生に関係します。粉体層にかかる荷重や滞留時間が変わり、同じ設備でも排出しやすさが変化するためです。

安定排出を目指すうえで大切なのは、投入量、投入位置、貯蔵時間、排出タイミングなどを確認すること。原料や生産品目を変更したタイミングで排出不良が増えた場合は、運転条件の変化も確認します。

ブリッジ・ラットホールを
放置した場合に起こり得る問題

サイロやホッパーの排出不良は、計量、混合、成形、包装などの後工程に波及します。特に供給が完全に止まれば、生産ライン自体が停止しかねません。

たとえ排出が止まらなくても、排出量が不安定なまま運転を続ければ配合比率のズレや品質ばらつきを招きます。粉体を落とそうとサイロの外壁を叩く応急対応は、設備の変形・破損につながる恐れも。復旧作業や清掃作業の増加により、設備保全や安全管理の負担が膨らんでいく点にも注意が必要です。

ブリッジ・ラットホール
リスクを低減する主な対策

粉体性状に合わせて
サイロ・ホッパーを設計する

安定排出を目指すには、扱う粉体の流動性に合わせて、サイロやホッパーの設計条件を決めることが重要です。

具体的には、粒径、かさ密度、吸湿性、圧密しやすさ、壁面との滑りやすさを確認したうえで、ホッパー角度、排出口径、容量、内面材質を検討します。同じ設備でも、粉体が変われば排出しやすさは変わるものです。既設設備で排出不良が増えている場合も、粉体試験や運転データを踏まえて設計条件を見直すと、原因を絞り込みやすくなります。

排出補助機器を検討する

排出口付近で粉体が滞留している場合、排出を助ける機器の追加を検討してください。例えば、ノッカー、バイブレーター、エアレーション、ブリッジブレーカーなどを使い、粉体をほぐしたり、粉体層に動きを与えたりする方法があります。

ただし、粉体によっては振動で圧密が進み、かえって流れにくくなるケースもあるため、機器を追加する前に粉体性状・ホッパー形状・設置位置・運転タイミングを確認することが大切です。

下部フィーダーや
ロータリーバルブとの
接続条件を見直す

排出口から粉体が出ても、下流側の切り出し量や受け側の能力が合っていなければ、供給量は安定しません。接続径、切り出し速度、受け側設備の処理能力を確認し、サイロ下部から次工程へ無理なく送れる状態をつくると、排出不良の再発を抑えやすくなります。

貯蔵時間・投入方法・
運転条件を見直す

貯蔵時間や投入方法、排出タイミングを見直すことで、設備形状を変えなくても排出不良を抑えられる場合があります。長時間の貯蔵を避ける、投入位置の偏りを抑える、湿度条件を管理する、排出量を急に変えすぎないなど、すぐに実践しやすい対策から始めましょう。

また、原料や生産品目が変わる工場は、品目ごとに排出条件を整理しておくことが大切です。トラブルが起きた際に、粉体性状の変化なのか、運転条件の変化なのか、見直すべきポイントを見つけやすくなります。

ブリッジ・ラットホール対策は
ライン全体で見ることが重要

ブリッジ・ラットホール対策は、サイロやホッパーの形状だけで完了するものではありません。

サイロ内で粉体が落ちない原因に見えても、実際には下部フィーダーの切り出し量、後工程の受入れ能力、空気輸送の条件などが影響している場合があります。原料受入れ、貯蔵、排出、切り出し、供給、輸送までを一連の流れとして確認し、粉体性状と前後工程を踏まえて設計・改造を検討できるエンジニアリング会社に相談することが大切です。

また、以下の記事では粉体設備でよくある課題と対策をまとめています。ブリッジ・ラットホール以外のトラブル対策も把握しておきたい方はご覧ください。