JP4015593B2 - 流動層装置 - Google Patents
流動層装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4015593B2 JP4015593B2 JP2003184917A JP2003184917A JP4015593B2 JP 4015593 B2 JP4015593 B2 JP 4015593B2 JP 2003184917 A JP2003184917 A JP 2003184917A JP 2003184917 A JP2003184917 A JP 2003184917A JP 4015593 B2 JP4015593 B2 JP 4015593B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crushing mechanism
- particles
- fluidized bed
- draft tube
- bed apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 100
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 26
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 7
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 10
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/006—Coating of the granules without description of the process or the device by which the granules are obtained
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
- B01J8/006—Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
- B01J8/1854—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement inside the reactor to form a loop
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
- B01J8/1863—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement outside the reactor and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/382—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it with a rotatable device only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
- B01J8/386—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only internally, i.e. the particles rotate within the vessel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品、農薬、食品等の細粒、顆粒等を製造する際に用いられる流動層装置に関し、特に、粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理に好適な流動層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流動層装置は、一般に、処理容器の底部から導入した流動化気体によって、処理容器内に粉粒体粒子の流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（コーティング液、バインダー液等）を噴霧して造粒又はコーティングを行うものである。この種の流動層装置の中で、粉粒体粒子の転動、噴流、及び攪拌等を伴うものは複合型流動層装置と呼ばれている。
【０００３】
図８は、ドラフトチューブ５’を備えた流動層装置（通称「ワースター式流動層装置」）を示している。この流動層装置は、処理容器３’の中央部にドラフトチューブ５’を設置し、該チューブ５’内を上昇する気流に乗せて粒子に上向きの流れ（噴流層）を起こさせ、処理容器３’の底部中央に設置したスプレーノズル６’から該チューブ５’内の粒子に向けて上向きに膜剤液、薬剤液等のスプレー液をスプレーするものである。この種の流動層装置によれば、コーティングゾーンに大量の粒子を高速で送り込むことができるので、スプレードライ現象や粒子同士の二次凝集が起こりにくく、微粒子に対して収率の良いコーティング処理が可能である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００―６２２７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、流動層装置において、スプレー液中の基材成分の付着性、粘着性に起因する粒子同士の凝集性を制御する手段として、スプレー液の噴霧速度を粒子同士の二次凝集が生じないレベルまで低く設定し（コーティング操作時）、あるいは、スプレー液の噴霧速度を粒子同士の過剰凝集による団粒が生じないレベルまで低く設定する（造粒操作時）手段が採用されているが、スプレー液の噴霧速度を低く設定することによる処理時間の長さや、スプレー液の噴霧速度を設定するに際して、スプレー液の特性の把握に多くの実験を要するなど製品製造コストの面で問題が多かった。
【０００６】
また、凝集した粒子を圧縮空気の噴出力によって分散させる手段が採用される場合もあるが、期待される効果を得るためにはかなり高圧の圧縮空気を多くの噴射ノズルから噴射させる必要があり、粒子の乾燥に寄与しない空気の消費量が増加するという問題があった。
【０００７】
さらに、スプレー液の噴霧速度を最適設定し、あるいは、圧縮空気による分散を行ったとしても、粒子径の小さな粒子、例えば粒子径１００μｍ以下、特に粒子径５０μｍ以下の微粒子に対して、二次凝集を生じさせることなくコーティング処理を施したり、あるいは、上記の粒子径を仕上がり粒子径とする造粒処理において、粒度分布のシャープな製品粒子を製造することは事実上困難であった。
【０００８】
本発明の課題は、粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理を効率良く、高い収率で行うことが可能な流動層装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、処理容器と、処理容器の底部の側に配設された回転ロータと、回転ロータの上方に配設され、粉粒体粒子の凝集を機械的な解砕力によって分散する解砕機構と、解砕機構の上方に配設されたドラフトチューブとを備え、処理容器の底部から導入された流動化気体によって、処理容器内の粉粒体粒子に、処理容器の内壁とドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成し、ドラフトチューブの内部に沿って下降する粉粒体粒子の凝集を解砕機構によって分散し、解砕機構を通過した粉粒体粒子を回転ロータの遠心力によって流動化気体の上昇気流に送る構成を提供する。
【００１０】
