JPH04100532A - 流動圧縮造粒装置 - 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、球形で微小粒径の粒体の造粒が可能な新規な
造粒方法を実施するための造粒装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、球形粒子の得られる造粒方法はいくつか知られて
いる。

その一つとして、回軸する多孔板上に原料粉体を投入し
、バインダーを加えなから粉粒体を転動させて造粒する
ものである。この造粒方法によれば球形の造粒物は得ら
れるが粒径は数ミリ、数十ミリであって、数ミリ以下の
粒径のものを得ることはむずかしい、又粒径の制御がむ
ずかしく、粒径にばらつきがある点も問題である。又水
分のコントロールが面倒である。

球形の造粒物が得られる他の造粒方法として噴霧造粒方
法が知られている。この造粒方法は、原料粉体を液体に
とかし更にバインダーを加えた上で噴霧する。これに熱
風を送ることによって噴霧状物を瞬時に液体を蒸発させ
て噴霧液の蒸発により残された粉体が球形の造粒物とし
て得られる。

この造粒方法によれば、数十ミクロンから、数百ミクロ
ンの球形粒子が得られるが、そのほとんどが中空のもの
である。又スラリーの調整が必要であり、装置が大型で
あり、少量、多品種生産には向かない。

以上のほかに流動層造粒方法、撹拌造粒方法等各種の造
粒方法が知られているが、球形粒子を得ることか難しい
。

また球形の造粒物を形成する方法として押出造粒機によ
って円柱状の造粒物を形成し、これを球形整粒機にかけ
ることによっても球形粒子を得ることが出来る。しかし
微小粒径の造粒物が得られない等の転勤造粒と同様の問
題点を有している。

以上述べたように、従来の造粒方法では、いずれの方法
によっても粒径が０．１　ミリ−１ミリの範囲の球形の
造粒物は得られなかった。しかも粒径のばらつきが多く
ほぼ一定の粒径のものを造粒することが比較的困難であ
り、したがって粒径の揃った粒子を得ようとする場合は
、収率が低い等の問題点を有していた。

本発明の発明者は、従来のいずれの造粒方法にても得ら
れなかった球形でしかも粒径が０．１　ミリ−１ミリの
範囲を含む広い範囲の粒子の造粒が可能で更に粒径のば
らつきの少ない造粒方法を開発した。

その造粒方法は、原料粉体に圧力を加えることによって
凝集エネルギーを与え、付着強度の強い凝集物とし、例
えば流動層法、撹拌流動法、振動流動法を用いて球形で
微小粒径の造粒物を形成するようにしたものである。即
ち流動層造粒方法等の従来の造粒方法の基本に圧縮造粒
方法をプラスした造粒方法で流動圧縮造粒方法と言うべ
きものである。

この造粒方法においては、はぼ乾燥状態にての造粒が可
能であって、例えば原材料が付着力を有するものの場合
、乾燥状態において、圧縮を行なって凝集物を形成し、
流動層法等によって球形で圧密度の高い造粒物を形成し
得る。又付着力が弱いか又は付着力のない原材料を用い
る場合、かすかに湿気又は有機溶剤蒸気（例えばアルコ
ール蒸気）を与えた状態にて同様に造粒物を形成し得る
。

この造粒方法は、例えば流動層装置内において装置内の
ガス圧を上昇せしめて原材料に圧力を加えて圧縮を行な
うことによる凝集物の形成と所定時間後に気流の方向を
逆転せしめることにより流動化を行ない、球形造粒物の
形成を同一装置内にて同時に行なうものである。又この
方法によって圧縮による凝集物の形成と流動による造粒
を繰り返し行なう場合にも便利である。つまり本発明に
おいては圧縮による凝集物の形成と流動による造粒の組
合せを別の装置により行なう手段と同一装置にて気流の
方向の切換えなどによる方法とが可能である。そして前
者では、圧縮作用をより効果的に行なう利点を有し、逆
に後者においては、装置の共通化、時間の短縮等のメリ
ットを有しており、流動層法等と圧縮を繰返し行なう場
合は、特に効果的である。

この造粒方法で使用するガスとしては、空気のほか窒素
等の不活性ガスが好ましい。

更にこの方法の原理について理論的に説明する。

自足造粒過程において、造粒物は、凝集エネルギーと分
散エネルギーがバランスした粒径に凝集と分散を繰り返
しながら形成されて行く。

ここでルンブの式を用いると次のように表わせる。

Ｏ＝（］−ε）／π　・　Ｋ　・Ｈａｄ２この式で、ａ
は等球粒子をランダムに充填した粉体層の引張応力、ε
は空隙率、Ｋは配位数、Ｈは接触７点における平均付着
力、ｄは原料の粒径である。分散エネルギーが０以上で
あれば凝集はこわれ、Ｏ以下であればさらに凝集する。

