JPH01500093A - 穿孔された中空円筒体を具備する造粒装置 - 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】 穿孔された中空円筒体を具備する造粒装置本発明は、請求の範囲第１項の上位概 念に基づく造粒装置に関する。

例えば、砂糖粘液を顆粒に加工する際に、あるいは飼料を製造する際に使用され る造粒装置が公知である（　ＤＥ　−ＡＳ１２８７０４５）。そこでは回転する 中空円筒体が設けられており、その直径の反対側のほぼ水平平面に位置する内壁 部に二つの加圧ロールが係合しているが、これらのロールは中空円筒体の内部に 軸方向に供給される加工材料を駆動された中空円筒体と加圧ロールとの間の範囲 において中空円筒体の開孔から押し出す機能を果たすものである。その際に、加 圧ロールと内側に向いた中空円筒体の周囲との間にはすき間が設けられる。この すき間に生じる高い圧力は、材料を顆粒束の形状で開孔から押し出すのに十分で ある。中空円筒体の外周部にはナイフが接しており、それにより顆粒束が適切な 長さに切断される。

この様式の造粒装置は、それがひ七つには顆粒化すべきすべての素材に対して必 ずしも適用できないという欠点を有する。比較的粘度の低い素材はこの方法では 加工できない、なぜならは、そのような素材が回転する中空円筒体の開孔から少 なくとも部分的に自然に流れ出ることが阻止され得ないからである。押し出され た素材の配量は削り取りナイフでは不可能ないしは非常憂こ粗野にしか行われな いということも欠点である。

したがって、特に滴下傾向を示す素材の造粒のために、穿孔された回転式中空円 筒体を具備する他の装置も提供されている（ＤＥ−ＰＳ２９４１８０２）。それ らにおいては、加工すべき素材が一定の圧力により−゛連の定置孔から押し出さ れ、間欠的にそのそばを通る穿孔された円筒体の開孔によりその下に設けられた 冷却ベルト上に滴状となって排出される。これらのいわゆる滴下式造粒機は実地 において非常に有利であることが実証されているが、粘度の高い素材の押出しに は不適である。そのような装置では、造粒素材の種類に拘らず常に一定の体積を 持つ滴を形成することが不可能である。

請求の範囲第１項の上位概念において述べられた様式の造粒装置も公知であり（ ＤＥ−ＡＳＩ　２３７　ｓ　４０）、その場合には定置式で周囲に軸方向に延び る歯根を具備した中空円筒体が配設されているが、該円筒体はその前面が開いて おり、また造粒すべき材料をばら荷として上から下へ供給する容器の中に貫入し ている。定置の歯付中空円筒体の内側にはこの中！円筒体の軸のまわりを回転で きるように支持された二重アームが配設されているが、該アームはその両端にそ れぞれひとつの歯形を持つ加圧ロールを具備しており、その際に加圧ロールの歯 は中空円筒体の画構成に合致している。供給容器から下方に突出している部分周 囲範囲において中空円筒体は穿孔されており、その際に孔は歯根の各歯元におい ても、また半径方向に最も遠く内部へ突出した歯根の個所においても設けられて いる。顆粒化すべき材料は、該装置においてはソーセージ形状で孔から出てくる 。回転する加圧ロールが高速で回転し、またいくつかのロールが配設可能なこの ような構造の短所は、ソーセージ状で出てくる材料の配量が不可能であるという 点に存する。さらに上述の構造では、材料を滴状に造粒し、これらの滴をそれぞ れ均等な体積にすることも不可能である。それゆえ、公知の構造は、例えば製薬 工業における場合の如く、丸薬状の造粒が対象とされ、また個々の丸薬の体積の 決定が必要とされるすべての使用目的に対して適していないのである。

したがって本発明の目的は、冒頭に述べた様式の造粒装置をそれが特に粘度の高 い素材の加工に十分に適合し、またそれが加工材料の顆粒形の正確な配量を行い 得るように構成することにある。

