JPH0643660Y2 - 凍結粒製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ウイルス等の危険物質や有害物質を含む被凍
結原料から微細な凍結粒を製造するための装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の凍結粒製造装置として、例えば特公昭58-17392号
に開示されたものが知られている。

この装置は、密閉断熱容器の上部に被凍結原料の噴霧ノ
ズルを配設すると共に排気ダクトを連通接続し、噴霧ノ
ズルの下方近傍部位に環状の冷媒噴出管を容器内壁面に
沿わせて配設し、容器底部にスクレーパを配設すると共
に凍結粒取出口を設けてなる。而して、かかる装置によ
れば、噴出管から容器内方に向けて液体窒素等の冷媒を
噴出すると共に噴霧ノズルから水等の液状原料を下向き
に噴霧すると、原料の噴霧微粒子は、それが自然落下す
る間に噴出冷媒及びその蒸発ガスと十字流接触、向流接
触又は並流接触して熱交換され、凍結する。この凍結粒
は容器底部に堆積し、スクレーパにより凍結粒取出口か
ら容器外に回収される。一方、冷媒ガスは排気ダクトか
ら容器外に排出される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、このような従来装置では、上記した如く凍結
粒の回収と冷媒ガスの排気とを別経路で行うようにして
いるため、次のような問題があった。

すなわち、被凍結原料が噴霧ノズルから噴霧された段階
若しくは噴霧粒子が噴出冷媒と衝突した段階で、５〜10
μ程度に超微粒子化された原料粒子が発生する。かかる
原料粒子は、超微粒であるが故に、凍結後も自然落下す
ることなく容器内に浮遊して、冷媒ガスと共に排気ダク
トから排出される虞れがある。したがって、取出口から
の凍結粒の回収率が低下する。しかも、かかる超微凍結
粒が排気ダクト内壁に付着・堆積するといった弊害もあ
る。特に、被凍結原料がウィルス等の危険・有害物質を
含む場合には、上記した如く排気ダクトから排出される
超微凍結粒をそのまま放置しておくことができず、何ら
かのハザード対策を講じておく必要があるが、容易では
なく、万全を期することが困難である。

本考案は、従来装置における上記した問題をすべて解決
し、凍結粒の回収率を向上させうる凍結粒製造装置を提
供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の凍結粒製造装置は、上記の目的を達成すべく、
特に、密閉断熱容器の上部に液体窒素等の冷媒を噴出す
る噴出ノズルと危険物質や有害物質を含む被凍結原料を
噴霧する噴霧ノズルとを配設すると共に、その底部に排
気口兼用の凍結粒取出口を設け、この凍結粒取出口に、
凍結粒取出口から排出される凍結粒及び冷媒ガスのすべ
てを回収する回収容器を接続し、この回収容器に、凍結
粒の通過を阻止するフィルタを介して冷媒ガスの排気経
路を接続したものである。

〔作用〕

噴出ノズルから冷媒が噴出されると、その蒸発ガスによ
り容器内は冷気相雰囲気に保持される。また、冷媒ガス
は容器における唯一の開口部である凍結粒取出口から排
気され、容器内において取出口に向かうガス流を形成す
る。

そして、被凍結原料が噴霧ノズルから噴霧されると、そ
の噴霧微粒子は落下しつつ冷媒ガスと熱交換して凍結さ
れる。このとき、噴霧微粒子と冷媒ガスとは並流接触す
ることから、その接触時間が長くなり、噴霧微粒子の凍
結がより効果的に行われ、良質な微凍結粒が得られる。

このようにして得られた微凍結粒は、冷媒ガスと共に取
出口から容器外に排出される。このとき、超微凍結粒も
前記ガス流に乗って冷媒ガスと共に取出口から取出され
ることになる。

