ペレットとは:定義・種類・製造方法と主な用途
ペレットの定義、主要種類、製造プロセスから用途まで分かりやすく解説。材料別の特性や選び方、導入事例も掲載。
ペレットとは、元の材料を圧縮して作られた小さな粒子や粒を意味する言葉です。この言葉は様々な場面で使われる。
定義と特徴
ペレット(pellet)は、粉状または繊維状の原料を圧縮・成形して得られる均一な固形の粒です。形状は円筒形、球形、扁平などがあり、直径や長さは用途によって数ミリ〜数センチまで幅があります。ペレット化することで、取り扱い・貯蔵・輸送・定量供給が容易になり、物性が安定し、用途に応じた機能(燃焼性、流動性、溶融性、溶解性、徐放性など)が付与されます。
主な種類
- 木質ペレット(燃料):樹皮や間伐材、製材残材などを乾燥・粉砕して成形したもの。主に暖房やボイラー用燃料として使用。
- バイオマスペレット:草や農業残渣、エネルギー作物などを原料とした燃料ペレット。化石燃料の代替として注目。
- プラスチックペレット(樹脂ペレット):ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)などの原料樹脂。射出成形や押出成形の原料として用いられる。
- 飼料ペレット(配合飼料):家畜や家禽の飼料を粉状から成形したもので、栄養成分の均一化や給餌の効率化に寄与。
- 肥料・化成品の顆粒(ペレット状肥料):肥料の施用性・流通性向上のために造粒されたもの。徐放性肥料なども含む。
- 金属粉末ペレット・セラミックペレット:粉末冶金や触媒、ろ過材として使用される場合がある。球状化や結合剤で成形。
- 医薬品用ペレット(顆粒):ドラッグデリバリーで用いる徐放性顆粒やコーティング顆粒。
製造方法(代表的なプロセス)
原料の性状や用途によって成形方法は異なりますが、一般的な工程は「原料調整→造粒・圧縮(ペレット化)→乾燥→冷却→篩別・包装」です。
プラスチックのペレット化
- 溶融押出法(ストランドペレタイジング):溶かした樹脂をノズル(ダイ)から押し出し、長いストランドを冷却して所定長さにカットする方法。
- 水中切断式:溶融流を直接水中で切断し冷却する方式。熱応力が小さく安定したペレットが得られる。
- 押出成形での直接ペレット化(ホットカット等):溶融をそのまま切断して得る方法。
木質・バイオマスペレットの製造
- 原料の乾燥と粉砕:含水率を低く(一般に10%前後)し、適切な粒度に粉砕。
- ペレットミル(リングダイ式、フラットダイ式):圧縮・摩擦により原料のリグニンや澱粉が結合材の役割を果たし、円筒形のペレットを形成。
- 冷却・篩別:成形直後は高温のため冷却し、規格外の破砕などを除去。
飼料・肥料などの造粒法
- 湿式造粒(ウエットペレタイジング):水やバインダーを加えて造粒機(ドラムグラニュレーター、ペレットミル等)で成形し、乾燥。
- ドライペレタイジング:粉体を圧縮して固める方式(ロールコンパクションなど)。
- ロータリーグラニュレーター(回転ドラム)やスプレードライ法など、製品の性状に合わせて選択。
金属粉末・医薬品のペレット化
- アトマイジングで作った粉末を焼結・球状化、バインダーを用いて成形後に熱処理。
- 医薬ではウエットグラニュレーション、スプレー乾燥、コーティングによる徐放化処理などが用いられる。
主な用途
- エネルギー・熱源:木質ペレットやバイオマスペレットは住宅用ストーブ、業務用ボイラー、発電所で燃料として使用される。
- プラスチック成形:樹脂ペレットは射出成形・押出成形・ブロー成形の原料。
- 畜産・ペット飼料:均質な栄養供給と給餌の効率化のための飼料ペレット。
- 農業(肥料):施肥しやすく粉飛びしにくい顆粒肥料として使用。
- 工業材料:触媒担体、ろ材、粉末冶金の原料など。
- 医薬品:顆粒剤・徐放性製剤としての応用。
- その他:床材や猫砂、園芸用のマルチング材、ペレット燃料によるコージェネレーションなど。
利点と注意点
- 利点:取り扱いが容易、定量供給が可能、輸送効率が良い(単位体積あたりのエネルギー密度向上)、均一な品質管理がしやすい。
- 注意点:保管時の吸湿で劣化(発熱やカビの発生)することがある。粉塵による爆発リスクや静電気リスク、輸送・充填時の破砕による製品ロスなどに注意が必要。
品質・規格・環境面
- 木質ペレットにはENplusやEN ISO 17225などの規格があり、発熱量、灰分、含水率、機械的耐久性(Durability)などの基準が設けられている。
- プラスチックペレットは含有不純物や流動性(MFR/MFI)などが製品品質の重要指標。
- 環境面では、バイオマスペレットはカーボンニュートラルとして評価されることがある一方、原料の持続可能性(例えば森林認証:FSCなど)や輸送に伴うCO2排出の考慮が必要。
保管・取り扱いのポイント
- 湿気を避け、屋内または密閉サイロで保管する。木質ペレットは含水率が上がると自着や分解、自熱の原因になる。
- 粉塵対策と換気を行い、火気・静電気対策を徹底する。
- 定期的な品質チェック(含水率、異物混入、崩壊率など)。
まとめ
ペレットは原料を扱いやすく安定した形にするための成形粒子で、エネルギー、工業原料、飼料、農業、医薬といった幅広い分野で重要な役割を果たします。用途や原料に応じた適切な製造法・保管方法・品質管理を行うことで、その利点を最大限に活かせます。
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