JPH01236932A - 噴霧造粒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微細な粒子よりなる粉体を、これら粒子が結
合した、より大きな粒子よりなる粉体に変える造粒装置
に関する。

［従来の技術］ 従来より、種々の目的で粉体の造粒がなされている。こ
のような目的とは、例えば微細粒子の粉体では粉立ちが
激しいため、これを抑えるため粒子を大きくすること、
あるいは微細粒子の粉体では水に溶かすとき水の表面張
力により沈下しにくいので、幾つかの微細粒子が部分的
に結合し間に毛管作用で水を浸透させることのできる大
きな粒子にすることなどである。

造粒のメカニズムとしては、粉体に液または蒸気を加え
て粉体を湿潤させ、その凝集性を利用するものと、成形
性を利用するものとがあるが、本発明は凝集性を利用す
る技術を改良するものである。

固体粒子が液体を媒介にして互いに結合している状態を
、その液体の割合によって、液体が少ない状態から多い
状態にかけ順に、吸湿域、懸吊域、索状域１１索状域！
！、毛管域、泥しよう域と称する分類法が知られている
。現在、凝集性を利用して造粒する方法は、素状域Ｉま
では実用化されているが、索状域１１以上液の量が多い
ものは通称的な表現で言うならば不バネバしたあるいは
ドロドロした状態でありこれまでは凝集性を利用する方
法ではとても造粒し得る状態ではないと考えられていた
。

吸湿域での凝集性を利用するものとしては、ミルクのイ
ンスタンタザーが知られている。これは互いに衝突する
水蒸気まｔ；は加湿空気で乱気流を作りそこに粉体を供
給し、そこで粒子は加湿されると同時に互いにぶつかり
接触結合して造粒され、下降する際に乾燥される。この
方法は連続的な造粒ができる長所があるが、吸湿域の粒
子の造粒のみにしか適用できないという欠点を有してい
る。

懸吊域又は索状域■での凝集性を利用するものとしては
、流動層造粒機と転勤式造粒機が知られている。これら
はいずれも、粉体に結合剤として液体を散布し粒子と液
体が接触してできた核に、粉体を撹拌することにより他
の粒子が結合し徐々に粒子の多きさを増していくように
させるもので、造粒に時間がかかりかつ連続的な操作を
行うことが難しくバッチ式のものが多い。またこのよう
な形式のものでは、粒子の結合をより強くするため液体
の量を増やすと、液と結合した粒子が、内部で粒子を撹
拌させている室の壁に付着したり液体を供給するノズル
に付着したりするため、液体量が素状域１１以上のもの
の造粒は不可能である。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、これまでの凝集性を利用した造粒法では
、素状域１１以上の液体量のものの造粒は不可能であっ
た。

本発明の目的は、いかなる液体量のものの造粒も可能で
かつこれを連続的に行うことができる造粒装置を提供す
ることにある。

［課題を解決する手段〕 上記目的を達成するため、本発明の造粒装置は結合剤と
して用いる液体を噴霧する方式とし、該造粒装置には、
乾燥室と、該乾燥室の上部に粉体排“出口を有する粉体
供給装置と、粉体排出口の両側に設けられかつ該排出口
の下方において互いに交差する液滴流を射出する噴霧ノ
ズルと、粉体排出口の上部より下方に向かう逆流防止用
気体流を送り込む装置と、乾燥室に乾燥用気体を供給す
る装置とを設ける。

［実施例］ 第１図は、本発明による造粒装置の全体的構成説明図で
あり、ここで、ｌは乾燥室である。乾燥室の頂部にはダ
クト部２を有したフード３が設けられており、このダク
ト部の壁を貫いて送液管４が延びている。このフード３
にはフィルタ５、送風機６、加熱器７を介して加熱空気
が供給されるようになっている。後に説明するように、
送風機６、加熱器７及びフード３は逆流防止用気体流を
発生させる装置１１０を構成している。また、送液管４
は、結合剤タンク８及び送液ポンプ９を介して液体の結
合剤を供給され、またその先端は噴霧ノズル１１（第２
図）となっており、ここから結合剤を微小な液滴の形で
吐出する。

粉体供給装置１２の供給ダクト１３がフード３内に延び
、その下端は粉体排出口１４となっている。排出口は２
つのノズル１１のほぼ中央でかつノズルから吐出される
液滴が互いに交差する位置よりも上に配置される。粉体
供給装置１２は周知の態様で粉体を一定流量に制御しつ
つ排出口１４に送り、そこから落下させる。

