CN103037962A - 造粒方法及造粒装置 - Google Patents

Abstract

造粒方法是将含有水溶性组分的粉末造粒的方法。在所揭示的造粒方法中，将细小水滴分散于过热蒸气中的分散体自喷嘴喷射，且由此所述分散体与呈流动状态的粉末彼此接触。优选地，作为由自所述喷嘴喷射的过热蒸汽的理论流动量及供应至所述喷嘴的水的实际流动量测定的质量比，所述分散体中含有的过热蒸汽的质量比设定为介于20质量％至70质量％范围内。

Description

造粒方法及造粒装置

技术领域

本发明涉及用于将含有水溶性组分的粉末造粒的造粒方法及造粒装置。

背景技术

传统上，对于食品及其它工业，提出了使用过热蒸汽中含有的水造粒(参见专利文件1及2)。近几年，一直使用过热蒸汽作为食品材料的加热介质。例如，专利文件3及非专利文件1提出用于烹调食物材料的加热介质，且这种加热介质是通过将细小水滴分散于过热蒸汽中来制备。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本特许公开案第2001-062278号

专利文件2：日本特许公开案第2007-054679号

专利文件3：日本特许公开案第2009-091386号

非专利文件

非专利文件1：FOODS & FOOD INGREDIENTS JOURNAL，第213卷，第11期，2008，P969-976

发明内容

本发明想要解决的问题

颗粒状产物通过干燥经由添加水造粒的颗粒状物质获得。由此获得的颗粒状产物比成分粉末具有更高的流动性。根据包括将过热蒸汽喷射于呈流动状态的粉末上方的造粒方法，添加至粉末的水的量的增加往往导致颗粒状产物的流动性增加。然而，添加至粉末的水的量越高，则干燥颗粒状物质所需要的时间越长。因此，颗粒状产物的生产效率下降。

本发明者已发现，通过使用由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体造粒，颗粒状产物的流动性得以改善。本发明打算提供即使添加至粉末的水的量较小也能够保持颗粒状产物的流动性的造粒方法及造粒装置。

解决问题的方法

为达成上述目标且根据本发明的第一方面，提供一种将含有水溶性组分的粉末造粒的造粒方法。这种方法包括将由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体自喷嘴喷射，从而使得分散体与呈流动状态的粉末接触。

在上文的造粒方法中，就由自喷嘴喷射的过热蒸汽的理论流动速率及进给至喷嘴的水的实际流动速率确定的质量比来说，分散体中含有的过热蒸汽的质量比优选地调节为介于20质量％至70质量％范围内。

上文的造粒方法优选地使用流化床造粒机、搅拌造粒机或连续造粒机。

上文的造粒方法优选地使用流化床造粒机或搅拌造粒机，且就由自喷嘴喷射的过热蒸汽的理论流动速率及进给至喷嘴的水的实际流动速率确定的质量比来说，分散体中含有的过热蒸汽的质量比优选地调节为介于23质量％至63质量％范围内。

上文的造粒方法优选地使用连续造粒机，且就由自喷嘴喷射的过热蒸汽的理论流动速率及进给至喷嘴的水的实际流动速率确定的质量比来说，分散体中含有的过热蒸汽的质量比优选地调节为介于24质量％至68质量％范围内。

在上文的造粒方法中，分散体优选地由分散体发生器产生，所述发生器包括喷嘴及用于加热将引导水至喷嘴的通道的加热器，通道中的温度优选地为105℃至150℃，通道中的压力为0.01MPa至0.30MPa，且分散体优选地自喷嘴喷射。

为达成上述目标且根据本发明的第二方面，提供用于实施上文的造粒方法的造粒设备。这种设备包括装备有分散体发生器的造粒机，所述发生器具有喷嘴及用于加热水通道的加热器。

为达成上述目标且根据本发明的第三方面，提供经由将含有水溶性组分的粉末造粒产生颗粒状物质的方法。这种方法包括使呈流动状态的粉末与由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体接触以达成造粒。

本发明的效果

本发明提供即使添加至粉末的水的量较小也能够保持流动性的造粒方法。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施方式的造粒方法的示意图；且

图2是显示测量装置的示意图。

具体实施方式

现将阐述根据本发明的一个实施方式的造粒方法。

根据本实施方式的造粒方法是将含有水溶性组分的粉末造粒的方法。根据这种造粒方法，将由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体自喷嘴喷射，且由此分散体与呈流动状态的粉末彼此接触。分散体是通过自喷嘴同时喷射饱和水蒸汽及液态水而获得。

