JPS5850132B2 - 溶液あるいは微小粒子浮遊液体から粉末を製造する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶液または微小粒子浮遊液から粉末を製造する
方法および装置に関し、詳細はそのような液体の液滴を
減圧下において噴霧化し分散させ、溶媒を高周波加熱に
より気化させて直接に乾燥製品を得る方法および装置に
関する。

従来、ミルク、ゼラチン、食物エキス、染料、洗剤、工
業医薬品などの溶液あるいは微小粒子浮遊液体から乾燥
製品を得るためには熱風と液滴噴霧の接触によるいわゆ
る噴霧乾燥法が一般に採用されている。

この方法では熱風が使用されるために、操作は常圧もし
くは若干の減圧下で行われそしてかなり高い乾燥温度を
用いて乾燥が行われる。

従って熱に敏感な物質の粉末化にはこの方法が不適当と
なる場合が多い。

筐た熱風の温度を下げて乾燥を行う場合には熱の移動効
率が著しく低下して気化に時間を要するために装置自体
が大型になる傾向をもつ。

特に液滴の凍結乾燥をこの方法により行う場合には装置
の大型化が著しくなる。

更に上記のごとき従来法においては、減圧度を上げよう
とすれば熱風の送り込み量が制限され、その結果乾燥速
度は向上出来ない。

これに加えて減圧下では熱の移動が主として輻射により
生じるからこの点でも装置の大型化は避けられない。

このような装置の大型化傾向に対して赤外線の利用が減
圧下において考えられている。

しかしながら、赤外線の滴液への吸収効率は低く、実用
化には到っていない。

本発明の目的は高周波、特にマイクロ波を用いることに
より従来の熱風−液滴法に固有の装置の大型化の問題を
解決することである。

本発明の他の目的は小型の装置で極めて高速に粉末を製
造することである。

上記の目的は熱風に替へて高周波、特にマイクロ波を液
滴に照射することにより達成される。

本発明によれば熱風を使用しないために操作を高い減圧
下で行うことが出来、従って液滴の流度上昇を防ぐこと
ができる。

また本発明によれば乾燥操作を周囲温度よりも低い状態
で行うことが出来るために、熱に弱い物質の粉末化に最
適である。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

図は本発明の方法を実施するための装置の概略である。

本発明の方法に用いる装置としては竪型円筒型、サイク
ロン型、横型円筒型等種々の設計が可能であるが、図面
では横型噴霧室およびサイクロンによる粉体分離装置を
利用した一実施例を示している。

図に釦いて、溶液１２を収容する容器１０は適当な弁６
を介して導管８から溶液の供給を受ける。

容器１０の底部には弁を有する適当な導管を通じて霧化
ノズル１６に接続される。

霧化ノズル１６は横型配置された内筒形の噴霧乾燥室を
限定する金属容器１４の一方の端部に配置される。

容器１４０円筒部の一部はマイクロ波に対して透過性を
もつ材料からなる窓壁部１８を有し、この窓壁部１８に
対応して円筒容器１４の外側に適当なマイクロ波源２２
が配置しである。

このマイクロ波源２２は適当な遮蔽物２０により電磁遮
蔽される。

円筒容器１４の他端には開口が設けてあり、この開口は
容器２４の入口に接続する。

容器２４の底部には粉体排出口が設けられ、一方頂部に
は排気孔が設けである。

排気口は適当な導管により冷却器３４の入口に接続され
る。

冷却器３４の出口はポンプＰに接続されている。

筐た、上記排気孔部分にはガスに対しては透過性のある
電磁遮蔽３２が設けてあり、この例では金網である。

容器２４の底部の粉値排出口は粉体容器３８に接続する
。

容器２４の内部には粉体分離器２６が設けてあり、且つ
分離器２６の下方に位置する容器２４の内壁には分離落
下した粉体を上記粉体排出口に滑らかに導くための適当
な手段２８が設けである。

動作を説明すると、まず容器１４および２４はポンプＰ
Ｋより減圧下に維持される。

この条件下で溶液１２が容器１４内に露呈した霧化ノズ
ル１６に供給されて霧化される。

霧化された溶液は線４４で示すように拡散する。

この状態Ｆｃ訟いてマイクロ波源２２からマイクロ波が
窓部１８を通じて容器１４内に矢印４２で示すごとくに
照射される。

このマイクロ波エネルギーの大部分は霧化された溶液粒
子の溶媒により吸収されて溶媒が直ちに気化する。

溶媒の気化に伴って生じる溶質粒子は気化された溶媒と
共に容器２４に導入される。

容器２４内ではサイクロン分離装置２６により渦流がつ
くられており、気化された溶媒と溶質粒子はこの渦流４
６に乗り、比重の大きい溶質粒子のみが分離されて落下
し、部材２８に沿って粉体排出口より粉体容器３８に集
められる。