今、容器に原料粉体を投入し、下部より流動化空気を供
給すれば、周知のように流動層が形成される。この時適
当な流動化状態を保つと流動転動作用によって付着力の
大きい粉体の場合、造粒が行なわれる。この造粒物（凝
集物）は、流動化状態を停止しても粉体と分離されてい
て、付着力が働かないため収率が悪い、又造粒物の強度
は弱く崩れやすい。

ここで逆圧をかけることによって、流量化状態が停止さ
れ、凝集物に圧力が加わり、凝集物を圧密化する。また
これによって粉体が凝集物に付着し、均一化が行なわれ
る。

即ち粉体原料の流動によって分散エネルギー及び球形化
エネルギーが与えられ、原料自身の付着力又付着力のな
い原料の場合僅かに湿気又は有機溶剤蒸気を与えること
による付着力によって球形の凝集物が形成され、更に圧
力を加えることにより凝集エネルギーが付加されて圧密
化された粉体が得られる。しかも従来の造粒方法では得
られなかった、Ｏｌミリから１ミリの粒径のものを含め
て広い範囲の粒径の造粒物が高い収率で得られることを
特徴とするものである。

一般に流動層造粒方法等においては、バインダーが用い
られ、粒子表面上のバインダーに粉体が付着することに
よって凝集物が形成される。そのために粉体が球状に均
一に付着して行くことがなくしたがって不定形で嵩密度
の低い流体しか得られない。

この方法では、前述のように乾燥状態又は僅かに水分又
は有機溶剤蒸気を含む雰囲気中で凝集物が形成されるた
め出来る凝集物はほぼ球形である。しかし形成される凝
集物はほぼ原料粉体自身のもつ付着力にて付着している
ため、このままでは破壊されやすい、前述のようにこれ
に圧力を加えることによって圧密化され付着強度を大幅
に増大せしめ、球形を保ったまま圧密の粒体を形成する
ようにしたものである。

し発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記のような流動圧縮造粒方法を実現するため
の装置であって構造が簡単でありその特性を十分発揮し
得る造粒装置を提供するものである。

１課題を解決するための手段］ 本発明の流動圧縮造粒装置は、造粒槽下部に第１の弁を
介して接続する送風機と、造粒層下部に第２の弁を介し
て接続する吸引装置と、造粒槽上記に設けた排気口とを
備えたもので、前記第１の弁を開き又第２の弁を閉じる
ことにより送風機よりのエアーにより流動化し、次の第
１の弁を閉じ第２の弁を開くことによって吸引して槽内
の粉粒体に圧力を加えることによって造粒する。

又前記吸引装置の代りに第２の弁を介して槽上部に接続
する送風機を設け、下部よりの吸引に加えて上部よりの
送風により粉粒体に圧力を加えて流動化と加圧による造
粒を行なうようにする等の変形例がある。

［実施例］ 次に本発明の乾式流動圧縮造粒装置の各実施例を示す。

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図で、ｌは
造粒槽、２は送風機、３は調温調湿装置、４は第１の弁
、５はタンク、６は真空ポンプ、７は第２の弁、８は網
９上に投入されている原料である。

この構成で第２の弁７は閉じたまま第１の弁を開くこと
によってエアーは矢印Ａのように流れる。これによって
槽内の粉体原料７は流動化され前述のように原料自身の
付着力によって又は調度調温装置による僅かに湿気又は
有機瀉剤蒸気が与えられての付着による凝集物の形成が
行なわれる１次に第１の弁４を閉め第２の弁７を開くと
矢印Ｂのように流れる。つまり造粒槽ｌ内の気体はタン
ク１０内に吸引されこれによって前述の圧縮造粒が行な
われる。これによって凝集物が圧密化され粒体が得られ
る。又この操作は繰返し行なってもよい。

この実施例の造粒装置では、造粒槽ｌ内は流動時プラス
圧に保たれ、又真空ポンプ１１によりタンク１０内は真
空になっており、圧縮時造粒槽内はマイナス圧となる。

この実施例において破線にて示す流路を設はクローズに
しＮ、ガス等を用いるようにしてもよい。

第２図は、第２の実施例を示す図で、造粒槽ｌ、送風ｅ
！２、調温調温装置３、第１の弁４゜１０、第２の弁７
．１１より構成されている。この実施例では造粒槽１内
は常時プラス圧である。