そして、凍結粒取出口から排出された凍結粒及び冷媒ガ
スは、この取出口に接続した回収容器にすべて回収さ
れ、更に、冷媒ガスは、回収容器からフィルタを通って
排気経路に排出される。このとき、凍結粒は、フィルタ
を通過し得ず、冷媒ガスと共に排気経路に排出されるこ
とはない。すなわち、回収容器に回収された冷媒ガス
は、フィルタにより凍結粒と完全に分離されて、排気経
路から排出され、危険・有害物質を含む凍結粒が冷媒ガ
スと共に回収容器外に漏れるような虞れは皆無となる。

このように、断熱容器内で製造された凍結粒はすべて取
出口から回収容器に回収されることから、凍結粒の回収
率が大幅に向上する。さらに、凍結粒は冷媒ガスと共に
回収容器に回収されるから、断熱容器から回収容器への
回収経路において凍結粒が融解接着したり詰ったりする
ようなことがなく、所定の凍結硬度を維持した状態で回
収容器に回収されることになる。

しかも、凍結粒及び冷媒ガスのすべてが、断熱容器の一
箇所（凍結粒取出口）から取り出され且つ一箇所（回収
容器）に回収されることから、ハザード対策を一箇所に
講じておく（回収容器と排気経路との接続箇所にのみフ
ィルタを配設しておく）だけでよい。その結果、複数箇
所にハザード対策を講じておく必要がある場合に比し
て、ハザード対策が極めて容易となることは勿論、ハザ
ード対策に万全を期することができ、危険物質や有害物
質を含む凍結粒の製造を極めて安全に行うことができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案の構成を第１図に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。この実施例は、被凍結原料として菌体
含有の懸濁液を、冷媒として液体窒素を夫々使用した例
に係る。

第１図に示す凍結粒製造装置１において、３は密閉断熱
容器、４は断熱容器３の上部に配設された冷媒７の噴出
ノズル、５は断熱容器３の上部に配設された被凍結原料
９の噴霧ノズル、12は断熱容器４の被凍結粒取出口６に
接続された回収容器、２は取出口６から回収容器12に至
る回収経路に配設された凍結粒破砕装置、14は回収容器
12に凍結粒9b,9′ｂの通過を阻止するフィルタ14aを介
して接続された冷媒ガスの排気経路である。

密閉断熱容器３は底部を下窄まり截頭円錐状とした横断
面形状円形のもので、底部中央に排気口兼用の凍結粒取
出口６を設けてある。容器３の形状は任意であるが、そ
の大きさは製造しようとする凍結粒径に応じて決定して
おく。この実施例では、凍結粒径を100μとして、容器
３を高さ550mm,内径200mmのものに構成してある。ま
た、取出口６の径は約10mmとした。その結果、容器３の
内圧は、凍結粒製造時、約0.2kg/cm²Gまで上昇すること
となった。

噴出ノズル４は容器３の上壁部に固設されたもので、冷
媒７を下方向に噴出する。冷媒７の噴出圧力は容器内圧
力に応じて設定するが、この実施例では1.0〜1.5kg/cm²
Gとした。冷媒７は噴出後ガス化されて容器３内を冷気
相雰囲気に保持し、冷媒ガス7aは取出口６から排出さ
れ、下方向のガス流を形成する。噴出ノズル４からの冷
媒噴出量は温度センサ８により制御して、容器３内の温
度を−110℃以下に保持する。なお、噴出ノズル４は、
第２図に示す如く、容器３の内壁面に添設され且つ下面
部に多数の噴出口4a…を備えた環状管でもって構成して
おいてもよい。

噴霧ノズル５は容器３の上壁部中央に固設されたもの
で、被凍結原料９を下方向に噴霧する。噴霧圧力は容器
内圧の影響を受けないように設定しておくが、この実施
例では８kg/cm²Gとした。原料の噴霧微粒子9aは冷媒ガ
ス7aと熱交換して凍結されるが、両者7a,9aは並流接触
することから、その接触時間が長くなり、噴霧微粒子9a
の凍結がより効果的に行われ、良質な微凍結粒9bが得ら
れる。かくして得られた微凍結粒9bは冷媒ガス7aと共に
取出口６から排出される。このとき、冒頭で述べた如く
して発生する超微凍結粒9b′もガス流7aに乗って取出口
６から排出される。したがって、容器３内で得られた凍
結粒9b…,9b′…はすべて一箇所６に回収され、その回
収率が向上する。