ここで「機械的な解砕力」とは、解砕機構を構成する部材の運動によって、粉粒体粒子に与えられる衝突力、衝撃力、反発力、圧壊力、剪断力、撹拌力、摩擦力などの力である。そのような機械的な解砕力によって粉粒体粒子の凝集を分散する解砕機構として、例えば、解砕羽根を有するインペラーを備えたもの、さらに、インペラーの解砕羽根と所定の間隙を設けて配設されたスクリーンを備えたものを採用することができる。また、上記の解砕機構として、同心状に配設され且つ複数の歯を有するロータ及びステータを備えたものを採用することができる。このようなロータ及びステータを備えた解砕機構はホモジナイザーとも呼ばれ、一般には、分散乳化装置に使用されている（例えば、株式会社パウレック製「ユニバーサルミキサーＳＲシリーズ」）。あるいは、上記の解砕機構として、相対回転する円盤に多数のピンを設けたもの（いわゆるピンミル）、多数のスイングハンマーを設けた円盤状のハンマープレートとインボリュート型のくぼみのあるライニングプレートとを備えたもの（例えば、株式会社パウレック製「Powrex
Atomizer」）等を採用することもできる。
【００１２】
また、処理容器の内部で流動循環する粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧するスプレーノズルを配設しても良い。その場合、スプレーノズルは、粉粒体粒子の流動層に対して上方から下方に向けてスプレー液を噴霧可能に配設しても良いし（いわゆるトップスプレー）、解砕機構を通過した粉粒体粒子にスプレー液を噴霧可能に配設しても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１は、この実施形態の流動層装置の全体構成を概念的に示している。
【００１５】
処理容器１は、例えば上方部分が円錐筒状、下方部分が円筒状をなし（上方部分が円筒状、下方部分が円錐筒状の場合もある。）、上部空間にフィルターシステム２が設置され、底部にパンチングメタル等の多孔板で構成された気体分散板３が配設される。また、底部の中心に回転ロータ４が配設され、回転ロータ４の上方に解砕機構５が配設され、解砕機構５の上方に円筒状のドラフトチューブ６が設置される。さらに、解砕機構５の側方に１又は複数のスプレーノズル７が配設される。
【００１６】
図２は、処理容器１の下方部分を示している。
【００１７】
ドラフトチューブ６は、解砕機構５のスクリーン５ｂと共に、取付部材６ａを介して処理容器１の側壁に固定され、その上端部は開口している。例えば、ドラフトチューブ６の上方部分６ｂは円筒形状、下方部分６ｃは下方に向かって縮径する円錐形状になっている。
【００１８】
解砕機構５は、複数、例えば２枚の解砕羽根５ａ１を有するインペラー５ａと、所定径の多数の孔を有するスクリーン（ふるい）５ｂとを備えている。スクリーン５ｂは下方に向かって縮径する円錐台形状をなし、ドラフトチューブ６の下端部に適合される。インペラー５ａは、回転軸５ｃの上方部分にボルト５ｄで着脱自在に固定され、その解砕羽根５ａ１の側縁はスクリーン５ｂの内面と所定の間隙を有している。回転軸５ｃは、気体分散板３の中心部を貫通して処理容器１の下方に延び、処理容器１のスタンド８に固定されたハウジング９に軸受１０で回転自在に支持される。尚、ハウジング９の内部はシール部材１１によってシールされる。また、回転軸５ｃと気体分散板３との間はラビリンスシールによってシールされる。
【００１９】
回転軸５ｃのインペラー５ａより下方部位に、スペーサ１３、エアキャップ１４、及び回転ロータ４が固定される。回転ロータ４は、気体分散板３の上面と所定の隙間を有し、気体分散板３の上面を覆うように配設される。
【００２０】
回転軸５ｃは、図示されていない適宜の回転駆動手段に連結され、回転駆動手段によって回転駆動される。回転軸５ｃの回転に伴い、インペラー５ａ、エアキャップ１４、及び回転ロータ４が一体となって高速回転する。尚、スクリーン５ｂの下端開口部は、インペラー５ａ及びエアキャップ１４との間にラビリンスシール（又は接触シール）を構成する。また、インペラー５ａと回転ロータ４は、相互に異なる速度で回転させるようにしても良い（例えば、回転ロータ４の回転速度をインペラー５ａの回転速度をよりも遅くする。）。この場合、インペラー５ａの回転軸を内軸、回転ロータ４の回転軸を外軸とする二重軸構造とし、各回転軸をそれぞれ回転速度の異なる回転駆動手段に連結すると良い。
【００２１】
スプレーノズル７は、例えば、回転軸５ｃの軸心を中心とする所定半径の円に対して、接線方向にスプレー液を噴霧するように配置される（いわゆるタンジェンシャルスプレー）。
【００２２】
流動化気体（例えば熱風）は、気体分散板３を介して処理容器１内に給気される。気体分散板３から処理容器１内に噴出した流動化気体は、回転ロータ４の下面と気体分散板３の上面との間の隙間部を通り、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部を上昇し、さらに、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部と、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇して、フィルターシステム２に達する。そして、フィルターシステム２で微粉等を濾過された後、装置外部に排気される。また、解砕機構５のインペラー５ａの回転によるファン効果によって、スクリーン５ｂの内側から外側への気流が発生する。これにより、ドラフトチューブ６の内部は周囲に比べてごく弱い負圧になり、ドラフトチューブ６の上端部では周囲の粉粒体粒子を内部に吸引する効果が得られる。尚、この吸引効果をさらに高めるため、回転により、上方から下方への気流を生じされる翼状部分をインペラー５ａに一体に形成し、あるいは、翼状部材をインペラー５ａ又はその回転軸５ｃに装着するようにしても良い。
【００２３】
図１に示すように、処理容器１内に投入された粉粒体粒子Ｐは、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇し、処理容器１内をある程度上昇した後、自重によって下降し、さらに上記の吸引効果を受けて、ドラフトチューブ６の内部に流入する。そして、ドラフトチューブ６内に流入した粉粒体粒子Ｐは、ドラフトチューブ６内を下降して解砕機構５に達し、インペラー５ａの回転に伴う遠心効果を受け、所定径の多数の孔を有するスクリーン５ｂを通過する際に二次凝集部分や団粒部分が解砕されて、単粒子状または所定粒径に粒子に分散される。
【００２４】
解砕機構５を通過した粉粒体粒子Ｐは、回転ロータ４の遠心効果によって再び上記の上昇気流に戻される。このようにして、処理容器１内の粉粒体粒子Ｐに、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇し、ドラフトチューブ６の内部に沿って下降する方向に浮遊循環する流動層が形成される。
【００２５】
回転ロータ４の遠心効果によって上記の上昇気流に戻された粉粒体粒子Ｐは、この位置で、スプレーノズル７からスプレー液の噴霧を受ける。スプレーノズル７から噴霧されるスプレー液のミストによって粉粒体粒子Ｐが湿潤を受けると同時に、スプレー液中に含まれるコーティング基材が粉粒体粒子Ｐの表面に付着し（コーティング処理時）、あるいは、スプレー液中に含まれるバインダー基材によって複数の粒子が凝集して所定径の粒子に成長する（造粒処理時）。そして、スプレー液の噴霧を受けた粉粒体粒子Ｐは、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する際に乾燥を受け、再びドラフトチューブ６の内部に流入する。
【００２６】
上記のようにして、解砕→スプレー液噴霧→乾燥というサイクルを連続して行うことによって、微小粒径の単粒子に対するコーティング処理が可能となり、あるいは、仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理が可能なる。例えば、コーティング処理の場合、粒子径１００μｍ以下、特に粒子径５０μｍ以下（例えば１０μｍ程度）の単粒子（核粒子）に二次凝集を生じさせることなくコーティング被膜を形成することが可能である。また、造粒処理の場合、仕上がり粒子径１００μｍ以下、特に仕上がり粒子径５０μｍ以下の粒子をシャープな粒度分布で収率良く製造することが可能である。尚、スプレーノズル７は、粉粒体粒子の流動層に対して上方から下方に向けてスプレー液を噴霧するように配設しても良い（いわゆるトップスプレー）。