粉末含有水溶性组分。因此，包含粉末的粒子由分散体中含有的水部分地膨胀或溶解。作为结果，水溶性组分起形成颗粒状物质的粘合剂的作用。经受这种造粒方法的粉末就其用途并无特定限制，且可用于例如食品、药物或化学用途。

过热蒸汽是加热至高于沸点的温度的水蒸汽。由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体可由图1中显示的分散体发生器11产生。分散体发生器11包括用于加热水通道12的加热器13及用于同时喷射饱和水蒸汽及液态水的喷嘴14。

使水经由计量泵(未显示)流动至通道12中。流动至通道12中的水经加热器13加热。作为结果，水部分蒸发以使通道12中的压力增加。换句话说，通过适当调节进给至通道12中的水的量及通道12中的温度使高于100℃的饱和水蒸汽与液态水共存。饱和水蒸汽及液态水由通道12引导至喷嘴14中，且同时自喷嘴14喷射。自喷嘴14喷射的饱和水蒸汽的压力瞬间降低至大气压力，且由此形成具有高于沸点的温度的过热蒸汽31。液态水以高速自喷嘴14喷射以形成细小水滴32。

加热器13的加热系统并无特定限制，只要其加热通道12的内部即可。加热器13的加热系统的实例包括传导加热、放射加热及高频加热。

喷嘴14的开孔位于造粒机21中。作为结果，由细小水滴32分散于过热蒸汽31构成的分散体进给至造粒机21中。同时，粉末33在造粒机21中流动。在粉末33与分散体接触之后，粉末33被通过分散体中的水冷凝形成的水部分地膨胀或溶解。更具体来说，分散体中的水使粉末33粘着，从而形成颗粒状物质。进给至分散体发生器11中的水优选为具有降低的钙离子及镁离子含量的软水或纯净水，从而防止通道12及喷嘴14中生水垢。

分散体中含有的过热蒸汽31的质量比优选为20质量％至70质量％。当质量比在这个范围内时，即使经由分散体添加至粉末33的水的量较小也可保持流动性。过热蒸汽31的质量比(S)是由自喷嘴14喷射的过热蒸汽31的理论流动速率(G)[g/min]及进给至喷嘴14的水的实际流动速率(F)[g/min]来计算，且由以下公式(1)表示：

S(质量％)＝G/F×100    (1)

进给至喷嘴14的水的实际流动速率(F)是由图1中显示的流量计17来测量。

过热蒸汽31的理论流动速率(G)[g/min]由以下公式(2)定义：

$G=C_d{A}_2\frac{P_1}{\sqrt{{\mathrm{RT}}_1}}\sqrt{2\frac{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\κ}-1}\{1-{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{\mathrm{\κ}-1}{\mathrm{\κ}}}\}}{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{1}{\mathrm{\κ}}}\·\·\·\left(2\right)$

A₂：喷嘴的开孔面积[m²]

P₁：通道内压力[MPa]

T₁：通道温度[K]

通道内压力(P₁)及通道温度(T₁)是由如图1中所显示的装备于喷嘴14附近的压力计15及温度计16来测量。

R：气体常数＝461.5[J/kg/K]

κ：比热容比＝1.34

P₂是临界压力Pc[MPa]，且由以下公式(3)表示：

$P_c=P_1{\left(\frac{2}{\mathrm{\κ}+1}\right)}^{\frac{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\κ}-1}}\·\·\·\left(3\right)$

C_d由以下公式(4)计算：

α：喷嘴系数

β：喷嘴系数

Re：雷诺数(Reynolds number)＝10⁴至10⁶

喷嘴系数α及β自根据Proceedings of The Japan Society of MechanicalEngineers，第66卷，第642期，第98-1326册(第438-444页)中的“Relationshipbetween Coefficient of Discharge of Sonic Nozzle and Gas Type”测量的值得到。在本说明中，喷嘴系数α及β自使用空气获得的各个实际测量值计算。

图2是显示用于获得喷嘴系数α及β的测量装置的示意图。如图2中所显示，空气自压缩机43送给至设置于测量装置41中的通道42内。将送给至通道42中的空气引导至喷嘴44。通道42中设有用于调节进给至喷嘴44中的空气流动速率的阀45及用于测量空气流动速率的流量计46。另外，在喷嘴44附近设有用于测量通道42中的温度的温度计47及用于测量通道42中的压力的压力计48。喷嘴系数α及β是使用测量装置41根据以下步骤(1)至(5)来测定。

