JPH072210B2 - 吸湿性粉体の造粒制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸湿性の強い粉体を流動させながら、これ
に結合剤液を添加して所望の粒径の顆粒あるいは粉体を
製造するための造粒装置の制御方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

熱風気流中に原料粉体を流動化させ、これに結合剤液を
添加しながら粉体粒子を付着，凝集させて造粒する流動
層造粒装置の場合、適正な流動状態を維持し得る粉粒体
の含水率は、その性状に応じて一定の範囲を有し、含水
率がこの上限を超えると急速に流動が緩慢となつて塊状
物が発生する。さらに、含水率が上昇すると、流動が停
止して粉粒体は団塊状に固結し、造粒装置の運転を不能
に至らしめる。

従来のこの種の造粒装置では、排気温度あるいは排気湿
度を検知して熱風温度あるいは結合剤の添加速度を制御
する等の方法がとられ、また回分式の場合は熱風温度お
よび風量を一定に制御しながら、結合剤の添加時間をタ
イマで設定する方法が一般的であつた。一方、吸湿性粉
体の造粒操作では、適正な流動を維持し得る含水率の範
囲は非常に狭く、例えばアミノ酸含有調味料の場合はこ
の上限はおよそ３％D.B.、粉末醤油の場合は５％D.B.程
度であり、含水率がこれ以上になると急速に流動状態が
悪化し、極めて短時間のうちに流動が停止するようにな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の造粒装置の制御方法では、この程度
の微少な含水率変化が排気温度あるいは湿度の変化とし
て検出が出来ないことと、回分式操作の場合は本体に内
蔵されたバツクフイルタの目詰り等のために供給熱風量
が一定しないので、結合剤液の添加および中間乾燥を繰
り返す等の操作によつて、装置内部の粉粒体の流動が停
止して固結する恐れを回避するために、含水率をかなり
低目にして操作せざるを得なかつた。

このように従来の方法では、流動不良をもたらす含水率
の上昇を検知出来ないため、常に流動状態を目視によつ
て監視しなければならず、また含水率を低く目にして操
作せざるを得ないために粒子の成長速度が遅く、従つ
て、造粒時間を長く必要とし、また所望の粒子径に対す
る製品の収率を向上させることが難しいという問題があ
つた。

この発明はかかる問題点を解消するためになされたもの
で、被造粒物の含水率を制御することによって操業中に
被造粒物の流動不良が発生せず、連続運転で安定した粒
径の製品が得られるとともに、造粒時間を短縮し、かつ
製品収率の向上ができる吸湿性粉体の造粒制御方法を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る造粒制御方法は、検知筒を介して流動室
の適所に取付けられた赤外線水分計によって流動中の被
造粒物の含水率を、検知筒から空気を圧送しつつ非接触
で直接かつ連続的に高精度に検出し、この検出値に基づ
いて水分調節器を介し、結合剤供給ポンプの回転速度を
調節して結合剤の添加速度を増減する等によつて被造粒
物の含水率を制御するものである。

〔作用〕

この発明においては、流動中の被造粒物を連続して適切
な含水率に保持するので、操業中の被造粒物内に塊状物
の発生あるいは流動が停止して固結するようなことがな
い。また、均一な粒度を得るための粒子の成長時間、す
なわち造粒操作中における被造粒物の含水率の増加速度
の制御と、所望の平均粒子径を得るための造粒操作終了
時における含水率の制御とを的確に行う。

〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例による吸湿性粉体の造粒装
置の全体構成を示す模式図であり、（１）は被造粒物を
収納して処理する造粒装置本体、（２）は結合剤液噴霧
ノズル、（３）は赤外線吸収式水分計で、検出筒（４）
を介して造粒装置本体（１）の内部において流動してい
る造粒工程中の粉粒体の含水率を非接触かつ連続的に検
知する。（５）は赤外線に吸収式水分計（３）の検知し
た出力信号によつて作動する水分調節計、（６）はこの
水分調節計の調節出力によつて設定される速度設定器、
（７）はこの速度設定器（６）の設定に応じて作動する
結合剤供給ポンプで、これにより結合剤液の結合剤液噴
霧ノズル（２）への供給量を増減させる。（８）は外部
空気を吸入して熱交換器（９）へ送風する吹込フアン、
（10）は熱交換器（９）の出口温度を検出して設定に対
する偏差に応じた出力信号によつて調節弁（11）を作動
させ、熱交換器（９）へ供給するスチーム量を制御する
温度調節器、（12）は造粒装置本体（１）下部に設けら
れた開口部より熱交換器（９）からの熱風が送給される
熱風チヤンバ、（13）はこの熱風チヤンバ（12）と流動
する被造粒物とを仕切る多数の孔が貫通して設けられた
ガス分散板、（14）は造粒装置本体（１）内より飛散す
る微粉を捕集して再び流動層内へ払い落すためのバツク
フイルタ、（15）はこのバツクフイルタ（14）によつて
清浄にされた空気を外部へ排出するための排気フアンで
ある。

第２図は第１図における赤外線吸収式水分計（３）と検
出筒（４）とこれらを取付けた造粒装置本体（１）の取
付部分との詳細を示した断面図であり、図において、
（4a）は主パージ管、（4b）は副パージ管で、図示のな
い空気源よりパージ用空気が供給されるようになつてい
る。

上記のような構成のこの発明による造粒制御装置におい
て、第２図に示すように熱風チヤンバ（12）よりガス分
散板（13）に設けられた多数の貫通孔（13a）を通し
て、造粒装置本体（１）内の流動室（1a）へ温度調節器
（10）によつて調節された所定温度の熱風が造粒装置本
体（１）の流動室（1a）内に圧送され、内部の被造粒物
を流動状態に維持する。一方、検出筒（４）に設けられ
た主パージ管（4a）より供給されたパージ用空気が検出
筒（４）内を通り、造粒装置本体（１）の開口部近傍に
おける上記流動状態になつた被造粒物に吹き付けるため
に、粉粒体は検出筒（４）に侵入することなく、ほぼ開
口部に沿つて移動する。また、副パージ管（4b）よりの
パージ用空気によつて検出管（４）の底部に付着しよう
とする粉粒体を排除する。

従つて、赤外線吸収式水分計（３）に対して見掛上で粉
粒体が流動中であっても一定の状態を保つので、赤外線
を照射して被測定体の含有水量に応じて光エネルギが被
測定体に吸収され、反射して戻つてくる光の減衰量を計
測する測定面としての要件を満足するようになる。すな
わち、赤外線吸収式水分計の計測に必要な測定距離の一
定、被測定面の安定という条件を、パージ空気の作用に
よって、流動中の粉粒体であっても満たすことができる
のである。

以上の安定した計測条件のもとで、赤外線吸収式水分計
（３）によつて検知された被造粒物の含水率を所定の信
号に変換して水分調節器（５）に入力させ、被造粒物の
種類に応じた所望の設定値に対す検知した含水率との偏
差量によつて速度設定器（６）を作動させ、この速度設
定器（６）の出力によつて定められる結合剤供給ポンプ
（７）の回転速度、すなわち流量分の結合剤液と噴霧用
空気とを混合させて霧化し、結合剤液噴霧ノズル（２）
より噴射して被造粒物を所定の温度および含水量の範囲
で流動させながら造粒するようになつている。

以上説明したこの発明に基づく造粒制御方法によつて粉
末醤油、アミノ酸含有調味料のような吸湿性粉体の流動
層造粒について実験を行なつた結果、粒子の成長速度
は添加される結合剤液中の固形分量の多少に係わらず、
粉体の含水率のみによつて決まる。添加される結合剤
液中の固形分量は粒子の強度に影響し、添加量が少いと
仕上乾燥時に粉化する割合が増す。従つて、例えば仕
上乾燥後の粒子を100メツシユのふるいでふるい分け
し、このふるい上の粒子の収率を比較すると、結合剤の
添加固形分量が同じであれば、粉体の含水率を高くして
造粒操作をした方が製品の収率が良くなる。以上の造粒
条件と結果との相関関係を把握することができた。