【００２７】
図３は、本発明の他の実施形態に係る流動層装置を示している。この実施形態では、複数の歯を有するロータ１５ａとステータ（外ステータ１５ｂ、内ロータ１５ｃ）とを備えた解砕機構１５を採用している。
【００２８】
図４に示すように、ロータ１５ａは、円盤状の基部１５ａ１と、基部１５ａ１の上面から上方に一体に延びた複数の櫛状歯１５ａ２とを備えている。基部１５ａ１の中心部には、例えば回転軸５ｃにキー結合されるボス部１５ａ１１が形成され、基部１５ａ１の上面の外周部には下面側に向かって傾斜するテーパ面１５ａ１２が形成されている。櫛状歯１５ａ２は、同心状に配列された外歯１５ａ２１、中歯１５ａ２２、内歯１５ａ２３で構成される。外歯１５ａ２１、中歯１５ａ２２、内歯１５ａ２３は、それぞれ、円周方向に所定間隔で分散された状態で複数形成されている。図１に示すように、ロータ１５ａは回転軸５ｃに連結され、その下面は回転ロータ４の上面にあてがわれる。
【００２９】
図５に示すように、外ステータ１５ｂは、円周方向に所定間隔で配列された複数の歯１５ｂ１と、各歯１５ｂ１の下端を一体に連続される下側環状部１５ｂ２と、各歯１５ｂ１の上端を一体に連続される上側環状部１５ｂ３と、上側環状部１５ｂ３に一体に設けられたフランジ１５ｂ４とを備えている。円周方向に隣接する歯１５ｂ１と歯１５ｂ１の間は窓状の空間部１５ｂ５になっている。
【００３０】
図６に示すように、内ステータ１５ｃは、円周方向に所定間隔で配列された複数の歯１５ｃ１と、各歯１５ｃ１の下端を一体に連続される下側環状部１５ｃ２と、各歯１５ｃ１の上端を一体に連続される上側環状部１５ｃ３と、上側環状部１５ｃ３に一体に設けられたフランジ１５ｃ４とを備えている。円周方向に隣接する歯１５ｃ１と歯１５ｃ１との間は窓状の空間部１５ｃ４になっている。内ステータ１５ｃの歯１５ｃ１のピッチ円直径は、外ステータ１５ｂの歯１５ｂ１のピッチ円直径よりも小径である。
【００３１】
図７に示すように、外ステータ１５ｂと内ステータ１５ｃは、歯１５ｃ１を歯１５ｂ１の内周側に組み入れると共に、フランジ１５ｂ４をフランジ１５ｃ４フランジの下面にあてがった状態で、ボルト１６にて、ドラフトチューブ６の下端部に固定される。この状態で、外ステータ１５ｂの歯１５ｂ１はロータ１５ａの外歯１５ａ２１と中歯１５ａ２２との間に所定の隙間を介して挿入され、内ステータ１５ｃの歯１５ｃ１はロータ１５ａの中歯１５ａ２２と内歯１５ａ２３との間に所定の隙間を介して挿入される。
【００３２】
回転軸５ｃの回転に伴い、ロータ１５ａが外ステータ１５ｂ及び内ステータ１５ｃに対して高速で相対回転すると、ロータ１５ａの回転に伴うタービュランス効果によって、粉粒体が解砕機構１５の内部に吸い込まれる。そして、その吸い込まれた粉粒体は、ロータ１５ａの回転に伴う遠心力によって、ロータ１５ａの外歯１５ａ２１、中歯１５ａ２２、内歯１５ａ２３と、外ステータ１５ｂの歯１５ｂ１及び内ステータ１５ｃの歯１５ｃ１との間から外径側に押し出され、その際に、二次凝集部分や団粒部分が解砕されて、単粒子状または所定粒径の粒子に分散される。
【００３３】
解砕機構１５を通過した粉粒体粒子は、回転ロータ４の遠心力によって、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に戻されるが、この実施形態では、ロータ１５ａの外周部にテーパ面１５ａ１２を設けているので、解砕機構１５を通過した粉粒体粒子はテーパ面１５ａ１２の案内作用によって、回転ロータ４の上面に円滑に乗り移ることができる。
【００３４】
また、この実施形態では、回転に伴い上方から下方へ向かう気流を発生させる翼状部材１７を回転軸５ｃの上端部に装着している。解砕機構１５のタービュランス効果に、翼状部材１７の回転によって生じる気流の吸引作用を付加することにより、ドラフトチューブ６の上端部周辺の粉粒体粒子をドラフトチューブ６の内部に効果的に吸引することができる。
【００３５】
さらに、この実施形態では、ドラフトチューブ６の上端部近傍に位置する処理容器１の内壁に、上方に向かって漸次縮径する円錐テーパ状の案内面１ａを設けている。ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇する粉粒体粒子を、円錐テーパ状の案内面１ａによってドラフトチューブ６の方向に案内することにより、粉粒体粒子をドラフトチューブ６の内部に円滑に流入させることができる。
【００３６】
その他の事項は、図１及び図２に示す実施形態と同様であるので重複する説明を省略する。また、図３において、図１及び図２に符号を付して示した部材又は部分と実質的に同一の部材又は部分は同一の符号を付して示す。
【発明の効果】
本発明は以下に示す効果を有する。
【００３７】
（１）粉粒体粒子の二次凝集部分や団粒部分を解砕機構によって分散するので、粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理を効率良く、高い収率で行うことができる。
【００３８】
（２）処理容器内で流動循環する粉粒体粒子の流れをドラフトチューブの内外部で案内するので、処理容器内における粉粒体粒子の流れが安定し、また、解砕機構を通過した粉粒体粒子を回転ロータの遠心力によって流動化気体の上昇気流に送るので、処理容器内における粉粒体粒子の流動循環が円滑に行われ、解砕、スプレー液噴霧、乾燥という一連のサイクルを単一装置内で安定して行うことが可能である。
【００３９】
（３）操作中の粉粒体粒子の付着凝集性は、解砕機構によって制御可能であるので、流動化気体による乾燥能力とスプレー液噴霧速度とのバランス計算や、スプレー液の特性の把握に多くの労力を払う必要がなくなり、製造工程が簡略化する。また、凝集した粒子を圧縮空気の噴出力によって分散させる従来手段のように、粒子の乾燥に寄与しない空気の消費量が増加するという問題も生じない。
【００４０】
（４）インペラーとスクリーンを備えた解砕機構は、単粒子を解砕するような解砕力は無く、二次凝集した粒子や過剰凝集により団粒を形成した粒子のみを解砕することができる。そのため、粒子の摩損による微粉の発生が生じにくく、製品の収率が高い。また、スクリーンやインペラーの形状および回転数を適宜選択することによって、目的とする仕上がり粒子径を容易に制御することができる。さらに、インペラーとスクリーンとの間の間隙で粒子に摩擦効果が与えられるため、例えば粒子に対するワックスコーティングなどでは、核粒子を処理容器内で流動循環させつつワックス粉を粉末のまま少量づつ添加することによって、いわゆる乾式コーティングが可能となる。
【００４１】
（５）同心状に配設された複数の歯を有するロータ及びステータを備えた解砕機構は、二次凝集した粒子や過剰凝集により団粒を形成した粒子の解砕効果が高く、また、粉粒体粒子の吸引・押し出し作用が高いので、解砕機構の周辺部における粒子滞留が生じにくく、処理容器内における粉粒体粒子の良好な流動循環がより一層促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る流動層装置の全体構成を概念的に示す断面図である。
【図２】処理容器の下方部分を示す拡大断面図である。
【図３】他の実施形態に係る流動層装置を示す断面図である。
【図４】解砕機構のロータを示す平面図｛図４（ａ）｝、断面図｛図４（ｂ）｝である。
【図５】解砕機構の外ステータを示す平面図｛図５（ａ）｝、断面図｛図５（ｂ）｝である。
【図６】解砕機構の内ステータを示す平面図｛図６（ａ）｝、断面図｛図６（ｂ）｝である。
【図７】解砕機構を示す拡大断面図である。
【図８】従来の流動層装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 処理容器
５ 解砕機構
５ａ インペラー
５ｂ スクリーン
６ ドラフトチューブ