<步骤(1)>

通过操作阀45在数个至数十个水平上调节空气流动速率，且流动速率U′、温度T₁及压力P₁分别由流量计46、温度计47及压力计48来测量。

<步骤(2)>

各流动速率下的理论空气流动速率q由以下公式(5)计算：

$q=A_2\frac{P_1}{\sqrt{{\mathrm{RT}}_1}}{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{1}{\mathrm{\&kappa;}}}\sqrt{2\frac{\mathrm{\&kappa;}}{\mathrm{\&kappa;}-1}\{1-{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{\mathrm{\&kappa;}-1}{\mathrm{\&kappa;}}}\}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

在公式(5)中，T₁及P₁是在<步骤(1)>中测量的温度T₁及压力P₁。在公式(5)中，P₂是喷嘴44的喷孔处的压力，且压力P₂是选自由公式(2)及(3)表示的临界压力Pc或大气压力Pa的较高的那个。将空气的气体常数及比热容比指定为公式(3)中的R及κ：

R＝287.10[J/kg/K]

κ＝1.4020

<步骤(3)>

计算各流动速率下实际空气流动速率q′对理论空气流动速率q之比u(u＝q′/q)。实际空气流动速率q′是从由流量计46测量的体积流动速率计算的质量流动速率。

<步骤(4)>

对于各流动速率，自以下公式(6)计算雷诺数(Re)：

Re＝d/(ν×w₂)    (6)

d：喷嘴直径[m]

ν：空气的运动粘度系数[m²/s]

w₂：空气流动速度[m/s]

此处获得的雷诺数(Re)是喷嘴44的喷孔处的空气流的雷诺数。

空气的运动粘度系数(ν)如下计算：

ν＝η/ρ

η：空气的粘度系数[Pa·s]

空气的粘度系数(η)几乎不依赖于温度及压力，因此使用以下常数。

η＝18.58×10^-6[Pa·s]

ρ：空气密度[kg/m³]

空气密度(ρ)是使用<步骤(1)>中测量的温度T₁及压力P₁及气体状态方程来计算。更具体来说，空气密度(ρ)由以下公式(7)表示：

ρ＝P₂/(R×T₂)    (7)

对于绝热膨胀，公式(7)中的T₂自以下公式(8)计算：

$T_2=T_1{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{\mathrm{\&kappa;}}{\mathrm{\&kappa;}-1}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(8\right)$

公式(6)中的空气流动速度(w₂)是基于<步骤(1)>测量的温度T₁及压力P₁自以下公式(9)计算：

$w_2=\sqrt{\frac{2\mathrm{\&kappa;}{\mathrm{RT}}_1}{\mathrm{\&kappa;}-1}\{1-{\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{\mathrm{\&kappa;}-1}{\mathrm{\&kappa;}}}\}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

<步骤(5)>

对于各流动速率，将1/(Re)^1/2绘示于x轴上，并将<步骤(3)>中获得的u绘示于y轴上，且随后使用以下公式(10)作为回归公式计算喷嘴系数α及β，公式(10)是公式(4)的推导。

y＝α-βx    (10)

公式(4)中的雷诺数(Re)是自由图1中显示的分散体发生器11测量的压力及温度计算。更具体来说，雷诺数是由以下公式(11)计算。

Re＝d/(ν×w₂)    (11)

d：喷嘴直径[m]

ν：水蒸汽的运动粘度系数[m²/s]

w₂：水蒸汽的流动速度[m/s]

水蒸汽的运动粘度系数是自由压力计15及温度计16获得的测量值测定的粘度系数及自气体状态方程计算的水蒸汽密度计算。使用公式(9)计算水蒸汽的流动速度。

P₁：通道内压力[MPa]

T₁：通道温度[K]

通道内压力(P₁)及通道温度(T₁)是由图1中显示的压力计15及温度计16来测量。

R：气体常数＝461.5[J/kg/K]

κ：比热容比＝1.34

将由公式(3)计算的临界压力Pc[MPa]及大气压力Pa中的较高值指定为P₂。

以此方式测定过热蒸汽31的质量比(S)。

在分散体发生器11中，通道12的内压力是(例如)0.01MPa至0.30MPa，且通道12的温度是(例如)105℃至150℃。实际流动速率是(例如)10g/min至200g/min。表1显示过热蒸汽31的质量比(S)的具体实例。