この実施例では、第１の弁４．ｌＯを開くことにより、
気体は矢印Ａの通り流れ造粒槽ｌ内の粉体原料は流動化
され実施例１と同様に凝集物が形成される。続いて第１
の弁４．１０を閉じ第２の弁７．１１を開くと気体は矢
印Ｂの方向に流れ圧縮造粒が行なわれる。この実施例も
破線のように流路を接続すればクローズドにすることが
出来る。

第３図は第３の実施例を示す図である。この実施例は、
造粒槽ｌ内は常時マイナス圧で、第１の弁４．１０を開
くと気体は矢印Ａのように流れ造粒槽ｌ内の粉体原料は
流動化され凝集物が形成され、この第１の弁４．１０を
閉じ第２の弁７゜１１を開き気体は矢印Ｂのように流し
圧縮造粒が行なわれる。

この実施例も図面に破線にて示すように流路を接続する
ことによってクローズにすることが出来る。

第４区は、本発明の造粒装置の第４の実施例を示すもの
で、構成を極めて簡単なものにした実施例である。

この第４図において、■は造粒槽、３は調温調湿装置、
１２は排風機、１４はコンプレッサー１５は比較的容量
の大きいタンク、１６は切換え弁である。

このような装置において、弁１６を閉じ排風機１２を働
かせると、排風機１２により造粒槽１内の空気は槽外に
排出され槽内の圧力はマイナスになる、これによって大
気が調温調温装Ｍ３を通り所望の温度、湿度に調整され
た上で槽１の下部より槽内へ送り込まれる。このエアー
によって槽内に投入されている原料粉体８は流動化され
る。

定時間例えば数秒間流動化の複弁１６を開けば、タンク
１５のエアーは槽内へ送り込まれる。ここでタンク１５
は比較的大容量であるので一度に大容量のエアーが送り
込まれるため槽１内は圧力がプラスになり、しかも一定
の高い圧力になり、原料７には圧力が加えられる。

このようにして流動化と圧縮とが行なわれ、前述の流動
圧縮造粒が行なわれる。必要に応じ又必要回数前記の操
作を繰返すことにより流動化と圧縮とが繰返され、所望
の造粒物が得られる。

ここでタンク１５の容量は、一定の圧力を加えるために
比較的大容量にする必要があり、造粒槽ｌの大きさ、投
入される原料の量等によって決められる。又第４図には
バグフィルタ−１７が示しであるが、バグフィルタ−は
用いなくともよい。

特に造粒層の高さを大にすればバグフィルタ−を用いな
くとも全く支障がない、又バグフィルタ−の代りにサイ
クロンを用いてもよい、このように、バグフィルタ−を
用いない場合、エアーが直接原料に加えられるので圧縮
の効率が良くなる。

第５図は本発明の第５の実施例を示す図である。この第
５図においで、■は造粒槽、１８はブロア、３は調温調
湿装置、４は第１の弁、１４はコンプレッサー、１５は
大容量のタンク、１６は第２の弁である。又１９は弁、
２０はバイブグリ・リドで例えばこれを上方よりみた第
６図のようなバイブの配置になっている。２１はサイク
ロンである。

この実施例では、フロア１８よりのエアーは調温調湿装
置を通りパイプグリッド２０へ供給されこれより下方に
向は送り出される。このパイプグリッド２０よりのエア
ーは、下方への流れと共に曲面上の槽１の底１ａにより
反射して上方へ流れる。これらの流れにより投入されて
いる原料粉体８は流動化され凝集物を形成する。又第１
の弁４を閉じ第２の弁１６を開けばタンク１５より大量
のエアーが槽内へ送り込まれ槽内の圧力は高められ圧縮
造粒が行なわれる。

この第５の実施例は、他の実施例のように網９を用いる
ことがな（、文種ｌの底よりエアーを送り込んだり又吸
引したりする必要がないため底ｌａが極めて単純な形状
になし得るので底１ａの強度を大にすることが出来る。

しがたって原料により大きな圧力を加えることが出来る
。そのため自己吸着力の極めて弱い原料の造粒も可能に
なる。このように圧力を高くすることが可能であるため
、タンク５は一層大容量であることが望ましい。

尚パイプグリッドは、原料が投入された時にその内部に
位置するような場所に置かれるので、原料の流動化や加
圧にあまり邪魔にならない構造にすることが好ましい、
又槽底面の形状と合わせて流動化が行なわれやすい構造
とすることが良い。

以上述べた各実施例において更に第７図に示すように造
粒槽中に解砕羽根を設けることも可能である。これによ
って流動圧縮造粒中に大きな塊状物を生した際にこれを
破砕ｉ−で所望の径の１応粒物にすることが可能になる
。