７ スプレーノズル
１５ 解砕機構
１５ａ ローラ
１５ｂ 外ステータ
１５ｃ 内ステータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品、農薬、食品等の細粒、顆粒等を製造する際に用いられる流動層装置に関し、特に、粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理に好適な流動層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流動層装置は、一般に、処理容器の底部から導入した流動化気体によって、処理容器内に粉粒体粒子の流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（コーティング液、バインダー液等）を噴霧して造粒又はコーティングを行うものである。この種の流動層装置の中で、粉粒体粒子の転動、噴流、及び攪拌等を伴うものは複合型流動層装置と呼ばれている。
【０００３】
図８は、ドラフトチューブ５’を備えた流動層装置（通称「ワースター式流動層装置」）を示している。この流動層装置は、処理容器３’の中央部にドラフトチューブ５’を設置し、該チューブ５’内を上昇する気流に乗せて粒子に上向きの流れ（噴流層）を起こさせ、処理容器３’の底部中央に設置したスプレーノズル６’から該チューブ５’内の粒子に向けて上向きに膜剤液、薬剤液等のスプレー液をスプレーするものである。この種の流動層装置によれば、コーティングゾーンに大量の粒子を高速で送り込むことができるので、スプレードライ現象や粒子同士の二次凝集が起こりにくく、微粒子に対して収率の良いコーティング処理が可能である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００―６２２７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、流動層装置において、スプレー液中の基材成分の付着性、粘着性に起因する粒子同士の凝集性を制御する手段として、スプレー液の噴霧速度を粒子同士の二次凝集が生じないレベルまで低く設定し（コーティング操作時）、あるいは、スプレー液の噴霧速度を粒子同士の過剰凝集による団粒が生じないレベルまで低く設定する（造粒操作時）手段が採用されているが、スプレー液の噴霧速度を低く設定することによる処理時間の長さや、スプレー液の噴霧速度を設定するに際して、スプレー液の特性の把握に多くの実験を要するなど製品製造コストの面で問題が多かった。
【０００６】
また、凝集した粒子を圧縮空気の噴出力によって分散させる手段が採用される場合もあるが、期待される効果を得るためにはかなり高圧の圧縮空気を多くの噴射ノズルから噴射させる必要があり、粒子の乾燥に寄与しない空気の消費量が増加するという問題があった。
【０００７】
さらに、スプレー液の噴霧速度を最適設定し、あるいは、圧縮空気による分散を行ったとしても、粒子径の小さな粒子、例えば粒子径１００μｍ以下、特に粒子径５０μｍ以下の微粒子に対して、二次凝集を生じさせることなくコーティング処理を施したり、あるいは、上記の粒子径を仕上がり粒子径とする造粒処理において、粒度分布のシャープな製品粒子を製造することは事実上困難であった。
【０００８】
本発明の課題は、粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理を効率良く、高い収率で行うことが可能な流動層装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、処理容器と、処理容器の底部の側に配設された回転ロータと、回転ロータの上方に配設され、粉粒体粒子の凝集を機械的な解砕力によって分散する解砕機構と、解砕機構の上方に配設されたドラフトチューブとを備え、処理容器の底部から導入された流動化気体によって、処理容器内の粉粒体粒子に、処理容器の内壁とドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成し、ドラフトチューブの内部に沿って下降する粉粒体粒子の凝集を解砕機構によって分散し、解砕機構を通過した粉粒体粒子を回転ロータの遠心力によって流動化気体の上昇気流に送る構成を提供する。
【００１０】
ここで「機械的な解砕力」とは、解砕機構を構成する部材の運動によって、粉粒体粒子に与えられる衝突力、衝撃力、反発力、圧壊力、剪断力、撹拌力、摩擦力などの力である。そのような機械的な解砕力によって粉粒体粒子の凝集を分散する解砕機構として、例えば、解砕羽根を有するインペラーを備えたもの、さらに、インペラーの解砕羽根と所定の間隙を設けて配設されたスクリーンを備えたものを採用することができる。また、上記の解砕機構として、同心状に配設され且つ複数の歯を有するロータ及びステータを備えたものを採用することができる。このようなロータ及びステータを備えた解砕機構はホモジナイザーとも呼ばれ、一般には、分散乳化装置に使用されている（例えば、株式会社パウレック製「ユニバーサルミキサーＳＲシリーズ」）。あるいは、上記の解砕機構として、相対回転する円盤に多数のピンを設けたもの（いわゆるピンミル）、多数のスイングハンマーを設けた円盤状のハンマープレートとインボリュート型のくぼみのあるライニングプレートとを備えたもの（例えば、株式会社パウレック製「Powrex
Atomizer」）等を採用することもできる。
【００１２】
また、処理容器の内部で流動循環する粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧するスプレーノズルを配設しても良い。その場合、スプレーノズルは、粉粒体粒子の流動層に対して上方から下方に向けてスプレー液を噴霧可能に配設しても良いし（いわゆるトップスプレー）、解砕機構を通過した粉粒体粒子にスプレー液を噴霧可能に配設しても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１は、この実施形態の流動層装置の全体構成を概念的に示している。
【００１５】
処理容器１は、例えば上方部分が円錐筒状、下方部分が円筒状をなし（上方部分が円筒状、下方部分が円錐筒状の場合もある。）、上部空間にフィルターシステム２が設置され、底部にパンチングメタル等の多孔板で構成された気体分散板３が配設される。また、底部の中心に回転ロータ４が配設され、回転ロータ４の上方に解砕機構５が配設され、解砕機構５の上方に円筒状のドラフトチューブ６が設置される。さらに、解砕機構５の側方に１又は複数のスプレーノズル７が配設される。
【００１６】
図２は、処理容器１の下方部分を示している。
【００１７】
ドラフトチューブ６は、解砕機構５のスクリーン５ｂと共に、取付部材６ａを介して処理容器１の側壁に固定され、その上端部は開口している。例えば、ドラフトチューブ６の上方部分６ｂは円筒形状、下方部分６ｃは下方に向かって縮径する円錐形状になっている。
【００１８】
解砕機構５は、複数、例えば２枚の解砕羽根５ａ１を有するインペラー５ａと、所定径の多数の孔を有するスクリーン（ふるい）５ｂとを備えている。スクリーン５ｂは下方に向かって縮径する円錐台形状をなし、ドラフトチューブ６の下端部に適合される。インペラー５ａは、回転軸５ｃの上方部分にボルト５ｄで着脱自在に固定され、その解砕羽根５ａ１の側縁はスクリーン５ｂの内面と所定の間隙を有している。回転軸５ｃは、気体分散板３の中心部を貫通して処理容器１の下方に延び、処理容器１のスタンド８に固定されたハウジング９に軸受１０で回転自在に支持される。尚、ハウジング９の内部はシール部材１１によってシールされる。また、回転軸５ｃと気体分散板３との間はラビリンスシールによってシールされる。
【００１９】
回転軸５ｃのインペラー５ａより下方部位に、スペーサ１３、エアキャップ１４、及び回転ロータ４が固定される。回転ロータ４は、気体分散板３の上面と所定の隙間を有し、気体分散板３の上面を覆うように配設される。
【００２０】