(表1)

所述造粒方法可使用任何市售的造粒机。用于本实施方式的造粒方法的造粒机优选为流化床造粒机、搅拌造粒机或连续造粒机。

流化床造粒机的实例包括通过将热空气自造粒机的下面部分进给至造粒机中而使粉末流动的造粒机以及通过转动容纳粉末的容器而使粉末流动的造粒机。搅拌造粒机通过桨片旋转使粉末流动。连续造粒机将粉末作为给料连续进给至(例如)搅拌造粒机的造粒机中，且同时将形成的颗粒状物质连续自造粒机排出。造粒机可装备有振动发生器。

将由此获得的颗粒状物质干燥以达成预期水含量。使用用于干燥颗粒状物质的一般方法来干燥颗粒状物质。颗粒状物质可在经流化状态下或在未经流化状态下干燥。用于干燥经流化颗粒状物质的干燥器的实例包括流化床干燥器及旋转干燥器。用于干燥未经流化的颗粒状物质的干燥器的实例包括厢式干燥器、平板干燥器及带式干燥器。干燥过程中的加热方式的实例包括热空气加热、传导加热、辐射加热及高频加热。或者，可降低干燥器中的压力，从而提高颗粒状物质的干燥效率。

经干燥颗粒状产物的流动特征可由压缩度来评价。压缩度表示体积的降低程度，且由以下公式计算：

压缩度(％)＝{(最高体积密度-最低体积密度)/最高体积密度}}×100

压缩度可由市售的粉末测试仪来测量。压缩度越小，则颗粒状产物的流动性越好。

在造粒方法中，如果过热蒸汽或水蒸汽自喷嘴喷射且同时喷在经流化粉末的上方，获得的颗粒状产物的压缩度随添加至粉末的水的量降低而压缩度增加。相反地，本实施方式的造粒方法使用由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体，因此即使添加至粉末的水的量较小，颗粒状产物的压缩度也不会增加。颗粒状产物的压缩度优选为(例如)30％或更小。

当使用搅拌造粒机或流化床造粒机时，从即使添加至粉末的水的量降低也保持流动性并降低颗粒状物质的粒径变化的角度来看，过热蒸汽的质量比(S)优选为23质量％至63质量％。

当使用连续造粒机时，从即使添加至粉末的水的量降低也保持流动性并降低颗粒状物质的粒径变化的角度来看，过热蒸汽的质量比(S)优选为24质量％至68质量％。

下文阐述本实施方式达成的优点。

(1)根据本实施方式的造粒方法，将由细小水滴在过热蒸汽中构成的分散体自喷嘴喷射，且由此分散体与呈流动状态的粉末彼此接触。同时，由于粉末含有水溶性组分，因此包含粉末的粒子由分散体中含有的水而部分膨胀或溶解。作为结果，粒子粘着形成颗粒状物质。根据这个方法，即使添加至粉末的水的量降低，也可保持流动性。因此，例如，可缩短干燥颗粒状物质所需要的时间。

(2)分散体中含有的过热蒸汽的质量比优选为20质量％至70质量％。当质量比在这个范围内时，即使经由分散体添加至粉末的水的量较小也可保持流动性。

(3)上述造粒方法优选使用流化床造粒机、搅拌造粒机或连续造粒机中的任意一种。例如，当使用流化床造粒机或搅拌造粒机时，过热蒸汽的质量比(S)优选为23质量％至63质量％，从而增强上述优点并降低颗粒状物质的粒径变化。或者，当使用连续造粒机时，过热蒸汽的质量比(S)优选为24质量％至68质量％，从而增强上述优点并降低颗粒状物质的粒径变化。

可如下对上述实施方式进行改进。

可为一台造粒机装备多个分散体发生器，从而在造粒机中的多个位置形成分散体。

可将水或已调节至预定温度的温水进给至分散体发生器。分散体发生器可装备有多个加热器。

例如，在颗粒状产物的制造中，可使用流化床造粒干燥器，从而连续实施造粒及干燥。或者，可使用装备有连续造粒机及干燥器的造粒干燥设备，从而连续实施造粒及干燥。

可在多个步骤中干燥颗粒状物质。例如，在流化床造粒干燥器中实施造粒及初步干燥，且随后用厢式干燥器干燥由此获得的颗粒状物质。

实施例

下文参考实施例及比较例具体阐述上述实施方式。

(实施例1-1)