粉体排出口１４から出た粉体は、ノズル１１から吐出さ
れる液滴と衝突しこれにより後に詳述するごとく造粒さ
れ、かつ落下する際に７−ド３を介して供給される加熱
空気により乾燥されて、その後分離機１５に送られ加熱
空気と分離され製品受槽１６に送られる。分離された空
気は排風機１７により糸外に排出される。このことから
判るように、逆流防止用気体流を発生させる装置１０は
、この例では乾燥用気体を供給する装置としても機能し
ている。

本発明は、第３図に示すように、噴霧ノズルＮから液滴
りを吐出しそれにほぼ垂直に粉体Ｐを落下させて粉体と
液滴を衝突させると、液体は瞬時に一定の範囲の粉体に
浸透しあるいはそれを取り巻き造粒することを発見した
ことに基づいている。

この実験では液と粉体との供給量を変化させることによ
り、吸湿域から、ペースト状の毛管域以上の状態まで任
意に得られることが確認された。しかしながら、第３図
の方法では、粉体は液滴のながれに影響され空気が矢印
のようにながれこのため粉体と液滴の運動方向がほぼ同
じになるため、粉体に局部的に圧力が加わったりしてで
きるブロック状の集合体が存在したり、粉の供給が断続
的になり一時に大きな集合体として供給されたときこれ
を衝突で分散させる作用が弱いという問題があったが、
本発明の発明者は、第４図に示すようにノズルＮを吐出
する液滴りが交差するように設けその交差点に粉体Ｐを
供給してやれば大きな集合体が確実に分散できることを
確認した。これは、粉体の落下方向と液滴の吐出方向が
異なり衝突の効果が大きいことと、液滴の吐出は一定角
度で広がるから衝突がＬで示す長さにわたり生じること
による。尚、第４図において、粉体Ｐは正確に液滴の交
差点に落下させなくとも、それが左右にずれても粉体は
液滴の流れ及びそれにより生じる空気流により交差点ま
で移動させられることが判ろう。

かかる知見に基づき、本発明では第２図に示すように噴
霧ノズル１１は液滴を互いに交差させるような配置とな
っており、また排出口１４はノズル１１のほぼ中央にあ
り粉体を交差点の近傍に落下させるようになっている。

尚、図示の実施例では、第５図に示すように、ノズルの
吐出口２１は複数並べて設けられ液滴が第２図の紙面に
垂直な方向にのびるカーテン状に吐出されるようになっ
ている。

本発明では上述の通り、粉体と液滴を強く衝突させる必
要があり、このため粉体の落下経路からノズルをあまり
離すと液滴の速度が弱まりあるいは衝突前に蒸発してし
まうためノズルは粉体の落下経路に近接して設ける必要
がある。このことは衝突後に粉体と液滴の結合したもの
がノズルまで逆流しノズルに付着する可能性が増大する
ことを意味するが、本発明では、粉体排出口１４の上流
の部分より、逆流防止気体流を送り、これによりノズル
への付着を防止している。即ち図示の実施例ではこの気
体は乾燥用の加熱空気沓利用しており、これが送り込ま
れるときダクト部２で絞られ流速を増して粉体と液滴の
逆流を防止するようになっている。この逆流防止気体流
は同時に粉体排出口からでる粉体が浮遊してノズルに直
接達することも防止している。尚、逆流防止用気体流の
効果を高めるため乾燥室１の内部を若干負圧に保つこと
が望ましい。

以上述べた構成の造粒装置を実際に作動させ造粒を行っ
た結果を次に示す。

（例−１） 平均粒子径９１μ、見掛は密度０．３８５の市販デキス
トリンの粉末（以下摩粉と称す）を、毎時１８０Ｋｇ投
入し、結合剤として水を毎時６０Ｋｇ噴霧しく２つのノ
ズルから出るものの合計、以下同じ）、１８０℃の加熱
空気を吹き込んで造粒乾燥したところ、平均粒子径１６
０μ、見掛は密度０．４６の造粒された粉が得られた。

この場合粉液混合重量比は、粉体７５％で溶解液の範囲
にあり、また、粉を顕微鏡で観察したところ、摩粉にな
い大きな単一粒子が多く見いだされたこと、見掛は密度
が大きくなったことより、摩粉の大部分が一度液滴に溶
解して再乾燥されたものと判断された。

