JPS5952521A - 噴射造粒方法および装置 - 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】 本発明は反応液に液状物質を滴下して凝固造粒させる噴
射造粒方法とその装置に係わるもので、就中造粒径が約
２　ｍｍ以下の球状粒子を収率よく継続して形成できる
ようにしだ造粒方法およびその装置の改良に関する０ 従来、噴射造粒の方法には、造粒原液を、回転板周縁よ
り遠心力により分散・飛翔させて細粒状の液滴となすこ
とにより造粒する回転円盤式または回転ノズル方式、あ
るいは固定ノズルまたは多孔板より造粒原液を加圧噴射
させて造粒する固定ノズル方式または固定多孔板式があ
った。これらの従来技術は、粒度分布が広範囲であり、
利用する粒径の収率は約５０％と悪く、かつ所要粒径の
造粒の選別などの後工程を要するなど、希望する粒径の
造粒を高収率かつ大量に生産することができない難点が
あった。

一方粒径を揃えた造粒を行っている例として、人工魚卵
（キャビア、イクラ）の食品産業がある。この造粒は、
同一径の短管を多数設置し、調合原料をその短管を通じ
て凝固液へ滴下して均等な造粒径を得るものであるが、
全て手作業に頼っており、大量生産には適さない。

また、有孔板や有孔ノズルを固定して、その上部へ液状
物質を入れ、その液を反応液に単体液滴として重力滴下
させる方法がある。しかしこの方法は、原料液の粘度と
噴射させる有孔板またはノズル等の孔径（従来使用孔は
５　ｉｎφ以上であった）に制限がある他、噴射中に噴
射孔の周囲にブリッジ状の目詰り原因が発生し、噴射数
分後には滴下不能となり、作業を中断して分解清掃しな
ければならない等実用上問題があった。

一方、噴射造粒の機構として、噴射口より液を平滑流と
して落下させると、液柱の長さ、およびその先端が振動
現象により分裂してできる液滴の形状やその大きさは、
諸条件（液の物性。

噴射口の形状と大きさ、噴射圧力など）が決まれば制御
できることが知られている０従って液が噴射口に架橋し
たり滞留したりすることなく少量ずつ、または常に新液
を一定加圧で噴射し得れば、その他の前述の条件を与え
ることによって、希望した大きさ、形状の造粒を継続し
て大量に造り出すことができる。

本発明は上記した噴射造粒装置構を考慮し、従来技術の
欠点に鑑み研究した結果酸されたもので、その目的は液
状物質を噴射して反応液に滴下凝固させてなす造粒法と
その装置において、均一の粒径を収率高くかつ連続して
行なえる造粒の工業的製法とその装置を提供することに
あるＯ 本発明の噴射造粒方法の特徴は、基本的には多数の細孔
を有する差圧部を継続的に清拭することにより、常に初
期状態に保つようにすることにあり、さらには所望の液
滴の大きさと形状が確認された位置に反応液の液面を保
持し、噴射液の先端と反応液を筬触反応させることにあ
る。本発明の別の特徴は、原液部の差圧部に設けた細孔
を継続して清拭する閉塞防止機構を備えた噴射造粒装置
にある。

本発明の方法の構成は、一定の孔径を有する開口部を多
数保有する差圧部を端部とする原液部に液状原液を供給
し、その差圧部を継続して清拭しながら噴射液を反応槽
へ開放するものである。各噴射孔のビ、チは、液滴を生
成する噴射液の端部において相互に干渉のなＶ間隔とす
る。反応槽の下部に反応液を導液し、設定した噴射圧と
開口径の条件の下で望ましい液滴が形成できる位置にな
るように、その液面を調節する。この調節は反応液のオ
ーバーフロー位置を変えても、原液部の反応槽内への挿
入変位によっても良い。差圧部間口面清拭の方法は、噴
射口周縁に生ずる液のブリッジを破壊するような清拭方
法であればいかなる方法でもよい○噴射口を挿通または
抜取りの繰返しを行なうニードル針の操作や植毛刷毛を
もつ擦過具の操作などは、その機構上、耐久性の点で難
点がある。所要の噴射圧さえ保持できれば、よシ丁寧な
清拭法は必要ない。清拭の操作は、交互に順逆の方向に
清拭し、または一方向に回転するように清拭し、あるい
はこれらの種々の清拭操作を限時的に種々組み合せて継
続して行なうことにょシ、原液が滞留しないよう撹拌効
果を生ずるようにすればよい。

上記したように、所望の粒径および形状を有する粒子を
製造するためには、差圧部における圧力、細孔の開口径
、および反応液の液面をバロメータとして、造粒の粒径
および形状を管理すればよい。本発明では、差圧部の開
口を継続的に清拭することにより、常に一定条件で原液
を落下させることができるので、たとえば差圧部におけ
る圧力および細孔の開口径が設定されている場合には、
反応液の液面を調節することにより、粒径および形状を
任意に選択することができる。また、粒径および形状を
一定に保つことができる。