在实施例1-1中，自呈粉末形式的玉米羹成份产生颗粒状产物。表2显示玉米羹成份的比例。

(表2)

成分名称	比例(质量％)
		玉米粉末	20
淀粉	19
		植物油粉末	14
乳清粉末	14
		糖	11
麦芽糖	10
		盐	6
粉状调味料	3
		砂糖	3

<造粒>

造粒机是搅拌造粒机(Powrex公司，立式造粒机FM-VG-01)。如图1中所显示，搅拌造粒机装备有分散体发生器。

首先，将400g玉米羹成份装入搅拌造粒机中，并在搅拌造粒机中混合30秒。其次，将分散体在搅拌下喷雾在玉米羹成份的上方，从而开始造粒。分散体中过热蒸汽的质量比(S)调节至23质量％。当对于400g玉米羹成份经由分散体添加的水的量达到11.6g时，造粒过程结束。

<干燥>

将由此获得的颗粒状物质使用由Powrex公司制造的转筒流化床造粒干燥器(FD-MP-01E)在0.12m³/min的空气供应速率及100℃的空气供应温度下干燥19.5分钟。作为干燥的结果，获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例1-2及实施例1-3)

在实施例1-2及1-3中的每一实施例中，除将分散体中过热蒸汽的质量比(S)改变成表3中显示的值以外，以与实施例1-1相同的方式，获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(比较例1-1)

在比较例1-1中，改变实施例1-1的造粒方法及干燥方法的一些条件以获得颗粒状产物。除以下各点以外以与实施例1相同的方式获得水含量为约3质量％的颗粒状产物：造粒及干燥方法的条件不同于实施例1-1；在造粒方法中，将分散体变成过热水蒸汽；当对于400g玉米羹成份由过热水蒸汽添加的水的量达到14.4g时造粒方法结束；且在干燥方法中，干燥时间自19.5分钟延长至22.5分钟。

(比较例1-2)

在比较例1-2中，改变实施例1-1的造粒方法及干燥方法的一些条件以获得颗粒状产物。除以下各点以外以与实施例1-1相同的方式获得水含量为约3质量％的颗粒状产物：造粒及干燥方法的条件不同于实施例1-1；在造粒方法中，将分散体变成水蒸汽；当对于400g玉米羹成份由水蒸汽添加的水的量达到16.4g时造粒方法结束；且在干燥方法中，干燥时间自19.5分钟延长至24.5分钟。

(颗粒状产物的评价)

使用粉末测试仪(Hosokawa Micron Group，型号PT-R)测量各实施例中获得的颗粒状产物的压缩度。表3显示压缩度的测量值。

(表3)

比较例

如表3中所显示，实施例中添加至400g粉末的水的量小于比较例。然而，实施例中的压缩度等于或高于比较例。当过热蒸汽的质量比(S)小于23质量％时，颗粒状物质的粒径往往会变化。因此，过热蒸汽的质量比(S)优选为23质量％或更大。

(实施例1-4)

在实施例1-4中，除造粒后的干燥使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与实施例1-1相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质作为厢式干燥器平坦放置在恒温浴中，在60℃下干燥59.0分钟，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(比较例1-3)

在比较例1-3中，除造粒后的干燥使用盘式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与比较例1-1相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质平坦放置在恒温浴中，在60℃下干燥65.5分钟，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(比较例1-4)

在比较例1-4中，除造粒后的干燥使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与比较例1-2相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质平坦放置在恒温浴中，在60℃下干燥70.0分钟，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(干燥时间的比较)

表4显示自造粒后的颗粒状物质获得水含量为约3质量％的颗粒状产物所需干燥时间的比较。

(表4)

表4中的结果表明，实施例中造粒后的干燥时间短于比较例。实施例1-1及1-4的颗粒状物质在造粒后的水含量为约6质量％。该等结果表明，当产生水含量为约6质量％的颗粒状产物时，造粒后的干燥过程可省略。另一方面，当将比较例1-1至1-4的颗粒状物质制造成水含量为约6质量％的颗粒状产物时，在造粒后需要干燥2.5分钟或更长时间。

(实施例1-5及实施例1-6)