本発明の本質は、冒頭に述べた様式の造粒装置において請求の範囲第１項の特徴 に存する。

この構成は、かみ合い範囲における対応する歯根の間で定められ、またフランク により閉じられる容量が形成され、それが強制的に孔列から押し出されるという 大きな長所をもたらす。歯形の選択により、つまりかみ合う歯根の開隔の選択に より、押し出すべき顆粒滴の一定容量を予め設定することができる。例えば、歯 根リングを取り替えることにより、他の材料あるいは他の滴体積への変更を行う ことが可能である。さらに、歯根にインボリュート歯形の横断面を持たすことも 有利である、というのはその場合には好ましくはひとつの垂直平面に重なってい る円筒体両軸の間隔の調整により、両歯機の間に包囲される空間の容積を変える こともできるからである。顆粒材料が例えば排出スリー　ットまたは排出穴を持 つ管の形態をした軸方向へ中空円筒体に進入する供給装置により、中空円筒体と 加圧ロールとの間で回転方向に細くなるすき間により形成される範囲へ定量的に 供給されることも有利である。すなわち、この構成により、比較的粘度の低い材 料も滴下すべき範囲Ｉこおいて定量的に供給することが可能となる。したがって 、穿孔された中空円筒体の他の個所における制御されない、あるいは望ましくな い漏出を阻止することができる。供給装置により導入される材料は、その量を押 し出されるべき量に合わせて調整することができる。

この新規の装置は、両日筒体の軸がひとつの垂直平面上に配設されるならは、か み合う歯列がこの垂直平面においてそれらの間に最少容積を占めるという長所も 有する。それゆえ、押し出しはこの点において行われる。両歯機関に包囲される 容積は該垂直平面までは減少するが、それは両日筒体がさらに回転することによ り再び増大する。それにより垂直平面の後方の少なくとも一定の範囲において、 外側の中空円筒体の孔列に対するある程度の吸引作用が行われることになる。こ れはさらに、強制的に押し出される材料以外には望ましくない個所の排出孔から それ以上の材料が漏出しないという長所をもたらす。外側の中空円筒体には上方 範囲において加熱フードが配設されており、これはなおも孔ｆこ残留している材 料を再び加熱してすき間へ還流させる機能を有する。そのため、供給装置自体が 落下および還流する材料に対する捕集板を具備し、あるいはそれ自その他の長所 は、従請求の範囲ならびに図面に示された本発明の実施態様の以下の説明から明 らかになる。

第１図は、本発明に基づく造粒工程の概略図である。

第２図は、第１図の原理に基づく造粒装置の横断面図である。

第３図は、第２図の造粒装置の縦断面図である。

第１図には、その全周に孔（６）を有する中空円筒体（１）が示されているが、 これは詳しくは図示されていないやり方で軸（１ａ）のまわりに回転可能に支持 されている。中空円筒体（１）の内部には軸（２ａ）を持つ中空シリンダの形状 の加圧ロール（２）が配設されており、その際に加圧ロール（２）の軸（２ａ） は中空円筒体（１）の軸（ｌａ）と共通の垂直平面（８）にある。中空円筒体（ １）の孔Ｃ６）は、第３図にしたがってより詳しく判明するように、それぞれ軸 方向に延びる列状に配設されており、また中空円筒体（１）の内部範囲に係合す る二つの同様に軸方向に延ひる歯根（４）の間の歯底にそれぞれ位置している。