がら説明する。第１図は本装置の基本的構成を示す全体
説明図、第２図は本装置の要部説明図である。

第１図に示すように、原液部■には、調合原液のが所定
の液位範囲になるように導液される。

原液部■の下方に反応槽［相］が多数の噴射口■を有す
る差圧部■を介して隣接して配設され、反応槽０の下部
には有意の落下空間を隔てて反応液■が蓄えられている
。原液部■及び反応槽０は造粒操作に当って操作圧力が
充分に保持されるよう、気密かつ耐圧性を有するよう構
成される。差圧部■は、複数個の細孔を有する固定孔版
または回転式有孔盤、あるいは単独ノズルの集合体のい
ずれであってもよい。差圧部■の液側の開口面を清拭す
るために、耐摩耗性で耐久性のある、たとえばテフロン
のような素材を復元力ある可撓性母材■の先端に保持さ
せた擦過具■が、軸部■を介して気密に機外の駆動部の
と接続され、ここに図示しない操作部によって、擦過具
■の操作が適宜性なわれるようになっている。さらに詳
細に説明すると、耐摩耗性および耐久性を有する素材か
ら成る擦過部材０は、擦過具■に取９付けた軸部■によ
り差圧部■の開口面に押圧され、開口面の全面と継続的
に接触可能なように構成されている。上記したように、
差圧部■は固定式でもよく、回転式でもよいから、差圧
部■と擦過具０間の擦過操作は相対的に行なえばよい。

すなわち、差圧部■が固定式の場合には、駆動部が擦過
具■を交番に順逆方向に回動し、あるいは擦過具■を継
続的に回転させるように操作すればよく、差圧部■が回
転式の場合には、擦過具■は固定していてもよく、差圧
部■とは逆方向にあるいは速度差を以って回動凍たは回
転するようにしてもよい。

原液部■には加圧ガスＯ（圧縮空気または窒素ガス等の
不活性ガスまたは経済性を有する、調合原液■に反応し
ないガス）が供給される。

加圧ガスＯは、所要の噴射圧を定常的に得るために、原
液部■の内圧を所定の圧力範囲内に保持するべく調節弁
０を介して制御される。同時に、別回路Ｏを経て、擦過
部■の軸部■の、外在する頂部の加圧面を格納する空圧
室■に送気され、軸力のみを伝達するようにしたジヨイ
ント部■を介して、原液部■内の擦過具が、内圧に対応
した適度な押圧力で差圧部■の開口面の清拭を行なうよ
うになっている。叙上のようにして噴射きれた原液■は
、常に定位置にて液滴が構成され、反応液■内にて凝固
し、造粒されて粒子りとして液中に滞積される。

第２図に示すように、差圧部■には、差圧によシ生ずる
力と擦過時に生ずる動荷重がかかるので、噴射口のおよ
び噴射後の原液の液柱を阻害しない間隔にて補強材■を
配設してもよい。

本発明の実施例および対比例を以下に示す。

液状物質としては、有用菌体を包括固定化することを目
的として、菌体とアルギン酸ソータ溶液を十分に混合し
て均一な濃度に調質したものを使用し、反応液としては
塩化カルシウム溶液を選んだ。所望の造粒径を１％〜２
への範囲に設定し、そのために、差圧部の開口面を、有
孔径０．３　Ｘφ、孔ピッチ５％に設計して、噴射圧を
４〜５　％　Ｇにすることにょシ噴射液を平滑流として
放射し得た。その結果、初期条件の下において、はぼ均
一な造粒が約１００％の収率で継続して得られた。この
時の閉塞防止機構は、順方向に回転数約６０ｒ１１１１
で駆動され、可撓性ゴム質平板の先端にテフロンを支持
したもので、この擦過具の開口面に対する押圧力は原液
部内圧に０．　Ｉ　Ｙ２Ｏ増の差圧力にて有孔部を清拭
させるものであった。このように構成した本発明の装置
にて本発明の方法を約６０分操業した後に、対比例を得
るために、閉塞防止機構の運転のみを停止させた。停止
１分後に、原液部内圧は急上昇し、差圧部間口面の有孔
部の約３０％が噴射方向を変え、または閉塞状態になる
など、正常な噴射造粒が不能となり、停止後約３分する
と正常でない噴射が開口面全面に及ぶとともに、原液部
内圧は、耐圧設計限度７％Ｇに達して、造粒操作を完全
に停止せざるを得なくなった。