回転軸５ｃは、図示されていない適宜の回転駆動手段に連結され、回転駆動手段によって回転駆動される。回転軸５ｃの回転に伴い、インペラー５ａ、エアキャップ１４、及び回転ロータ４が一体となって高速回転する。尚、スクリーン５ｂの下端開口部は、インペラー５ａ及びエアキャップ１４との間にラビリンスシール（又は接触シール）を構成する。また、インペラー５ａと回転ロータ４は、相互に異なる速度で回転させるようにしても良い（例えば、回転ロータ４の回転速度をインペラー５ａの回転速度をよりも遅くする。）。この場合、インペラー５ａの回転軸を内軸、回転ロータ４の回転軸を外軸とする二重軸構造とし、各回転軸をそれぞれ回転速度の異なる回転駆動手段に連結すると良い。
【００２１】
スプレーノズル７は、例えば、回転軸５ｃの軸心を中心とする所定半径の円に対して、接線方向にスプレー液を噴霧するように配置される（いわゆるタンジェンシャルスプレー）。
【００２２】
流動化気体（例えば熱風）は、気体分散板３を介して処理容器１内に給気される。気体分散板３から処理容器１内に噴出した流動化気体は、回転ロータ４の下面と気体分散板３の上面との間の隙間部を通り、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部を上昇し、さらに、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部と、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇して、フィルターシステム２に達する。そして、フィルターシステム２で微粉等を濾過された後、装置外部に排気される。また、解砕機構５のインペラー５ａの回転によるファン効果によって、スクリーン５ｂの内側から外側への気流が発生する。これにより、ドラフトチューブ６の内部は周囲に比べてごく弱い負圧になり、ドラフトチューブ６の上端部では周囲の粉粒体粒子を内部に吸引する効果が得られる。尚、この吸引効果をさらに高めるため、回転により、上方から下方への気流を生じされる翼状部分をインペラー５ａに一体に形成し、あるいは、翼状部材をインペラー５ａ又はその回転軸５ｃに装着するようにしても良い。
【００２３】
図１に示すように、処理容器１内に投入された粉粒体粒子Ｐは、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇し、処理容器１内をある程度上昇した後、自重によって下降し、さらに上記の吸引効果を受けて、ドラフトチューブ６の内部に流入する。そして、ドラフトチューブ６内に流入した粉粒体粒子Ｐは、ドラフトチューブ６内を下降して解砕機構５に達し、インペラー５ａの回転に伴う遠心効果を受け、所定径の多数の孔を有するスクリーン５ｂを通過する際に二次凝集部分や団粒部分が解砕されて、単粒子状または所定粒径に粒子に分散される。
【００２４】
解砕機構５を通過した粉粒体粒子Ｐは、回転ロータ４の遠心効果によって再び上記の上昇気流に戻される。このようにして、処理容器１内の粉粒体粒子Ｐに、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇し、ドラフトチューブ６の内部に沿って下降する方向に浮遊循環する流動層が形成される。
【００２５】
回転ロータ４の遠心効果によって上記の上昇気流に戻された粉粒体粒子Ｐは、この位置で、スプレーノズル７からスプレー液の噴霧を受ける。スプレーノズル７から噴霧されるスプレー液のミストによって粉粒体粒子Ｐが湿潤を受けると同時に、スプレー液中に含まれるコーティング基材が粉粒体粒子Ｐの表面に付着し（コーティング処理時）、あるいは、スプレー液中に含まれるバインダー基材によって複数の粒子が凝集して所定径の粒子に成長する（造粒処理時）。そして、スプレー液の噴霧を受けた粉粒体粒子Ｐは、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する際に乾燥を受け、再びドラフトチューブ６の内部に流入する。
【００２６】
上記のようにして、解砕→スプレー液噴霧→乾燥というサイクルを連続して行うことによって、微小粒径の単粒子に対するコーティング処理が可能となり、あるいは、仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理が可能なる。例えば、コーティング処理の場合、粒子径１００μｍ以下、特に粒子径５０μｍ以下（例えば１０μｍ程度）の単粒子（核粒子）に二次凝集を生じさせることなくコーティング被膜を形成することが可能である。また、造粒処理の場合、仕上がり粒子径１００μｍ以下、特に仕上がり粒子径５０μｍ以下の粒子をシャープな粒度分布で収率良く製造することが可能である。尚、スプレーノズル７は、粉粒体粒子の流動層に対して上方から下方に向けてスプレー液を噴霧するように配設しても良い（いわゆるトップスプレー）。
【００２７】
図３は、本発明の他の実施形態に係る流動層装置を示している。この実施形態では、複数の歯を有するロータ１５ａとステータ（外ステータ１５ｂ、内ロータ１５ｃ）とを備えた解砕機構１５を採用している。
【００２８】
図４に示すように、ロータ１５ａは、円盤状の基部１５ａ１と、基部１５ａ１の上面から上方に一体に延びた複数の櫛状歯１５ａ２とを備えている。基部１５ａ１の中心部には、例えば回転軸５ｃにキー結合されるボス部１５ａ１１が形成され、基部１５ａ１の上面の外周部には下面側に向かって傾斜するテーパ面１５ａ１２が形成されている。櫛状歯１５ａ２は、同心状に配列された外歯１５ａ２１、中歯１５ａ２２、内歯１５ａ２３で構成される。外歯１５ａ２１、中歯１５ａ２２、内歯１５ａ２３は、それぞれ、円周方向に所定間隔で分散された状態で複数形成されている。図１に示すように、ロータ１５ａは回転軸５ｃに連結され、その下面は回転ロータ４の上面にあてがわれる。
【００２９】
図５に示すように、外ステータ１５ｂは、円周方向に所定間隔で配列された複数の歯１５ｂ１と、各歯１５ｂ１の下端を一体に連続される下側環状部１５ｂ２と、各歯１５ｂ１の上端を一体に連続される上側環状部１５ｂ３と、上側環状部１５ｂ３に一体に設けられたフランジ１５ｂ４とを備えている。円周方向に隣接する歯１５ｂ１と歯１５ｂ１の間は窓状の空間部１５ｂ５になっている。
【００３０】
図６に示すように、内ステータ１５ｃは、円周方向に所定間隔で配列された複数の歯１５ｃ１と、各歯１５ｃ１の下端を一体に連続される下側環状部１５ｃ２と、各歯１５ｃ１の上端を一体に連続される上側環状部１５ｃ３と、上側環状部１５ｃ３に一体に設けられたフランジ１５ｃ４とを備えている。円周方向に隣接する歯１５ｃ１と歯１５ｃ１との間は窓状の空間部１５ｃ４になっている。内ステータ１５ｃの歯１５ｃ１のピッチ円直径は、外ステータ１５ｂの歯１５ｂ１のピッチ円直径よりも小径である。
【００３１】
図７に示すように、外ステータ１５ｂと内ステータ１５ｃは、歯１５ｃ１を歯１５ｂ１の内周側に組み入れると共に、フランジ１５ｂ４をフランジ１５ｃ４フランジの下面にあてがった状態で、ボルト１６にて、ドラフトチューブ６の下端部に固定される。この状態で、外ステータ１５ｂの歯１５ｂ１はロータ１５ａの外歯１５ａ２１と中歯１５ａ２２との間に所定の隙間を介して挿入され、内ステータ１５ｃの歯１５ｃ１はロータ１５ａの中歯１５ａ２２と内歯１５ａ２３との間に所定の隙間を介して挿入される。
【００３２】
回転軸５ｃの回転に伴い、ロータ１５ａが外ステータ１５ｂ及び内ステータ１５ｃに対して高速で相対回転すると、ロータ１５ａの回転に伴うタービュランス効果によって、粉粒体が解砕機構１５の内部に吸い込まれる。そして、その吸い込まれた粉粒体は、ロータ１５ａの回転に伴う遠心力によって、ロータ１５ａの外歯１５ａ２１、中歯１５ａ２２、内歯１５ａ２３と、外ステータ１５ｂの歯１５ｂ１及び内ステータ１５ｃの歯１５ｃ１との間から外径側に押し出され、その際に、二次凝集部分や団粒部分が解砕されて、単粒子状または所定粒径の粒子に分散される。
【００３３】