同様（こして加圧ロール（２）の外周範囲は歯根（５）を具備しており、これら は中空円筒体（１）の歯根（４）に照応して構成され、したがって中空円筒体（ １）の内壁（３）における加圧ロール（２）の外周の転勤工程時に歯根（４）に かみ合うのである。この目的のために、加圧ロール（２）の直径と中ψ円筒体（ １）の内径に応じて両軸（１ａ）および（２ａ）が間隔（ｅ）だけ偏心して配置 され、また両歯＠（４）および（５）が中空円筒体（１）の周囲の最低部分にお いてかみ合うように構成されている。中空円筒体（１）の下側には本実施態様で は冷却ベルト（７）の形態のコンベヤベルトが通っており、その運動方向（３０ ）は中空円筒体（１）の回転方向（２０）に正接し、またその速度は中空円筒体 （１）の回転速度ｌこ同調されている。

加圧ロール（２）と中空円筒体（１）との間の中間空間には供給装置（９）が挿 入されているが、これは例えば第２図および第３図においてさらに説明されるよ うに、軸方向に中！円筒体（１）内に達している。供給装置（９）はひとつまた はいくつかの排出スリットまたは排出穴（１０）を具備しており、これらによっ て造粒されるべき材料が刀口圧ロール（２）と中空円筒体（１）との間の回転方 向（２０）に向かって細くなるすき間（１１）へ適切に送り込まれる。このよう にして両歯機（４）および（５）の間の範囲に供給された流動性材料はまず中空 円筒体（１）の歯根ｒ４）により運ばれ、次に両歯機〔４）および（５）のかみ 合いにより強制的に軸方向の孔列から押し出されることが明確となるが、この押 し出しは両歯機（４）および（５）の間の中間空間が最小容積となる垂直平面〔 ８）の範囲だけにおいて行われる。この容積は両歯機（４）および（５）のかみ 合い（こより予め設定可能であるため、この新規の装置により孔から強制排出さ れる素材の体積も定めることができる。したがってこの新規の装置は、型締め的 な転勤により明示することができる。つまり、この新しい構成により、高い速度 における容積押し出しが可能となる。この新しい装置により造粒された製品は、 特に製薬工業に適していることが実証された。その際に、垂直平面（８）の範囲 において強制的に押し出された素材は、垂直平面（８）の後方で回転方向（２０ ）に形成され、また回転方向に拡大するすき間（３１）により孔（６）からの望 ましくない漏出を阻止されるという長所も実現される。すなわち、すき間（３１ ）の範囲において一定の低圧が発生し、それによりなおも孔（６）内にある材料 の大部分が中空円筒体の内部へ引き戻される。この材料は次いで中空円筒体（１ ）がさらに回転する際に上方において加熱され、それが供給装置（９）の表面ま たは点線で示された板状の捕集部材（３２）に達した際にはすき間（１１）に再 び供給されるが、そこへは捕集板および供給装置（９）により還流される。垂直 平面（８）の範囲において下方の冷却ベルト（７）上へ排出され、そこで固い滴 へ凝固するだけの量が常に供給装置（９）により調整できるため、中空円筒体（ １）の周囲の任意の個所における造粒素材の望ましくない漏出が阻止される。