すなわち、結合剤添加終了時の粉体含水率、あるいは結
合剤添加時の含水率増加速度を適切に設定することによ
つて、製品粒径を任意に制御することができ、従つて所
望の粒径の製品の収率を向上させて得られることが判明
した。

第３図および第４図は回分式造粒装置における上記実施
例に基づく実験結果を示す線図であり、第３図は粉末醤
油の操作例を示し、添加する結合剤液量を同量にして操
作含水率のみ変えた場合における被造粒物の100メツシ
ユふるい上の収率を比較した線図で、含水率と100メツ
シユふるい上の収率とは明確な相関を示し、操作終了時
の含水率を２％D.B.だけ高くすると、収率を35％向上さ
せることが出来た。

第４図はアミノ酸系調味料の操作例を示し、従来の方法
とこの発明による方法とをそれぞれ造粒子および含水率
と被造粒物の100メツシユふるい上の収率とを横軸を操
作時間として表わした線図で、操作終了時の含水率を流
動不良をきたす直前の2.8％D.Bに設定することによつ
て、操作時間および結合剤液の添加量を従来の方法に比
べて約1/2に減じたが、逆に100％ふるい上の収率を18％
向上させることが出来た。

上記実験における運転条件は下記の通りである。

使用装置：回分式流動層造粒装置（攪拌装置内臓型） 流動床面積:0.2m² 熱風温度:80℃ 流動風速:0.82m/sec 結合剤:2.0％ポテトスターチ 結合液速度：（従来の方法） 1.0〜48分、70g/mmで５分間噴霧、１分間の中間乾燥
（サイクル噴霧） 2.48〜60分、110g/mm（連続噴霧） （この発明による方法） 1.最大結合剤添加速度 110g/mm 2.水分調節計の設定 2.8％D.B. なお、上記実施例では造粒装置本体（１）の下部に設け
たガス分散板（13）から熱風を吹き込んで被造粒物を流
動させる例について説明したが、造粒装置本体（１）内
に設けられた機械式の攪拌装置等によつて被造粒物を流
動させる場合でも上記実施例と同一の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、流動する被造粒物の含
水率を赤外線吸収式水分計によって被接触で直接かつ連
続的に高精度に検出し、この検出値に基づいて造粒中の
被造粒物に対し適切な含水率の状態に保持させるととも
に、上記含水率の増加速度を自由に制御出来るように構
成したので、流動状態を阻害されることなく連続自動操
業によつて所望の粒径の製品が安定して得られ、造粒時
間の短縮化に加えて、製品収率を向上することが出来る
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による造粒制御方法による
装置を模式的に示した全体構成図、第２図は第１図にお
ける水分率検出部の要部詳細図、第３図および第４図は
この発明による実験結果を示した線図である。 図において、（１）は造粒装置本体、（1a）は流動室、
（1b）は開口部、（２）は結合剤液噴霧ノズル、（３）
は赤外線吸収式水分計、（５）は水分調節計、（６）は
速度設定器、（７）は結合剤供給ポンプ、（８）は吹込
フアン、（10）は温度調節器。 なお、図中同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動室内に収容した被造粒物を圧送空気あ
   るいは攪拌装置などによって流動化させ、この流動化し
   た被造粒物に結合剤を添加して粉体粒子を凝集・造粒す
   る方法において、検知筒を介して上記流動室の適所に取
   付けられた赤外線吸収式水分計によって上記流動化した
   被造粒物の含水率を上記検知筒から空気を圧送しつつ非
   接触で直接かつ連続的に検出し、この検出値に基づいて
   水分調節器を介し、結合剤供給ポンプの速度を調節する
   ことにより、結合剤液噴霧ノズルからの結合剤液の添加
   速度を増減し、上記含水率と密接な関係にある粒子の成
   長速度を最も収率よく短時間に造粒を進行させるように
   上記含水率の値を維持しながら、所望の粒子径の顆粒あ
   るいは粉体を得ることを特徴とする吸湿性粉体の造粒制
   御方法。