在实施例1-5及1-6中的每一实施例中，除将分散体中过热蒸汽的质量比(S)、经由分散体添加的水的量及干燥时间变成表5中显示的值以外，以与实施例1-1相同的方式获得颗粒状产物。

(颗粒状产物的评价)

以与上文相同的方式测量由此获得的颗粒状产物的压缩度。表5显示压缩度的测量值。表5还显示分散体发生器中的通道温度及通道压力。

(表5)

如表5中所显示，当过热蒸汽的质量比实质上相同时，即使改变通道条件，颗粒状产物的压缩度也类似。

(实施例1-7)

在实施例1-7中，除使用作为化学品的衣物洗涤剂成分以外，以与实施例1-1相同的方式实施造粒。通过压碎市售的衣物洗涤剂成分来制备所述衣物洗涤剂成分。在造粒方法中，分散体中过热蒸汽的质量比(S)设定为36质量％。当对于400g衣物洗涤剂成分经由分散体添加的水的量达到7.2g时，造粒方法结束。以与实施例1-1相同的方式将由此获得的颗粒状物质干燥14.0分钟，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例1-8)

在实施例1-8中，除使用作为药物的维生素制剂以外，以与实施例1-1相同的方式实施造粒。表6显示维生素制剂的比例。

(表6)

在造粒方法中，分散体中过热蒸汽的质量比(S)变成36质量％。当对于400g衣物洗涤剂成分经由分散体添加的水的量达到8.0g时造粒方法结束。以与实施例1-1相同的方式将由此获得的颗粒状物质干燥15.5分钟，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(颗粒状产物的评价)

以与实施例1-1相同的方式测量实施例1-7及1-8的颗粒状产物的压缩度。表7显示压缩度的测量值。

(表7)

如表7中所显示，经由使用分散体造粒自化学品及药物获得具有良好流动性的颗粒状产物。

(实施例2-1)

在实施例2-1中，使用流化床造粒机(Fuji Industrial有限公司，喷雾造粒机型号STREA-1)自实施例1-1中显示的玉米羹成份制造颗粒状产物。

<造粒>

如图1中所显示，流化床造粒机装备有分散体发生器。流化床造粒机中的空气供应温度设定为90℃，并在恒定的空气供应速率下实施造粒。首先，将400g玉米羹成份装入流化床造粒机中，并在流化床造粒机中混合30秒。其次，将分散体喷雾在呈经流化状态的玉米羹成份的上方，从而开始在流化床造粒机中造粒。分散体中过热蒸气的质量比(S)设定为63质量％。当对于400g玉米羹成份经由分散体添加的水的量达到46.8g时，造粒过程结束。

<干燥>

将由此获得的颗粒状物质使用由Powrex公司制造的转筒流化床造粒干燥器(FD-MP-01E)在0.12m³/min的空气供应速率及100℃的空气供应温度下干燥，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例2-2)

在实施例2-2中，除造粒后的干燥过程使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与实施例2-1相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质平坦放置在恒温浴中，并在60℃下干燥，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例2-3)

在实施例2-3中，除将分散体中过热蒸汽的质量比(S)、经由分散体添加的水的量及干燥时间变成表8中显示的值以外，以与实施例2-1相同的方式获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例2-4)

在实施例2-4中，除造粒后的干燥过程使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与实施例2-3相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质平坦放置在恒温浴中，并在60℃下干燥，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例2-5)

在实施例2-5中，除将分散体中过热蒸汽的质量比(S)、经由分散体添加的水的量及干燥时间变成表8中显示的值以外，以与实施例2-1相同的方式获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例2-6)

在实施例2-6中，除造粒后的干燥过程使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与实施例2-5相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质平坦放置在恒温浴中，并在60℃下干燥，从而获得含有约3质量％的水的颗粒状产物。

(比较例2-1)

在比较例2-1中，除将水的添加形式、添加水的量及干燥时间变成表8中显示的值以外，以与实施例2-1相同的方式获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(比较例2-2)

在实施例2-2中，除造粒后的干燥过程使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与比较例2-1相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质平坦放置在恒温浴中，并在60℃下干燥，从而获得含有约3质量％的水的颗粒状产物。

(干燥时间的比较)

表8显示自造粒后的颗粒状物质获得水含量为约3质量％的颗粒状产物所需干燥时间的比较。

(表8)

