JPS6055176B2 - 造粒方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、造粒室内に投入した粉体をその内底部の
円周壁面側で上方に移動されたのち造粒室の中心部に渦
まき状に旋回流動させ、これに粉体を付着凝集させるた
めの液体を供給して所要径の顆粒ないし粉体を得る造粒
方法とその装置に関し、また２種以上の粉体を投入して
これを短時間に均一に混合することが可能な装置に関す
る。

従来の造粒方法として、例えば特開昭５５一４９１３
５号公報に示される如く、気流中で流動させている原料
粉体に結合剤溶液を噴霧して、その液滴に粉粒体を付着
凝集させて顆粒とする方法が知られているが、この方法
では、造粒時間に比例して粒子径が大きく成長し、凝集
顆粒では顆粒表面の凹凸が著るしくて流動性に劣り、粒
子間の空隙が大きくて軽質のものしか得られず、核粒子
に結合剤を被覆させて顆粒を得るときは、凝集顆粒に比
較して表面の平滑度がやや良好であり、粒子間の空隙も
小さくなつてくるが、顆粒同志が付着して２次的な凝集
を起こすのを避けられないという欠点がある。そこで結
合剤の散布を数次に分けて間欠的に行い、結合剤の散布
を中断している間に流動層を機械的に攪拌し乾燥する方
法が提案されている。

しかしこの方法では、比較的重質（空隙率が小さい）の
粒径の小さい顆粒が得られるとしても、結合剤溶液の供
給工程と乾燥工程とを数次に分けて交互に行うことから
、その制御方法が面倒であると共に、制御装置が複雑か
つ高価になることを避けられない。この発明は、例えば
細粒（直径１．０〜０．１ｍ．／ＴＴＬ）、微細粒（直
径０．５〜０．１７ｎ，／Ｔｎ，）の密度の高い重質の
球形顆粒を、簡単な構造と操作で著るしく高い歩留りを
もつて造粒することを目的とし、１台の装置で、粉体の
混合、造粒、乾燥、および過大粒の解砕を一貫して行う
ことを可能となすものである。

実施例について説明すれば、第１図、第２図および第３
図において、直立円筒形をなす造粒室１上に、ダンパー
２付材料投入口３を有する蓋４を設け、底部に蓋５で開
閉される排出口６を設ける。

造粒室１の内底部に、その軸線のまわりで回転する第１
回転部材としての円板７をできるだけ近接して配置し、
軸８、プーリ９を介して図示しない駆動手段により任意
の速度、例えば２００〜２０００Ｒ．Ｐ．Ｍの間でその
回転速度を可変にして駆動する構成とする。

回転円板７は、その表面に凹凸．１０等を設け、造粒室
１内で後述の如く流動する旋回層流に対する摩擦面を形
成させてある。造粒室１の中央部には、さらにその軸線
のまわりて回転する第２回転部材としてのロータ１１を
設け、その外周に水平方向に延びる多数の解砕羽こ根１
２を突設する。ロータ１１は軸受１３等を介してをフレ
ーム１４に支承した筒体により形成し、その内径に、回
転円板７の軸８を軸受１５等を介して同心に支持し、筒
体の一端に固定したプーリ１６等を介して図示しない駆
動手段により任ク意の速度、例えば１０００〜４０００
Ｒ．Ｐ．Ｍの間で変速して駆動しうるようにする。フレ
ーム１４の前記軸受１３を支承する筒部１４ａの外周に
は、さら〕こ軸受１７を介してプーリ１８を支承し、造
粒室１の円筒形内壁面に沿つて垂直方向に延び、該内壁
面に近接ないし摺接して該内壁面に付着する粉粒体をか
き落とすスクレーバー１９を回転駆動するようにする。

蓋４には、水又は粉体を付着凝集させる液体を供給する
供給手段としてのスプレー２０を設け、図示しない加液
装置により適宜の成分とされ、加圧された前記液を、後
述のリング状旋回層流に対しその上から適量供給する。

解砕羽根１２は、第３図にその詳細を示す如く、ロータ
１１の回転においてその下面に斜めに粒体が衝突するよ
うに粒体解砕面１２ａを水平面に対し適宜の角度だけ傾
けてある。第４図はさらに他の実施例を示す図であつて
、７造粒室１内に乾燥用ガスの導入を可能としたもので
あつて、実施例の場合、造粒室１の底壁中心にガス導入
管２２を挿入し、そのジョイント部２３にガス供給管（
図示せず）を接続する。

ガス導入管２２は、円板７中心のボス部２４の中心穴２
５・ａ内にその先端を臨ませ、ボス部２４に円周等配に
設けた横孔２５ｂを介してＣ矢符で示すように造粒室１
内にガスを供給する。ガスは一般に加熱空気を使用する
が、酸化しやすい物質を造粒する場合には、適当な不活
性ガスを使用する。２６は円板７の中心ボス部２４の外
周に放射方向に設けた羽根であつて、その回転により生
ずる風圧で粉粒体が造粒室１の中央に集るのを防止する
。

