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ペレット化とは、材料を圧縮または成形してペレット状にするプロセスです。化学薬品、鉄鉱石、動物用配合飼料、プラスチック（ナードル）、廃棄物など、さまざまな材料がペレット化されます。このプロセスは、これらの材料の保管と輸送に優れた方法と考えられています。[ 1 ]この技術は、粉末冶金工学や医療業界で広く使用されています。[ 2 ]
ミネソタ大学のエドワード・W・デイビスは、鉄鉱石をペレット状にする製法を考案した人物として知られている。
鉄鉱石ペレットの優れた物理的特性と冶金学的特性のために、鉄鉱石のペレット化が行われます。 [ 1 ]鉄鉱石ペレットは、通常6～16 mm (0.24～0.63インチ)の球状で、高炉の原料として使用されます。通常、鉄を64～72%含み、ペレットの化学組成と冶金学的特性を調整するさまざまな添加物が含まれています。[ 3 ]通常、石灰石、ドロマイト、オリビンが添加され、ベントナイトが結合剤として使用されます。
ペレット化のプロセスは、原料の混合、ペレットの成形、および柔らかい原料ペレットを硬い球状に焼き上げる熱処理を組み合わせたものです。原料はボール状に丸められ、その後、窯または移動式火格子で焼成され、粒子が焼結されて硬い球状になります。[ 4 ]
高炉内で鉄鉱石ペレットを球状に充填すると、ペレット間に空気が流れ、製錬中に材料の層を上昇する空気の抵抗が減少します。鉄鉱石粉末を高炉内で充填すると、より密に充填され、空気の流れが制限されます。これが、鉄鉱石が微粒子状よりもペレット状で好まれる理由です。[ 5 ]鉄鉱石ペレットの品質は、供給粒子のサイズ、使用する水の量、ディスクの回転速度、ディスク底部の傾斜角、ディスク内での滞留時間、使用するバインダーの品質と量など、さまざまな要因に依存します。[ 1 ]
最終ペレットの要件を満たすために、鉄鉱石（ペレット原料）に追加材料が添加されます。これは、様々な種類の鉱石と添加剤を収容できるペレット製造装置に混合物を投入し、ペレットの化学組成と冶金特性を調整するために混合することによって行われます。一般的に、この処理期間には、濃縮／分離、物質比の均質化、粉砕、分級、厚みの増加、パルプの均質化、および濾過といった段階が含まれます。
鉄鉱石ペレットの製造、すなわちペレット化の目的は、適切なサイズ範囲で、輸送、運搬、使用時のストレスに耐えうる高い機械的特性を持つペレットを製造することです。例えば、廃棄物は加熱前に粉砕され、圧縮のためにプレス機に投入されます。[ 6 ]適切なペレット特性を得るために、機械的な力と熱プロセスの両方が使用されます。装置の観点から見ると、鉄鉱石ペレットの工業生産には、ドラムとペレット化ディスクの2つの選択肢があります。
ペレットに高い耐冶金力と適切な特性を与えるため、ペレットは乾燥、予熱、焼成、後焼成、冷却の各段階を含む熱処理を受ける。各段階の所要時間とペレットが受ける温度は、最終製品の品質に大きな影響を与える。
医療分野では、ペレット化とは、微粉末や顆粒をほぼ球形のペレットに変換する凝集プロセスを指します。[ 7 ]この技術の使用が増加したのは、投与形態の制御放出が可能になり、消化管内の粘膜刺激が少なく均一な吸収につながるためです。[ 7 ]製薬業界ではさまざまなペレット化プロセスが適用されており、これらは通常、結合力に応じて異なります。[ 8 ]プロセスの例としては、ボール化、圧縮、スプレー凝固などがあります。[ 8 ]ボール化は、鉄鉱石業界で使用される湿式（またはグリーン）ペレット化に似ています。[ 9 ]
動物飼料のペレット化により、 1.2 mm (0.047インチ) (エビ飼料)から3～4 mm (0.12～0.16インチ) (家禽飼料)、最大8～10 mm (0.31～0.39インチ) (家畜飼料) までのペレットが得られます。家畜飼料のペレット化は、飼料工場で行われるペレットミル機械を使用して行われます。
飼料原料は通常、まず粉砕して粒子サイズを小さくします。次に原料をまとめて、飼料ミキサーで十分に混合します。この段階まで準備が整ったら、飼料をペレット化する準備が整います。
ペレット化はペレットミルで行われ、通常、原料はペレットミルに備え付けられた調整装置で調整および熱処理されます。その後、原料は穴を通して押し出され、ペレット状の原料としてペレットミルから排出されます。
おがくずやその他の粉砕した木質材料を圧縮して作られた木質ペレットは、さまざまなエネルギーおよび非エネルギー用途で使用されています。エネルギー分野では、木質ペレットは石炭の代替としてよく使用され、イギリスのドラックス発電所では石炭の使用の大部分を木質ペレットに置き換えています。持続可能な方法で伐採された木材は、大気中の二酸化炭素濃度の長期的な増加にはつながらないため、木質燃料は低炭素エネルギー形態と考えられています。[ 10 ]木質ペレットは、自動ボイラーまたはペレットストーブの形で、家庭用および商業用の暖房にも使用されます。木材から作られる他の燃料と比較して、ペレットはエネルギー密度が高く、穀物のように流動するため取り扱いが容易で、水分が少ないという利点があります。
木質ペレット生産の短期的な炭素収支、特にそれが本来伐採されないはずの老木や成熟木の伐採を促している場合、懸念が提起されている。[ 11 ]懸念される地域には、ブリティッシュコロンビア州の内陸熱帯雨林が含まれる。これらの主張は、ペレット業界と林業によって反論されている。
ペレット化後、ペレットは冷却器で冷却され、飼料の温度が下がります。ペレット化後のその他の処理としては、ペレット化後の調整、スクリーンによる選別、必要に応じてコーティングなどがあります。
プラスチックペレットは「ナードル」として知られ、プラスチック産業で使用されています。[ 12 ]鳥や魚が卵と間違えて食べてしまうため、流出すると河川や海洋を汚染する可能性があります。[ 13 ]