本発明の構成およびその実施例により明らかであるよう
に、本発明のもたらす効果は、均一粒度の造粒が従来、
手工業の域を出なかったものを、収率高く継続して大量
生産が可能となシ、工業ベースで固定化菌体、人工食品
等に利用可能となったことである。更に他の効果として
、従来、使用粒度の選別という造粒操作の１工程であっ
た後工程を不用のものとし、造粒生産を更に経済的なも
のとした。また、本発明によって噴射造粒操作は完全に
遠隔自動制御可能となり、かつ造粒粒度を任意に経済的
に設計できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の基本的構成を示す全体説明
図、第２図は同装置の要部説明図である〇 ■・・原液部　■・・差圧部　■・・擦過具■・・軸部
　■・・調合原液　■・・反応液０・・加圧ガス　０・
・粒子 第１図 ２ ｌ 第２図 手続補正書 昭和５７年１２月２８日 特許庁長官若杉和犬　　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許　　願第１６１９２６号２、発明の名
称　　噴射造粒方法および装置３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏　名（名称）　寅酒造株式会社 ４・　代　　理　　人　　〒１３６ ６、　補正により増加する発明の数　Ｏ別　　　紙 特許請求の範囲を次の通り補正する。 「（１）原液を独立した細孔を有する差圧部を介して落
下させ、反応液中で固化造粒させる方法において、該差
圧部の細孔を継続的に清拭しながら原液を落下させるこ
とを特徴とする噴射造粒方法。 （２）差圧部における圧力、細孔の開口径、および反応
液の液面をバロメータとして、造粒における粒度および
粒形を管理することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の噴射造粒方法。 （３）差圧部における圧力および細孔の開口径を一定に
保持し、反応液の液面を選択することにより所望の粒度
および粒径を得ることを特徴とする特許請求の範囲、第
１項に記載の噴射造粒方法。 （４）加圧可能な原液部と、原液部の下方に配設され、
原液を固化させる反応液を容れた反応槽と、原液部と反
応槽との間に設置され、複数個の細孔を有する差圧部と
から構成され、該差圧部に細孔を継続的に清拭する閉塞
防止機構を設けたことを特徴とする噴射造粒装置。 （５）　　反応槽における反応液の液面を適宜設定可能
としたことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
噴射造粒装置。 （６）差圧部は、複数個の細孔を有する固定多孔板およ
び回転式有孔盤ならびに単独ノズルの集合のいずれかに
より構成され、閉塞防止機構は、差圧部の開口全面に継
続的に接触可能な擦過具により構成されることを特徴と
する特許請求の範囲第４項に記載の噴射造粒装置。 （７）閉塞防止機構が、復元力を有する可撓性母材の先
端に耐摩耗性および弾性を有する擦過部材を支持する擦
過具と、擦過具に取シ付けられ、上記可撓性母材および
擦過部材を差圧部の開口面に押圧させる軸部と、差圧部
および／または軸部を、相対的に、順逆に交番的に回動
し、または継続的に回転させる駆動部と、駆動部を連続
的または間歇的継続的に作動させる操作部とから構成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第←Ｉたは第６項
に記載の噴射造粒装置。」 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　原液を独立した細孔を有する差圧部を介し　
   （５）て落下させ、反応液中で固化造粒させる方法にお
   いて、該差圧部の細孔を継続的に清拭しながら原液を落
   下させることを特徴とする噴　　（６）射造粒方法。 （２）差圧部における圧力、細孔の開口径、および反応
   液の液面をバロメータとして、造粒における粒度および
   粒形を管理することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の噴射造粒方法。　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　（７）（３）差圧部における圧力および細孔
   の開口径を一定に保持し、反応液の液面を選択すること
   により所望の粒度および粒径を得ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の噴射造粒方法。 （４）加圧可能な原液部と、原液部の下方に配設され、
   原液を固化させる反応液を容れた反応槽と、原液部と反
   応槽との間に設置され、複数個の細孔を有する差圧部と
   から構成され、該差圧部に細孔を継続的に清拭する閉塞
   防止機構を設けたことを特徴とする噴射造粒装置。 反応槽における反応液の液面を適宜設定可能としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の噴射造粒装
   置。 差圧部は、複数個の細孔を有する固定多孔板および回転
   式有孔盤ならびに単独ノズルの集合のいずれかにより構
   成され、閉塞防止機構は、差圧部の開口全面に継続的に
   接触可能な擦過具によシ構成されることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の噴射造粒装置。 閉塞防止機構が、復元力を有する可撓性母材の先端に耐
   摩耗性および弾性を有する擦過部材を支持する擦過具と
   、擦過具に取り付けられ、上記可撓性母材および擦過部
   材を差圧部の開口面に押圧させる軸部と、差圧部および
   ／または軸部を、相対的に、順逆に交番的に回動し、ま
   たは継続的に回転させる駆動部と、駆動部を連続的また
   は間歇的継続的に作動させる操作部とから構成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の噴射造粒
   装置。