２７は、乾燥用ガスの導入により増大する造粒室１の内
圧を逃がす排気口であつて、図示しない集じん装置を介
し、前記内圧を大気中に放出する。

また集じんを都合よく行わせるために、造粒室１内のガ
スを吸引し大気に放出する吸引ブロワー（図示せず）を
設ける。以上の各実施例において、第１、第２回転部材
、およびスクレーバーの各駆動機構、および各駆動部の
配置は、前記実施例に限定されるものではなく、他の適
宜の駆動機構、配置とすることができる。

また各回転部材およびスクレーバーの回転方向は、必ず
しも同一方向でなくてもよく、例えば第１、第２回転部
材を互に逆方向に回転させて相対回転速度を上げる構成
とすることができる。なお第１回転部材７のボス２４部
に設けた羽根２６は、その回転により粉体を遠心方向に
排除しフて、筒状をなすロータ１１内に粉体が侵入する
のを防止し、また乾燥用ガスを旋回層流中に強制的に送
り込むのに役立つ。

この発明の装置は以上のような構成であつて、該装置を
用いた造粒方法を以下に説明する。

所定量の粉体、または２種以上の粉体、或は粉末バイン
ダ等を造粒室１に投入し、第１回転部材としての円板７
、および第２回転部材としてのロータ１１を図中Ａ１矢
符、Ａ２矢符に示す如く高速で回転させ、またスクレー
バー１９をん矢符の如く回転させる。これにより造粒室
１内には、円板７の回転力と遠心力、解砕羽根１２の回
転による遠心気流の作用によつて、第１図に矢符Ｘ１第
２図に矢符Ｙで示す如く、造粒室１の内壁に沿つて垂直
方向に上昇してから求心方向に向かいつつ流動するリン
グ状をなした運動を行う粉体の旋回層流ｚが形成される
。

すなわちこの旋回層流ｚ内で投入された粉体が急速に、
かつ均一に攪拌混合される。またスクレーバー１９が前
記攪拌を助ける。このことは、この発明の装置が、高速
攪拌混合装置としての機能をも具備するものであること
を示している。円板７およびロータ１１の高速回転によ
り前記混合が行われると、次にスプレー２０により粉体
を付着凝集させるための所要量の液体を旋回層流Ｚの上
方から供給する。

粉体自体が加湿により付着凝集する性状のもの、或は粉
体内にベントナイト等の適宜のバインダーを混合したも
の等では、前記液体は水でよく、粉体自体に付着凝集性
がないか、小さい場合には例えばポリビニールアルコー
ル溶液等、目的に適合した結合剤溶液を供給する。また
造粒物が食品、医薬品、その他のものであるような場合
、適宜の添加剤溶液を同時に供給してもよい。この液体
供給方法は、スプレーを用いた噴霧式の他、シャワー、
バケツ等を用いて一気に所要量の液を供給するようにし
てもよい。要は、造粒室１内の粉体の量、物性、湿潤度
等に適応した量の給液が行われればよい。かくて前記旋
回層流中に、液滴に付着凝集して顆粒の芯となる微細粒
子、および一部粒径の大きい粒子が形成される。

旋回層流ｚは、前記の如くリング状をなしＸ方向、Ｙ方
向に高速に旋回流１させられているため、発生した前記
の芯は、旋沖層流内で互にこすり合い、強い摩擦作用を
受けながら球形にまるめられて成長し、大径のもの程遠
心力で層の表面を流動する。従つて大径に成長した粒子
は、層の表面に出ることにより高速回転するロータ１１
の解砕羽根１２に衝突して解砕され、造粒室１の底面側
に送られる。そしてさらに円板７の摩擦面により球形に
まるめられて旋回層流内に巻き込まれて行く。一方、微
細な粒子は、それ自体の遠心力が小さいために、旋回層
流Ｚの運動の芯に入り込む傾向があり、該芯部で小さい
粒子同志が結合しそしてまるめられ、所要の粒度に成長
する。このように、解砕羽根１２の高速回転は、過大に
成長した顆粒の強い衝撃力により解砕して希望する粒径
に制限する機能を有するものであり、回転速度を速くす
る程、前記衝撃力が大きくなつて粒径を小さくする傾向
があり、従つてその回転速度を調節することにより希望
の粒度に揃えることが可能となる。

一方、旋回層流内の粒子は、円板７の回転速度に対応し
てその旋回流動速度が変化し、旋回層流内における粒子
の自転、公転作用により、供給された液滴に凝集しなが
ら成長し、円板７の回転速度を増すことにより、前記自
転、公転における粒子同志のこすり合い作用が強くなつ
て重質で球形の顆粒が得られる。