（例−２） 摩粉を毎時１８０Ｋｇ投入し、結合剤として市販のデキ
ストリン３０Ｗ％の溶液を、毎時６０Ｋｇ１’１ｉＥＷ
Ｌ、１８０℃の加熱空気を吹き込んで造粒乾燥したとこ
ろ、２５０μ以上の粒径の粒子が、例−１よりも増加し
た。この場合、粉液混合重量比は粉体８２％で、顕微鏡
観察によれば明らかに粒子と粒子が結合されて大きくな
った粒子が多数見いだされた。これは毛管域及び索状域
Ｉ＋の凝集粒子が、例−１より増加したのと、結合剤と
してデキストリン溶液を用いた効果によるものと思考さ
れる。

第６図に摩粉と例−１および例−２で得られた造粒品の
粒度分布を示す。造粒品は、摩粉より明らかに粒径が大
きいほうに移転しており、特に７５μ以下の微粉が少な
くなっていることが判る。

このことは、粉塵のたたない取り扱い易い粉であること
を意味している。また、２ｏｏμ以上の粒子が、例−１
では２７％であるが、例−２では４０％に増加しており
、結合剤が効果的に作用したことを証明している。

本発明では、造粒装置は結合剤として乾燥後に皮膜を残
すものを用いれば、当然コーティング用あるいはマイク
ロカプセル用の装置としても使用できる。このような目
的に用いた例を次に示す。

（例−３） 平均粒径９９μのメラミン樹脂の白色粉末を、毎時１２
０Ｋｇ投入し、赤色染料を溶解した水を毎時６０Ｋｇ噴
霧し１８０°Ｃの加熱空気を吹き込んで乾燥したところ
、平均粒径１１９μのむらのない桃色の粉が得られた。

顕微鏡での観察では、メラミン樹脂の粒子の表面は一様
に桃色に染まっており、染料が部分的に濃く集まってい
るような部分はなく、メラミン樹脂の粒子の表面が赤色
染料で一様にコーティングされていることが確認され　
ｔこ　。

（例−４） 平均粒径ｌＯμの抗生物質の粉末を毎時２Ｋｇ投入し、
ワックスを塩化メチレンに溶解した液を毎時７．５　Ｋ
　ｇ噴霧し７５°Ｃの加熱空気を吹き込んで乾燥したと
ころ、平均粒径５０μの球状の粒子が得られた。顕微鏡
での観察では、抗生物質の各粒子はワックスに包まれ、
きれいな球状になっていた。即ち、抗生物質粉末はワッ
クスでカプセル化されていることが確認された。

以上述べた実施例では、乾燥用気体は逆流防止用気体を
利用しているが、乾燥用気体の供給装置２２（第２図）
を独立して設け、第２図に破線で示すように乾燥室ｌの
上部から供給してもよい。

乾燥用気体は加熱空気に限らず造粒する対象物次第では
常温の空気あるいは任意の気体が使用できる。また、乾
燥用とは独立して逆流防止用気体を用いる時は乾燥効果
を考慮することなく任意の気体を用いることができる。

［発明の効果］ 本発明の造粒装置は、結合剤として用いる液体と粉体の
量の比率を変えることにより吸湿域から泥しよう域に及
ぶ任意の造粒形態をとることが可能であり、しかもいず
れの形態をとってもその造粒は瞬時に行われかつ連続的
におこなうことができるため作動能率が高く、がっ、コ
ーティングやマイクロカプセルのための使用も可能とす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による噴霧造粒装置の全体的構成を示す
説明図、第２図は第１図に示した装置の乾燥室の上部を
示す部分断面図、第３図及び第４図は本発明における造
粒原理を示す説明図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線に沿っ
て見た部分図、第６図は本発明による装置を用いて造粒
を行った結果と元の粉体の粒度分布を示すグラフである
。 ｌ・・・乾燥室、 １１・・・噴霧ノズル １２・・・粉体供給装置 １４・・・粉体排出口 第２図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥室と、該乾燥室の上部に粉体排出口を有する
   粉体供給装置と、前記粉体排出口の両側に設けられかつ
   該排出口の下方において互いに交差する液滴流を射出す
   る噴霧ノズルと、前記粉体排出口より上方の部分より下
   方に向かう逆流防止用気体流を発生させる装置と、前記
   乾燥室に乾燥用気体を供給する装置とを有する噴霧造粒
   装置。
2. （２）請求項１の装置において、前記逆流防止用気体流
   は、加熱空気であり、前記逆流防止用気体流を発生させ
   る装置は前記乾燥用気体を供給する装置としても機能し
   ている噴霧造粒装置。