凍結粒破砕装置２は２段構造の噴射ガン10,11を具備し
てなる。第１噴射ガン10は取出口６に接続され、第２噴
射ガン11は回収容器12に接続されており、各噴射ガン1
0,11内には衝突盤10a,11aが配設されている。各噴射ガ
ン10,11にドライブガス13として加圧窒素ガス（３〜10k
g/cm²G）を供給すると、凍結粒9b…,9b′…は取出口６
から第１噴射ガン10内に吸引供給され、衝突盤10aに衝
突して破砕され、更に第２噴射ガン11内に加速供給され
て衝突盤11aに衝突して破砕され、その破砕粒9c…は回
収容器12に回収される。一方、冷媒ガス7aは凍結粒ない
し破砕粒と共に噴射ガン10,11を経過して回収容器12に
排出され、ドライブガスと共に回収容器12から排気され
る。このように、凍結粒ないし破砕粒と冷媒ガスとの分
離が一箇所で行うことができ、回収容器12からの排気経
路14にフィルタ14aを介装しておくことによってハザー
ド対策も極めて容易になしうる。しかも、凍結粒製造装
置１から凍結粒破砕装置２に至る凍結粒の回収経路ない
し処理経路においては、凍結粒の溶解が冷媒ガスによっ
て防止され、凍結粒が付着したり詰ったりする等の弊害
が全く生じない。

なお、被凍結原料及び冷媒は、上記実施例で使用したも
のに限定されないことは勿論であり、また凍結粒製造装
置からの凍結粒の回収手段ないし処理手段並びに冷媒ガ
スの排気手段も、本考案の基本原理を逸脱しない範囲に
おいて上記実施例に限定されない。

〔考案の効果〕

以上の説明から容易に理解されるように、本考案の凍結
粒製造装置は、密閉断熱容器内で得られる凍結粒を冷媒
ガスと共に一個所から取出すようにしたものであるか
ら、冒頭で述べた如き問題をすべて解決して、凍結粒の
回収率を向上させうるものである。しかも、凍結粒及び
冷媒ガスのすべてを、断熱容器の一箇所（凍結粒取出
口）から取り出し、一箇所（回収容器）に回収するよう
に構成したから、ハザード対策を凍結粒，冷媒ガスの回
収経路，排出経路上の一箇所に講じておく（回収容器と
排気経路との接続箇所にのみフィルタを配設しておく）
だけでよい。したがって、凍結粒や冷媒ガスの排出経路
ないし回収経路が多岐に亘るため、複数箇所にハザード
対策を講じておく必要があるものと異なって、ハザード
対策が極めて容易となることは勿論、ハザード対策に万
全を期することができ、危険物質や有害物質を含む凍結
粒の製造を極めて安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る凍結粒製造装置の一実施例を示す
概略の縦断側面図、第２図はその変形例を示す概略の縦
断側面図である。 １……凍結粒製造装置、３……密閉断熱容器、４……噴
出ノズル、５……噴霧ノズル、６……凍結粒取出口、７
……冷媒、９……被凍結原料、9b,9b′……凍結粒、12
……回収容器、14……排気経路、14a……フィルタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉断熱容器の上部に液体窒素等の冷媒を
   噴出する噴出ノズルと危険物質や有害物質を含む被凍結
   原料を噴霧する噴霧ノズルとを配設すると共に、その底
   部に排気口兼用の凍結粒取出口を設け、この凍結粒取出
   口に、凍結粒取出口から排出される凍結粒及び冷媒ガス
   のすべてを回収する回収容器を接続し、この回収容器
   に、凍結粒の通過を阻止するフィルタを介して冷媒ガス
   の排気経路を接続してあることを特徴とする凍結粒製造
   装置。