又第８図のような振動装置を加えることにより、振動に
よる流動化やその他の作用を付カロすることが可能にな
る。

［発明の効果１ 本発明の装置は、極めて簡筆な構成で流動化と圧縮とを
行なうことが出来、それによって明細書にて説明したよ
うな新規な造粒方法を実現出来、球形で微小粒径の造粒
物を形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は夫々本発明の第１乃至第５の実施例
の構成を示す図、第６図（Ａ＋、（Ｂ）は夫々第５の実
施例で用いるパイプグリッドの平面図及チューブの断面
図、第７図は本発明装置に解砕羽根を設けた構成を示す
概略図、第８区は本発明装置に振動装置を付加した構成
の概略図であるＩ・・・造粒槽、２・・−送風機、３・
・・調温調心装置、４　。 ■ ０・・・第１の弁 ５・・・タンク、 ６・・・真空ポン プ、 １・・・第２の弁。 ８・・・原料

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）造粒槽と、造粒槽上部に設けられた排気口と、調
   温調湿装置および第１の弁を介して造粒槽下部に接続さ
   れる送風機と、調温調湿装置と第１の弁の間に分岐する
   第２の弁を介しての排気口と、前記第２の弁とは異なる
   他の第２の弁を介して造粒槽下部に接続する真空ポンプ
   およびタンクとを備え、第１の弁を開くことにより送風
   機による造粒槽下部よりエアーを流入して原料を流動化
   し、又第１の弁を閉じ二つの第２の弁を開くことによっ
   て前記タンクへの吸引による上部よりの逆流により原料
   に加圧するようにした流動圧縮造粒装置。
2. （２）造粒槽と、造粒槽上部に接続する第１の弁を介し
   て設けられた排気口と、調温調湿装置および他の第１の
   弁を介して造粒槽下部に接続される送風機と、第２の弁
   を介して前記送風機と造粒槽上部とを接続する流路と、
   造粒槽下部より他の第２の弁を介して排気する排気口と
   を備え二つの第１の弁を開くことにより送風機よりのエ
   アーを造粒槽へ送ることにより原料を流動化し、二つの
   第１の弁を閉じ二つの第２の弁を開くことによって前記
   送風機によるエアーを前記流路を通し造粒槽上部より逆
   流して原料を加圧するようにした流動圧縮造粒装置。
3. （３）造粒槽と、造粒槽上部より第１の弁を通して排気
   する排風機と、他の第１の弁を通して造粒槽下部よりエ
   アーを流入する流入口と、造粒槽下部と前記排風機とを
   第２の弁を介して接続する流路と、造粒槽上部に他の第
   ２の弁を介して接続する流入口とを備え、二つの第１の
   弁を開くことにより排風機により排気して造粒槽下部よ
   りエアーを流入して原料を流動化し、第１の弁を閉じ二
   つの第２の弁を開いて前記排風機により前記流路を通し
   て造粒槽下部より吸引し上部よりエアーを逆流して原料
   を圧縮するようにした流動圧縮造粒装置。
4. （４）造粒槽と、造粒槽の下部に接続する調温調湿装置
   を通してエアーを流入する流入口と、造粒槽の上部に接
   続する排風機と、造粒槽上部に弁を介して接続されたコ
   ンプレッサーを有する比較的大容量のタンクを備え、前
   記排風機により排気吸引することにより前記調温調湿装
   置を通してのエアーにより原料を流動化し、次に前記弁
   を開いて前記の大容量のタンクより造粒槽へエアーを逆
   流させ原料に圧力を加えることを特徴とする流動圧縮造
   粒装置。
5. （５）送風機と真空ポンプと第１、第２の流入口とを流
   路により接続して閉じた系を構成するようにした請求項
   （１）の流動圧縮造粒装置。
6. （６）送風機と第１、第２の排気口と流入口とを接続し
   て閉じた系とした請求項（２）の流動圧縮造粒装置。
7. （７）排風機と流入口および排気口とを接続して閉じた
   系とした請求項（３）の流動圧縮造粒装置。
8. （８）造粒槽と、造粒槽の側壁より挿入配置されたパイ
   プグリッドと、前記パイプグリッドに第１の弁を介して
   接続されるブロアと、造粒槽上部に第２の弁を介して接
   続されるコンプレッサーおよび大容量のタンクとを備え
   、第１の弁を開くことによりブロアよりのエアーをパイ
   プグリッドより流出することにより原料を流動化させ、
   第１の弁を閉じ第２の弁を開いてタンクよりエアーを造
   粒槽内に送り込んで原料を圧縮するようにした流動圧縮
   造粒装置。
9. （９）前記造粒槽内の粉粒体に振動を与えるための振動
   装置を備えた特許請求の範囲（１）、（２）、（３）、
   （４）、（５）、（６）、（７）又は（８）の流動圧縮
   造粒装置。