第２図および第３図は、この新しい造粒装置の実用的な実施態様の方法を示して いる。外側の中空円筒体（１）がその内壁のところｌこ軸方向にその全軸長ｌこ わたって延びる歯根（４）を具備していること、またそれぞれ二つの隣接する機 （４）の間の歯元に孔（６）の孔列（６ａ）があることが、図から判明する。こ の中空円筒体（１）内を通り、またその長さにおいて中空円筒体（１）の軸方向 の長さに合致した加圧ロール（２）は、その外周ｌこおいて軸方向に延ひる両様 （５）を有するが、これらは第１図または第２図において示されたやり万により 下方で中空円筒体（１）の両様（４）とかみ合うのである。中空円筒体（１）は その両正面を以て保持体（１７）に挿入されているが、該保持体は第１図におい て鎖線の円形（１７’　）が示すように互いにかみ合う両様（４）および（５） の間の少なくとも正面をおおう半径方向の広がりを有する。したがって押し出し 範囲ｌこおいて、造粒素材は両様（４）と（５）との間ならびに正面側を保持体 （１７）の間で囲まれている。そのため、素材は強制的に中空円筒体（１）から 押し出される。保持体（エフ）は中空円筒体（１）の正面を全体的にはおおわな いリングを形成しているため、開いている正面部分（１ｂ）を通って管の形態の 供給装置（９）を中空円筒体の内部へ挿入し、内部でノズル形状に拡張でき、あ るいは既にはじめからこの横断面を持つこの管に排出スリット（１０）を設ける ことが可能であるが、当該実施態様においてこれらのスリットは三つの比較的広 いスリットの形状となっている。中空円筒体（１）の内部にある供給装置（９） の部分は、第３図で概略的に示されているように、スリット（１０）を以て細く なるすき間（１１）の前の範囲に達している。この供給装置（９）は、はぼ上方 範囲において中空円筒体から内部へ滴下する材料に対する捕集壁として構成する ことができる。すき間（１１）への戻りを保証するためｌこ、供給装置（９）ｌ こ捕集板（３２）を具備すること、あるいははじめからそのような捕集板の形状 を持たせることができる。

中空円筒体の上方範囲には加熱フード（１２０が係合しているが、このフードは 第２図において概略的に示されているように軸方向に延びる流体管路（３３）に より蒸気または他の加熱媒体を用いて加熱することができる。この加熱フード（ １２）は、中空円筒体（１）の周囲のおよそ半分をおおう。加熱フード（１２） は、保持体（３４）により、冷却ベルト（７）の横に設置された台架（１６）の 二つの支持柱（３５）に固く取り付けられている。該フードは中空円筒体（１） の回転方向からみてその後方の端末範囲に９例えばせき止め機（５０）の形態の 受容装置を備えており、それによりなおも外側に付着している材料が機械的に中 空円筒体で１）の内部へ戻される。

同様にこれらの柱（３５）に取り付けられているのが、封鎖リング（１７）のそ れぞれ両側に設けられた玉軸受（３７）に対する軸受リング（３６）である。こ れらの軸受リング（３６）は、保持体（３４）により柱（３５）に取り付けられ ている。

さらに、保持体（３８）によりそれぞれひとつの軸受リング（３９）が高さの調 節を行えるように柱（３５）に取り付けられており、このリングは中空シリンダ 状の加圧ロール（２）に両側を固定されたシャフト端の回転支持用玉軸受（４０ ）を担持している。右側のシャフト端（１５）には、詳しくは図示されていない 駆動部（１３）に対する駆動ビニオン（１４）が取り付けられているが、該駆動 部は例えば別のピニオンを介して駆動ビニオン（１４）を駆動して回転方向（２ ０）へ動かす。歯＠（５）と中空円筒体（１）の両様（４）とのかみ合いにより 、中空円筒体（１）は加圧ロール（２）により共に駆動される。もちろん、中空 円筒体を駆動して加圧ロール（２）を共に回転させることも可能であろう。この 新しい装置により、一定の体積の滴（４１）が冷却ベルト（７）上に落とされ、 そこで凝固して好ましくは半球状のレンズの形態をした固体粒となる。

加圧ロール（２）は中！空間（１４）を有するため、両シャフト端（１５）にも 軸方向の穴（１５ｇ）を設けることができ、これらの穴により液状の加熱媒体を 矢印（４５）の方向へ中空空間（４４）の中へ供給し、また再びそこから排出す ることができる。それによって加圧ロール（２）が加熱されるが、これは押し出 すべき素材の温度調整に利用できる。もちろん、中空空間内に、あるいは加圧ロ ール（２）の壁のところに例えば電気加熱線などによる他の加熱装置を設けるこ とも考えられる。しかし、その温度が別個の回路において制御できる流動媒体に よる加熱は、非常に簡便である。

中空円筒体（１）および加圧ロール（２）あるいは歯槽リングだけを、弾性材質 、例えばエラストマープラスチックから製作することができる。その場合の製作 は、押し出し成形により容易に行うことができる。