このように、円板７の回転は、球形顆粒の形成と、その
見かけ比重（密度）に影響し、解砕羽根１２の回転は、
粒子の粒径を制限する役割を持）ち、スクレーバー１９
の回転は、湿潤した粒体が造粒室１の内壁面に付着する
のを防止すると共に、造粒室１の中心部に向つて粒体の
移動を促進する作用を持つものであるから、これらの複
合作用により、造粒時間の経過と共に粒径が一様に揃５
い、これらの回転速度の調整によつて希望する粒度分布
、見かけ比重の粒体を高速度に、かつ高収率をもつて製
造することができる。

この発明は、数種の粉体の混合、乾粉に加液して行う造
粒、乾粉に脱水ブレスケーキを投入してＯ行う造粒等、
任意の用途に適応させることができ、液体供給手段とし
て、スプレーに代えてシャワー方式を用いれば、造粒時
間の短縮も可能となる。

さらに第４図に示すように、造粒室１内に乾燥用ガスの
導入を可能としたものにおいては、造粒一乾燥を一貫し
て実施することが可能となり、図中矢符Ｃで示すように
旋回層流中にガスを吹き込むことにより、該層の嵩を膨
脹させて、湿潤した粉体の付着を防止することがてきる
。

乾燥工程を実施する際は、顆粒の乾燥の進行と逆にその
成長が止り、解砕羽根により粉砕される結果となるから
、このときはローターの回転を停止し、第１回転部材の
回転を減速して旋回層流の流動速度を減速する。

造粒、乾燥が完了すると、第１回転部材の回転を減速し
、蓋５を開いて造粒室１内の顆粒を排出する。

この発明は以上のように、細粒、微細粒の密度の高い重
質の球形顆粒を、きわめて効率よく短時間に製造するこ
とができ１、各回転部材の回転速度を調整することによ
つて、粒径、密度等を任意に調節することも可能であり
、操作に何ら面倒な手数を要せす、複雑な制御装置を設
けることを要しない造粒方法および装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の一実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図の■−■線に沿う横断面図、第３図は第２
回転部材の正面図、第４図はさらに他の実施例の縦断面
図てある。 １・・・造粒室、３・・・材料投入口、４・・・蓋、５
・・・蓋、６・・・排出口、７・・・円板（第１回転部
材）、９，１６，１８・・・プーリ、１０・・・凹凸、
１１・・・ロータ（第２回転部材）、１２・・・解砕羽
根、１４・・・フレーム、１９・・・スクレーバー２０
・・・スプレー、２２・・・ガス導入管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直立円筒形の造粒室底部にもうけられた円板の回転
   により、投入された粉体に造粒室の内壁面に沿つて上方
   に移動されたのち造粒室の中心部に向かいつつ回転方向
   に渦巻状に旋回層流を形成せしめ、上方より液体を供給
   してその液滴に粉体を付着凝集させ、旋回層流中で付着
   凝集粒子を前記円板の周辺還状部に形成の凹凸部により
   自転公転させながら成長させると共に、リング状旋回層
   流の中央で高速回転する解砕羽根に該層流中の過大成長
   粒子を衝突させるべくし、解砕羽根の回転速度を調整し
   て旋回層流中の粒体の最大粒径を規制することを特徴と
   する造粒方法。 ２ 粉体成形後、前記旋回層流の速度を低下させて造粒
   室内に乾燥用のガスを供給し、粉体を乾燥させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の造粒方法。 ３ 粉体投入口と排出口とを備えた直立円筒状の造粒室
   と、造粒室の内底部に近接して配置し該室の軸線のまわ
   りで回転する円板の周辺環状部に凹凸部が形成された第
   １回転部材と、外周に水平方向に突出する多数の解砕羽
   根を備えて造粒室の中央部で該室の軸線のまわりで回転
   する第２回転部材と、第１回転部材と第２回転部材との
   それぞれを回転速度の調節を可能に駆動する駆動手段と
   、造粒室内に粉体を付着凝集させる液を供給する供給手
   段とを備えてなる造粒装置。 ４ 解砕羽根が第２回転部材の回転によりその下面に斜
   めに粒体が衝突するように粒体解砕面を水平面に対し傾
   けられている特許請求の範囲第３項記載の造粒装置。 ５ 造粒室の円筒状内壁面に沿つてその軸線のまわりを
   回転するスクレーパと、該スクレーパの駆動手段とを含
   む特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の造粒装置。 ６ 前記造粒室が、乾燥用ガスの導入可能に形成されて
   いる特許請求の範囲第３項から第５項までのいずれか１
   つに記載の造粒装置。