しかし、排気孔へ微粉体が排出される場合もあり得るた
め金網３２のあとに適当な粉体分離器５０を置いてもよ
い。

気化された溶媒は金網３２を通り矢印４８で示すように
冷却装置３４に導かれて凝縮される。

溶媒として水等の無害のものが用いられている場合には
この冷却器３４を省略することが出来る。

次に本発明の方法を用いた実施例を参考のために述べる
。

例１ 図示の装置を用いた。

マイクロ波源の出力はＩＫＷ／時であり、周波数は２４
５０ＭＨｚであった。

系内圧力はポンプＰＫより１１０７Ｘ７１１Ｈとし、系
内温度は１２℃であった。

溶液１２としては医薬品水溶液を用いた。

本例においてはＨ２Ｏとして分離された溶媒重量で測定
して〜１．４Ｋｇ／時の乾燥速度が得られた。

これは溶液濃度には殆んど依存しないことがわかった。

例２ 伊０１と同様であるが、マイクロ波出力を５００Ｗ／時
とし、系内圧力におよび温度を夫々２ＱｍｍＨｇおよび
１９℃とし、使用溶液を無機塩水溶液とした。

この例では、同じく溶液濃度に関係なく〜７００ ｇ
（Ｈ２Ｏ）／時の乾燥速度が得られた。

高周波を照射し、液滴を気化させる本発明においては熱
風を使用しないため操作は極めて低い減圧下で行うこと
が出来、液滴の温度上昇を防ぐことが出来る。

操作は周囲温度よりも低い状態で行うことが出来るため
に、また固体となる乾燥製品の高周波吸収係数は液体で
ある溶媒に較べて一般に極めて小さいから本発明の方法
は熱に弱い製品の乾燥に最適である。

また乾燥湿度が低いため装置から外部への熱の放散が殆
んどなく、エネルギー利用効率も極めて高い。

更に液滴の気化速度は充分な減圧下で充分大きな高周波
エネルギーを用いれば極めて高く、しかも乾燥速度の調
節も極めて容易であり、これら効果により、従来の方法
に比して装置を極めて小型とすることが出来る。

溶媒として充分大きい高周波吸収係数をもつものを選ぶ
ことにより、エネルギーの液滴への集中の度合が高１す
、これによっても乾燥速度を向上させることも出来る。

高周波吸収係数の大きな溶媒としては水、アルコール類
があるが、その他極性をもつものであれば同様の効果を
期待出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施するための装置の一実施例を
示す図である。 １０・・・溶液容器、１４・・・乾燥室容器、１６・・
・霧化ノズル、１８・・・マイクロ波透過窓、２２・・
・マイクロ波源、２４・・・分離容器、２６・・・サイ
クロン分離器、３０・・・電磁遮蔽金網、３４・・・冷
却器、３８・・・粉体容器、５０・・・粉体分離器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶液または微小粒子浮遊液体を霧化分散する段階、
   上記分散された溶液筐たは微小粒子浮遊液体に高周波電
   磁界を与えて溶媒を気化させる段階、および気化後に得
   られた浮遊粉体な集める段階より成る溶液または微小粒
   子浮遊液体から粉末を製造する方法。 ２ 溶液筐たは微小粒子浮遊液体の供給源と、部に高周
   波電磁界に対して透過性の窓を有すると共に排出口を有
   する電磁遮蔽容器と、上記容器の上記一部に隣接して設
   けられる高周波電磁界発生装置と、上記供給源に接続し
   そして上記容器内に霧化ノズルを有する液体霧化装置と
   、上記容器の上記排出口に接続すると共に排気口および
   粉体排出口を有する粉体処理容器と、上記粉体処理容器
   内に設けられた粉体分離装置と、上記粉体処理容器の排
   気口に接続する減圧装置とから成る特許請求の範囲第１
   項記載の方法を実施するための粉末製造装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記粉体処理容器
   の前記排出口内に電磁遮蔽用金網を設けた粉末製造装置
   。 ４ 特許請求の範囲第２項において、前記粉体処理容器
   の前記排気口と前記減圧装置との間に冷却装置を設けた
   粉末製造装置。