国際調査報告 ’　”’ＰＣＴ／ＤＥ　８７１００１９６ＡＮＮ三Ｘ　Ｔｏ　ｒ’Ｎ−Ｅ　ＩＮ ＴＥｉ’ＬＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ？ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．穿孔された中空円筒体と該中空円筒体の内部において偏心的に支持されて中 空円筒体の内壁に密接する加圧ロールとを具備し、その際に中空円筒体の内壁お よび該加圧ロールの外壁がそれぞれ軸方向に延び、互いに照応する歯機を具備し ており、さらに造粒されるべき材料を加圧ロールにより二つの隣接する歯機の間 の歯底において穿孔された中空円筒体から押し出すことのできる造粒装置におい て、中空円筒体（１）がその軸（１ａ）のまわりを回転できるように支持され、 その全周にわたつて孔（６）を具備し、加圧ロール（２）は中空円筒体（１）の 下側範囲において両歯機（４，５）がこの下側範囲においてかみ合うように配設 されており、中空円筒体（１）と加圧ロール（２）との間の範囲には造粒される べき材料の供給装置が設けられており、さらに中空円筒体（１）の下側にはコン ベヤベルト（７）が中空円筒体（１）の軸に交差する方向に通つていることを特 徴とする造粒装置。 ２．コンベヤベルトが冷却ベルト（７）として構成されていることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の造粒装置。 ３．両歯機（４，５）がインポリュート歯形の横断面を有することを特徴とする 請求の範囲第１項および第２項記載の造粒装置。 ４．中空円筒体（１）および加圧ロール（２）の軸（１ａ，２ａ）が、垂直平面 （８）において相互に調整できることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項記 載の造粒装置。 ５．供給装置が、中空円筒体（１）の正面（１ｂ）における開いたリングすき間 を通つて軸方向に質入する供給管（９）として構成されていることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の造粒装置。 ６．供給管（９）が中空円筒体（１）の内部において、回転方向（２０）へ細く なる中空円筒体（１）と加圧ロール（２）との間のすき間（１１）へ向けられた 排出スリット（１０）を具備することを特徴とする請求の範囲第５項記載の造粒 装置。 ７．中空円筒体（１）に対して該中空円筒体の外側に付着する残留材料の受容装 置を具備した加熱フード（１２）が係合することを特徴とする請求の範囲第１項 〜第６項のいずれかに記載の造粒装置。 ８．加圧ロール（２）に駆動装置（１３）が掛合することを特徴とする請求の範 囲第１項〜第７項のいずれかに記載の造粒装置。 ９．中空円筒体（１）に駆動装置が掛合することを特徴とする請求の範囲第１項 〜第７項のいずれかに記載の造粒装置。 １０．加圧ロール（２）が両側にシヤフト端（１５）を具備した中空シリンダと して構成され、該シリンダがそのシヤフト端（１５）により回転可能に台架（１ ６）において支持されていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の造粒装置 。 １１．軸端（１５）の一方が駆動ピニオン（１４）を具備することを特徴とする 請求の範囲第１０項記載の造粒装置。 １２．中空円筒体（１）が回転可能な保持体（１７）において横から支持された シリンダとして構成され、該シリンダが加圧ロール（２）と同様に冷却ベルト（ ７）に係合する同一台架において支持されていることを特徴とする請求の範囲第 ７項〜第１１項のいずれかに記載の造粒装置。 １３．中空の加圧ロール（２）内に加熱装置が設けられていることを特徴とする 請求の範囲第１０項記載の造粒装置。 １４．両方のシヤフト端（１５）が軸方向に延びる穴（１５ａ）を具備し、これ らの穴により加熱媒体が中空の加圧ロール（２）内に装入されることを特徴とす る請求の範囲第１３項記載の造粒装置。