如表8中所显示，实施例及比较例的结果表明，不管添加至粉末的水的量降低，实施例中保持压缩度，且实施例中造粒后的干燥时间短于比较例。当水的添加形式是过热蒸汽时，即使添加至400g粉末的水的量增加至218g，获得的颗粒状产物的压缩度也高于30％。

当过热蒸汽的质量比(S)小于23质量％时，颗粒状物质的粒径往往会变化，因此，过热蒸汽的质量比(S)优选为23质量％或更大。

(实施例2-7至2-12、比较例2-3及比较例2-4)

实施例2-7至2-12及比较例2-3及2-4中的干燥时间相对于实施例2-1至2-6及比较例2-1及2-2有所改变。更具体来说，除干燥时间改变以外，实施例2-7至2-12及比较例2-3及2-4分别以与实施例2-1至2-6及比较例2-1及2-2相同的方式实施，从而获得水含量为约6质量％的颗粒状产物。

(干燥时间的比较)

表9显示自造粒后的颗粒状物质获得水含量为约6质量％的颗粒状产物所需干燥时间的比较。

(表9)

表9中的结果表明，实施例中造粒后的干燥时间短于比较例。

(实施例2-13)

在实施例2-13中，除使用作为化学品的衣物洗涤剂成分以外，以与实施例2-1相同的方式实施造粒。通过压碎市售的衣物洗涤剂成分来制备所述衣物洗涤剂成分。在造粒方法中，分散体中过热蒸汽的质量比(S)设定为36质量％。当对于400g衣物洗涤剂成分经由分散体添加的水的量达到63.0g时造粒方法结束。以与实施例2-1相同的方式将由此获得的颗粒状物质干燥54.0分钟，且由此获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例2-14)

在实施例2-14中，除使用作为药物的维生素制剂以外，以与实施例2-1相同的方式实施造粒。维生素制剂与表6中所显示的相同。在造粒方法中，分散体中过热蒸汽的质量比(S)设定为36质量％。当对于400g衣物洗涤剂成分经由分散体添加的水的量达到11.7g时造粒方法结束。以与实施例2-1相同的方式将由此获得的颗粒状物质干燥19.5分钟，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(颗粒状产物的评价)

以与上文相同的方式测量实施例2-13及2-14的颗粒状产物的压缩度。表10显示压缩度的测量值。

(表10)

如表10中所显示，经由使用分散体造粒自化学品及药物获得具有良好流动性的颗粒状产物。

(实施例3-1)

在实施例3-1中，使用连续造粒机(Powrex公司，Shugi连续造粒机，FX-100)自实施例1-1中所述的玉米羹成份制造颗粒状产物。

<造粒>

连续造粒机装备有分散体发生器。连续造粒机的轴旋转速度是4500rpm，且分散体发生器中的实际水流动速率是100mL/min。分散体中过热蒸汽的质量比(S)设定为68质量％。在使用连续造粒机造粒过程中，调节玉米羹成份的进给速率，以便将20.4g水添加至400g玉米羹成份。

<干燥>

将由此获得的颗粒状物质使用由Powrex公司制造的转筒流化床造粒干燥器(FD-MP-01E)在0.12m³/min的空气供应速率及100℃的空气供应温度下干燥。作为干燥的结果，获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(实施例3-2)

在实施例3-2中，除造粒后的干燥使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与实施例3-1相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质作为厢式干燥器平坦放置在恒温浴中，在60℃下干燥，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(比较例3-1)

在比较例3-1中，除将水的添加形式、添加水的量及干燥时间变成表11中显示的值以外，以与实施例3-1相同的方式获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(比较例3-2)

在实施例3-2中，除造粒后的干燥使用厢式干燥器代替转筒流化床造粒干燥器以外，以与比较例3-1相同的方式获得颗粒状产物。将造粒后的颗粒状物质作为厢式干燥器平坦放置在恒温浴中，在60℃下干燥，从而获得水含量为约3质量％的颗粒状产物。

(干燥时间的比较)

表11显示自造粒后的颗粒状物质获得水含量为约3质量％的颗粒状产物所需干燥时间的比较。

(表11)

如表11中所显示，实施例及比较例的结果表明，即使添加至粉末的水的量较小，实施例中仍保持压缩度，且实施例中造粒后的干燥时间短于比较例。当水的添加形式是过热蒸汽时，即使添加至400g粉末的水的量增加至22.4g，获得的颗粒状产物的压缩度也高于19％。