解砕機構１５を通過した粉粒体粒子は、回転ロータ４の遠心力によって、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に戻されるが、この実施形態では、ロータ１５ａの外周部にテーパ面１５ａ１２を設けているので、解砕機構１５を通過した粉粒体粒子はテーパ面１５ａ１２の案内作用によって、回転ロータ４の上面に円滑に乗り移ることができる。
【００３４】
また、この実施形態では、回転に伴い上方から下方へ向かう気流を発生させる翼状部材１７を回転軸５ｃの上端部に装着している。解砕機構１５のタービュランス効果に、翼状部材１７の回転によって生じる気流の吸引作用を付加することにより、ドラフトチューブ６の上端部周辺の粉粒体粒子をドラフトチューブ６の内部に効果的に吸引することができる。
【００３５】
さらに、この実施形態では、ドラフトチューブ６の上端部近傍に位置する処理容器１の内壁に、上方に向かって漸次縮径する円錐テーパ状の案内面１ａを設けている。ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇する粉粒体粒子を、円錐テーパ状の案内面１ａによってドラフトチューブ６の方向に案内することにより、粉粒体粒子をドラフトチューブ６の内部に円滑に流入させることができる。
【００３６】
その他の事項は、図１及び図２に示す実施形態と同様であるので重複する説明を省略する。また、図３において、図１及び図２に符号を付して示した部材又は部分と実質的に同一の部材又は部分は同一の符号を付して示す。
【発明の効果】
本発明は以下に示す効果を有する。
【００３７】
（１）粉粒体粒子の二次凝集部分や団粒部分を解砕機構によって分散するので、粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理を効率良く、高い収率で行うことができる。
【００３８】
（２）処理容器内で流動循環する粉粒体粒子の流れをドラフトチューブの内外部で案内するので、処理容器内における粉粒体粒子の流れが安定し、また、解砕機構を通過した粉粒体粒子を回転ロータの遠心力によって流動化気体の上昇気流に送るので、処理容器内における粉粒体粒子の流動循環が円滑に行われ、解砕、スプレー液噴霧、乾燥という一連のサイクルを単一装置内で安定して行うことが可能である。
【００３９】
（３）操作中の粉粒体粒子の付着凝集性は、解砕機構によって制御可能であるので、流動化気体による乾燥能力とスプレー液噴霧速度とのバランス計算や、スプレー液の特性の把握に多くの労力を払う必要がなくなり、製造工程が簡略化する。また、凝集した粒子を圧縮空気の噴出力によって分散させる従来手段のように、粒子の乾燥に寄与しない空気の消費量が増加するという問題も生じない。
【００４０】
（４）インペラーとスクリーンを備えた解砕機構は、単粒子を解砕するような解砕力は無く、二次凝集した粒子や過剰凝集により団粒を形成した粒子のみを解砕することができる。そのため、粒子の摩損による微粉の発生が生じにくく、製品の収率が高い。また、スクリーンやインペラーの形状および回転数を適宜選択することによって、目的とする仕上がり粒子径を容易に制御することができる。さらに、インペラーとスクリーンとの間の間隙で粒子に摩擦効果が与えられるため、例えば粒子に対するワックスコーティングなどでは、核粒子を処理容器内で流動循環させつつワックス粉を粉末のまま少量づつ添加することによって、いわゆる乾式コーティングが可能となる。
【００４１】
（５）同心状に配設された複数の歯を有するロータ及びステータを備えた解砕機構は、二次凝集した粒子や過剰凝集により団粒を形成した粒子の解砕効果が高く、また、粉粒体粒子の吸引・押し出し作用が高いので、解砕機構の周辺部における粒子滞留が生じにくく、処理容器内における粉粒体粒子の良好な流動循環がより一層促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る流動層装置の全体構成を概念的に示す断面図である。
【図２】処理容器の下方部分を示す拡大断面図である。
【図３】他の実施形態に係る流動層装置を示す断面図である。
【図４】解砕機構のロータを示す平面図｛図４（ａ）｝、断面図｛図４（ｂ）｝である。
【図５】解砕機構の外ステータを示す平面図｛図５（ａ）｝、断面図｛図５（ｂ）｝である。
【図６】解砕機構の内ステータを示す平面図｛図６（ａ）｝、断面図｛図６（ｂ）｝である。
【図７】解砕機構を示す拡大断面図である。
【図８】従来の流動層装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 処理容器
５ 解砕機構
５ａ インペラー
５ｂ スクリーン
６ ドラフトチューブ
７ スプレーノズル
１５ 解砕機構
１５ａ ローラ
１５ｂ 外ステータ
１５ｃ 内ステータ
Claims (6)
- 処理容器と、該処理容器の底部の側に配設された回転ロータと、該回転ロータの上方に配設され、粉粒体粒子の凝集を機械的な解砕力によって分散する解砕機構と、該解砕機構の上方に配設されたドラフトチューブとを備え、
前記処理容器の底部から導入された流動化気体によって、該処理容器内の粉粒体粒子に、該処理容器の内壁と前記ドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、前記ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成し、
前記ドラフトチューブの内部に沿って下降する前記粉粒体粒子の凝集を前記解砕機構によって分散し、
前記解砕機構を通過した粉粒体粒子を前記回転ロータの遠心力によって前記流動化気体の上昇気流に送ることを特徴とする流動層装置。 - 前記解砕機構は、解砕羽根を有するインペラーを備えていることを特徴とする請求項１に記載の流動層装置。
- 前記解砕機構は、前記インペラーの解砕羽根と所定の間隙を設けて配設されたスクリーンをさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の流動層装置。
- 前記解砕機構は、同心状に配設され且つ複数の歯を有するロータ及びステータとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の流動層装置。
- 前記処理容器の内部で流動循環する粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧するスプレーノズルを備えていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の流動層装置。
- 前記スプレーノズルは、前記解砕機構を通過した粉粒体粒子にスプレー液を噴霧可能に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の流動層装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003184917A JP4015593B2 (ja) | 2002-09-04 | 2003-06-27 | 流動層装置 |
| AU2003252745A AU2003252745A1 (en) | 2002-09-04 | 2003-07-30 | Fluidized bed device |
| CN03800262.0A CN1277600C (zh) | 2002-09-04 | 2003-07-30 | 流动层装置 |
| US10/526,248 US7297314B2 (en) | 2002-09-04 | 2003-07-30 | Fluidized bed device |
| PCT/JP2003/009712 WO2004022217A1 (ja) | 2002-09-04 | 2003-07-30 | 流動層装置 |
| EP03794072.3A EP1550502B1 (en) | 2002-09-04 | 2003-07-30 | Fluidized bed device |