(实施例3-3、实施例3-4、比较例3-3及比较例3-4)

除干燥时间改变以外，实施例3-3及3-4以及比较例3-3及3-4分别以与实施例3-1及3-2以及比较例3-1及3-2相同的方式实施，从而获得水含量为约6质量％的颗粒状产物。

(干燥时间的比较)

表12显示自造粒后的颗粒状物质获得水含量为约6质量％的颗粒状产物所需干燥时间的比较。

(表12)

表12中的结果表明，实施例中造粒后的干燥时间短于比较例。

(实施例3-5至实施例3-7)

在比较例3-5至3-7中的每一实施例中，除将分散体中过热蒸汽的质量比(S)、经由分散体添加的水的量及干燥时间变成表13中显示的值以外，以与实施例3-1相同的方式获得颗粒状产物。

(颗粒状产物的评价)

以与上文相同的方式测量实施例3-5至3-7的颗粒状产物的压缩度。表13显示压缩度的测量值。表13还显示分散体发生器中的通道温度及通道压力。

(表13)

表13中的结果表明，由此获得的颗粒状产物的压缩度随分散体中过热蒸汽的质量比(S)降低而降低。当过热蒸汽的质量比(S)小于24质量％时，颗粒状物质的粒径往往会变化。因此，过热蒸汽的质量比(S)优选为24质量％或更大。

(实施例3-8及3-9)

在实施例3-8及3-9中的每一实施例中，除将分散体中过热蒸汽的质量比(S)、经由分散体添加的水的量及干燥时间变成表14中显示的值以外，以与实施例3-1相同的方式获得颗粒状产物。

(颗粒状产物的评价)

以与上文相同的方式测量由此获得的颗粒状产物的压缩度。表14显示压缩度的测量值。表14还显示分散体发生器中的通道温度及通道压力。

(表14)

表14中的结果表明，由此获得的颗粒状产物的压缩度不仅依赖于分散体发生器中的通道温度及通道压力，还依赖于过热蒸汽的质量比(S)。

附图标记

14…喷嘴，21…造粒机，31…过热蒸汽，32…细小水滴，33…粉末。

Claims (8)

1.一种将含有水溶性组分的粉末造粒的造粒方法，所述方法的特征在于，将由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体从喷嘴喷射，从而使得所述分散体与呈流动状态的所述粉末接触以达成造粒。

2.根据权利要求1所述的造粒方法，所述方法的特征在于，就由从所述喷嘴喷射的所述过热蒸汽的理论流动速率及送给至所述喷嘴的水的实际流动速率确定的质量比来说，所述分散体中含有的所述过热蒸汽的所述质量比调节为介于20质量％至70质量％范围内。

3.根据权利要求1或2所述的造粒方法，所述方法的特征在于使用流化床造粒机、搅拌造粒机或连续造粒机。

4.根据权利要求1所述的造粒方法，所述方法的特征在于使用流化床造粒机或搅拌造粒机，其中就由从所述喷嘴喷射的所述过热蒸气的所述理论流动速率及送给至所述喷嘴的水的所述实际流动速率测定的所述质量比来说，所述分散体中含有的所述过热蒸气的所述质量比调节为介于23质量％至63质量％范围内。

5.根据权利要求1所述的造粒方法，所述方法的特征在于使用连续造粒机，其中就由从所述喷嘴喷射的所述过热蒸汽的所述理论流动速率及进给至所述喷嘴的水的所述实际流动速率测定的所述质量比来说，所述分散体中含有的所述过热蒸汽的所述质量比调节为介于24质量％至68质量％范围内。

6.根据权利要求1所述的造粒方法，所述方法的特征在于，

所述分散体由分散体发生器产生，所述发生器包括所述喷嘴及用于加热引导水至所述喷嘴的通道的加热器，

所述通道中的温度为105℃至150℃，所述通道中的压力为0.01MPa至0.30MPa，且

所述分散体自所述喷嘴喷射。

7.一种用于实施根据权利要求1所述的造粒方法的造粒装置，所述装置的特征在于设置有分散体发生器的造粒机，所述发生器具有所述喷嘴及用于对水通道进行加热的加热器。

8.一种通过将含有水溶性组分的粉末造粒来生产颗粒状物质的方法，所述方法的特征在于，使呈流动状态的所述粉末与由细小水滴分散于过热蒸汽中构成的分散体接触以达成造粒。

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