| CA002495302A CA2495302C (en) | 2002-09-04 | 2003-07-30 | Fluidized bed apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002259096 | 2002-09-04 | ||
| JP2003184917A JP4015593B2 (ja) | 2002-09-04 | 2003-06-27 | 流動層装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007070900A Division JP4440278B2 (ja) | 2002-09-04 | 2007-03-19 | 流動層装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004148291A JP2004148291A (ja) | 2004-05-27 |
| JP4015593B2 true JP4015593B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=31980578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003184917A Expired - Lifetime JP4015593B2 (ja) | 2002-09-04 | 2003-06-27 | 流動層装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7297314B2 (ja) |
| EP (1) | EP1550502B1 (ja) |
| JP (1) | JP4015593B2 (ja) |
| CN (1) | CN1277600C (ja) |
| AU (1) | AU2003252745A1 (ja) |
| CA (1) | CA2495302C (ja) |
| WO (1) | WO2004022217A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4685400B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2011-05-18 | 株式会社パウレック | 粒子のコーティング方法 |
| DE102006005382A1 (de) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Glatt Gmbh | Messung, Überwachung und Regelung gerichteter Produktbewegungen in Wirbel- oder Strahlschichtanlagen und geeignete Anlagen |
| JP2008013480A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Sawai Pharmaceutical Co Ltd | 薬物含有微粒子およびその製造方法 |
| DE102006053375A1 (de) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Mischung von Pulvern |
| US7908765B2 (en) * | 2006-12-22 | 2011-03-22 | Collette Nv | Continuous granulating and drying apparatus |
| JP4963420B2 (ja) * | 2007-02-06 | 2012-06-27 | キヤノン株式会社 | キャリア及びキャリアの製造方法 |
| JP4931222B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-05-16 | パウダーテック株式会社 | 電子写真現像剤用樹脂コートキャリアの製造方法 |
| EP2090357B1 (en) * | 2007-12-24 | 2018-04-04 | Borealis Technology OY | Reactor system and process for the catalytic polymerization of olefins, and the use of such reactor system in catalytic polymerization of olefins |
| EP2082797A1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-29 | Borealis Technology OY | Reactor system for the catalytic polymerization of olefins comprising shielding means and a process and use thereof |
| JP4914850B2 (ja) * | 2008-02-13 | 2012-04-11 | 株式会社リコー | 粉体処理装置 |
| JP5872140B2 (ja) | 2010-03-25 | 2016-03-01 | 住友ベークライト株式会社 | 粒子製造方法および半導体封止用樹脂組成物の製造方法 |
| FR2977259B1 (fr) | 2011-06-28 | 2013-08-02 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif a profil specifique de reacteur de type lit a jet pour depot par cvd |
| JO3679B1 (ar) | 2013-08-19 | 2020-08-27 | Mosaic Co | نظام وأساليب لإضافة مضافات زراعية، بيولوجية، و/أومزيلة غبار مفيدة الى الأسمدة الحبيبية |
| JP6345985B2 (ja) * | 2014-05-01 | 2018-06-20 | 小林 博 | 粉体ないしは粒子の表面を微細粒子の集まりで覆う表面処理装置 |
| US9751099B2 (en) * | 2014-06-10 | 2017-09-05 | Freund-Victor Corporation | Wurster accelerator with powder applicator |
| CN108137429A (zh) | 2015-08-12 | 2018-06-08 | 美盛有限公司 | 用以提高锌溶解度和可利用性的肥料的酸处理 |
| JP6067154B1 (ja) * | 2016-01-25 | 2017-01-25 | 株式会社樋口商会 | コーティング粒子の製造方法 |
| CN108854869B (zh) * | 2017-05-10 | 2023-10-31 | 中国石油天然气集团公司 | 一种细粉提升装置 |
| JP7194375B2 (ja) * | 2017-06-29 | 2022-12-22 | アリメント工業株式会社 | 被覆粉末食品及びその製造方法 |
| CN107552204B (zh) * | 2017-09-28 | 2024-04-30 | 天津西敦粉漆科技有限公司 | 一种空气分级磨粉碎装置 |
| JP7698176B2 (ja) * | 2020-09-15 | 2025-06-25 | 株式会社パウレック | ゼラチン粒子製造方法およびゼラチン粒子製造装置 |
| CN112691765A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-23 | 福汕生物科技(河北)有限公司 | 一种富硒木耳加工用破壁装置及其使用方法 |
| CN114210522B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-02-28 | 成都华川电装有限责任公司 | 无轴式旋转涂覆装置 |
| CN117548041B (zh) * | 2024-01-11 | 2024-04-02 | 淄博鲁华泓锦新材料集团股份有限公司 | 化工用催化反应设备 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5365272A (en) * | 1976-11-24 | 1978-06-10 | Okawara Mfg | Granule manufacturing apparatus |
| US5227136A (en) * | 1986-02-07 | 1993-07-13 | Envirotech Corporation | Bioslurry reactor for treatment of slurries containing minerals, soils and sludges |
| JPH01284329A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 微粒体を造粒、コーティングおよび乾燥させる方法および装置 |
| ATE119805T1 (de) * | 1991-07-11 | 1995-04-15 | Glatt Gmbh | Verfahren und einrichtung zum beschichten von teilchen. |
| JP3477581B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2003-12-10 | 不二パウダル株式会社 | 造粒方法 |
| DE4435839A1 (de) * | 1994-10-07 | 1996-04-11 | Bayer Ag | Schlammphasenreaktor und dessen Verwendung |
| US5779996A (en) * | 1995-04-21 | 1998-07-14 | Innovative Biosystems, Inc. | Microbial remediation reactor and process |
| JP3827452B2 (ja) | 1998-08-14 | 2006-09-27 | トッパン・フォームズ株式会社 | 連続プリント方法 |
-
2003
- 2003-06-27 JP JP2003184917A patent/JP4015593B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-30 CN CN03800262.0A patent/CN1277600C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-30 CA CA002495302A patent/CA2495302C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-30 AU AU2003252745A patent/AU2003252745A1/en not_active Abandoned
- 2003-07-30 EP EP03794072.3A patent/EP1550502B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-07-30 WO PCT/JP2003/009712 patent/WO2004022217A1/ja active Application Filing
- 2003-07-30 US US10/526,248 patent/US7297314B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003252745A1 (en) | 2004-03-29 |
| JP2004148291A (ja) | 2004-05-27 |
| EP1550502A1 (en) | 2005-07-06 |
| EP1550502A4 (en) | 2006-09-27 |
| US20060104871A1 (en) | 2006-05-18 |
| CA2495302A1 (en) | 2004-03-18 |
| US7297314B2 (en) | 2007-11-20 |
| CN1277600C (zh) | 2006-10-04 |
| CA2495302C (en) | 2009-01-13 |
| WO2004022217A1 (ja) | 2004-03-18 |
| EP1550502B1 (en) | 2013-11-20 |
| CN1522172A (zh) | 2004-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4015593B2 (ja) | 流動層装置 | |
| EP0241930B1 (en) | Particulate material treating apparatus | |
| JP5451006B2 (ja) | 媒体攪拌型粉体処理装置 | |
| JP2009240887A (ja) | メディア混合式ミル | |
| US4967688A (en) | Powder processing apparatus | |
| JPH0673620B2 (ja) | 分散装置 | |
| JP4440278B2 (ja) | 流動層装置 | |
| JP4053379B2 (ja) | 流動層装置 | |
| JP4685400B2 (ja) | 粒子のコーティング方法 | |
| JP6808212B2 (ja) | メディア循環型粉砕機 | |
| JPH06100422B2 (ja) | 湿潤原料の乾燥粉砕装置 | |
| JP3640994B2 (ja) | 高速撹拌型分散機 | |
| JP2597179B2 (ja) | 遠心流動粉砕装置 | |
| JP2646111B2 (ja) | 連続流通攪拌装置 | |
| JPH09103668A (ja) | 粉粒体処理装置 | |
| JP2008149257A (ja) | 粉砕分級装置 | |
| JP2749003B2 (ja) | 遠心流動粉砕装置 | |
| JP2005246316A (ja) | メディア攪拌型湿式粉砕機 | |
| JP2594829B2 (ja) | 遠心流動粉砕装置 | |
| JP2787967B2 (ja) | 遠心流動粉砕装置 | |
| JP2746319B2 (ja) | 遠心流動粉砕装置 | |
| JPS5995924A (ja) | 造粒コ−チング装置 | |
| JPH0587294B2 (ja) | ||
| JPH0365250A (ja) | 遠心流動粉砕装置 | |
| JP2790227B2 (ja) | 遠心流動粉砕装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050301 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070117 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070319 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070816 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070913 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4015593 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150921 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |