JP2001224943A - 物質を処理するための装置 - Google Patents

物質を処理するための装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転対称的な、たとえば球形の容器形状を維
持し、かつ装置的な部分を保護するための構造的な手段
を排除することができると共に、撹拌装置等の簡単な取
外しが可能となるような構造を提供する。 【解決手段】 容器３が、それぞれ１つの鉛直な回転軸
線を備えた上側の半割シェル４と下側の半割シェル５と
を有しており、上側の半割シェル４に原料入口６が配置
されており、下側の半割シェル５に原料出口１０が配置
されており、下側の半割シェル５が、容器３の残りの部
分から分離可能であり、撹拌装置１２の軸が、鉛直な軸
線または最高３０゜傾けられた軸線１４を中心として回
転可能であり、かつ上側の半割シェル４に配置された駆
動装置８に結合されているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物質を処理するた
めの装置であって、回転対称的な容器と、該容器の内室
に開口する原料入口と、容器から導出された原料出口
と、１つの軸および少なくとも１つの撹拌機構を備えた
撹拌装置とが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の装置（物質処理装置）
は、たとえば薬品作用物質、天然薬品、微細化学製品お
よび食品工業製品を乾燥させるために使用され得る。こ
の場合、容器内で比較的大きなバッチを比較的短い時間
で乾燥させることが可能である。この場合、乾燥工程
は、選択的にかつ処理したい物質に関連して標準圧下で
または真空下で行うことができる。たとえば、物質処理
装置は、１０００ｋｇのオーダのバッチを難なく乾燥さ
せるために構成することができる。この場合、このよう
なバッチは、物質の性質に応じて比較的短い時間で、つ
まり数時間どころか１時間未満で乾燥させることができ
る。
【０００３】しかし、物質処理装置は、たとえば食品お
よび粉末状の医薬品のような粉末混合物や顆粒などを製
造するために使用されてもよい。
【０００４】以下で原料とも呼ばれる、工業的にかつ個
人的に使用される多くの物質の製造時には、種々異なる
物質成分を互いに混合することがしばしば必要となる。
さらに、この場合、種々の事例では、混合物に化学反応
を発生させる必要もある。個々の混合物成分を均一に分
配しようとすると、個々の成分が時として抵抗を示す場
合がある。このような混合プロセスでは、特に乾燥プロ
セスにおいても比較的高い圧力が生ぜしめられる。この
ような圧力を吸収できるようにするために、球形の容器
を有する、原料を乾燥させるための装置（原料乾燥装
置）がすでに開発されている。球形乾燥機とも呼ばれる
この装置の特別な利点は、この装置が、たとえば円筒状
の容器を備えた装置に比べて増大した、圧力衝撃に対す
る強度を有している点にある。
【０００５】既知の球形乾燥機はバッチ形式の運転のた
めに設けられていて、球形の容器を有している。この容
器は、加熱・冷却装置を有する壁と、下方から容器内室
へ導入可能な撹拌機と、容器の上側部分に配置された、
入口を介して容器内室に接続された少なくとも１つの供
給装置とを備えている。場合によっては、さらに付加的
に、チョッパもしくは細断機とも呼ばれるホモジナイザ
を容器内に回転可能に配置することができる。
【０００６】既知の装置を用いて、たとえば食品として
存在する乾燥した原料を製造する場合、この原料は、供
給装置を介して容器の内室へ供給される。その後、原料
は撹拌機によって運動させられかつ混合される。この場
合、場合によっては、さらに付加的に、たとえば液体や
顔料のような別の成分および添加剤が原料に混合工程お
よび／または乾燥工程の間に添加される。
【０００７】工場の製造室もしくは清浄室内でフレーム
上に位置する球形乾燥機では、原料出口ばかりか撹拌機
の駆動装置も容器の下側部分に配置されている。たとえ
ば医薬品および食品の製造における衛生規則の遵守にか
かわることは、結果的に顕著な欠点となる。すなわち、
このような場合、撹拌装置の、容器の外部に配置された
機械部分、つまり前記駆動装置は、この駆動装置を閉じ
込めるケーシング、つまり付加的な構成手段によって原
料出口から空間的に分離されていなければならない。
【０００８】さらに、このように形成された装置は、洗
浄および保守を困難にしか行うことができない。したが
って、供給手段と、特に撹拌装置とを取り外すためだけ
でなく内室を洗浄するために、容器の上側部分は、比較
的大きな手間をかけて取り外されなければならない。こ
れに基づき、撹拌装置は上方から、球形の容器から導出
される。さらに、この操作は、特に容器内側部分の清浄
室度に高い要求が課せられる場合に、全ての装置の洗浄
と、その後の組付けとを困難にしてしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、球形
乾燥機から出発して、前述した欠点を有していない物質
処理装置を提供することである。この場合、回転対称的
な、たとえば球形の容器形状を維持し、かつ装置的な部
分を保護するための構造的な手段を排除することができ
ると共に、撹拌装置等の簡単な取外しが可能となるよう
な構造を提供することが特に目標とされる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、容器が、それぞれ１つの鉛直な回
転軸線を備えた上側の半割シェルと下側の半割シェルと
を有しており、上側の半割シェルに原料入口が配置され
ており、下側の半割シェルに原料出口が配置されてお
り、下側の半割シェルが、容器の残りの部分から分離可
能であり、撹拌装置の軸が、鉛直な軸線または最高３０
゜傾けられた軸線を中心として回転可能であり、かつ上
側の半割シェルに配置された駆動装置に結合されている
ようにした。
【００１１】本発明の有利な構成は従属請求項から明ら
かである。
【００１２】
【発明の効果】本発明による物質処理装置の、２つの半
割シェルから成る容器は、主として、水平な対称平面と
鉛直な対称平面とを備えた回転体の形を有している、す
なわち、水平な回転軸線と鉛直な回転軸線とに関して回
転対称的に形成されている。容器は、有利には、下側の
半割シェルの底部に配置された原料出口を備えた球形を
有している。容器内には、鉛直な軸線または最高３０
゜、有利には１５゜〜２０゜傾けられた軸線を中心とし
て回転可能な撹拌機が配置されている。この撹拌機は、
上側の半割シェルに配置された駆動装置に結合されてい
て、物質処理装置の運転時に全ての原料を巻き込み、絶
えず転動させている。物質処理装置は、乾燥機、混合機
ならびに適切な液体の導入時には造粒機としても適して
いて、化学的な合成の他にガレノス式の薬品製造段階で
も、組み合わされた使用事例で使用可能である。本発明
による物質処理装置の特別な利点は、圧力衝撃に対する
強度ならびに簡単な保守、洗浄および洗浄された構成部
分の点検である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【００１４】図１に全体を符号１で示した装置（以下、
物質処理装置と呼ぶ）は球形の容器３を有している。こ
の容器３は、製造室もしくは清浄室５０の天井部２に不
動に保持されていて、鉛直な軸線を有する上側の半割シ
ェル４と下側の半割シェル５とを備えている。上側の半
割シェル４は、図面に示したように、原料入口６と乾燥
・濾過ユニット７とを備えていて、以下でさらに詳しく
示す２つの駆動装置８，９を支持している。下側の半割
シェル５はその底部に原料出口１０を有している。この
原料出口１０は出口機構１１によって閉鎖可能である。
この出口機構１１は、たとえばスライド弁、フラップ弁
またはボール弁として形成されている。
【００１５】容器３の両半割シェル４，５は、主とし
て、つまり万一の場合に存在する窓やシール部などは別
として、少なくとも一種類の金属製の材料、たとえばス
テンレス鋼から成っている。両半割シェル４，５は、有
利には二重壁で形成されていて、さらに付加的に、乾燥
機や混合機などにとって知られているような加熱装置お
よび／または冷却装置（共に図示せず）、たとえば加熱
コイルおよび／または冷却コイルを備えていてよい。最
後に、予め設定された運転モードが必要とする場合に
は、壁および／または加熱装置および／または冷却装置
に断熱部が設けられていてもよい。
【００１６】上側の半割シェル４に配置された駆動装置
８，９は、撹拌装置１２もしくはチョッパ１３に所属し
ている。この撹拌装置１２とチョッパ１３とはそれぞれ
１つのケーシングを有しており、このケーシング内には
軸が軸線１４；１５を中心として回転可能に支承されて
いる。さらに、撹拌装置１２には撹拌機１６が所属して
いる。この撹拌機１６は、剛性的な結合部または摩擦ク
ラッチによって駆動装置８の軸に結合されているので、
撹拌機１６は駆動装置８によって回転させることができ
る。撹拌機１６は、たとえば互いに対称的に配置された
３つの翼腕もしくは撹拌機構１７を有している。これら
の撹拌機構１７は、下側の半割シェル５の内面に適合さ
れた形を有していて、組み込まれた少なくとも１つの加
熱コイルおよび／または冷却コイルによって冷却可能か
つ／または加熱可能である。当然ながら、運転モード
と、処理したい原料とに関連して、撹拌装置１２は別の
撹拌機、たとえばスクリュ型撹拌機を有していてもよ
い。
【００１７】さらに、たとえばヨーロッパ特許出願公開
第０２０３５９８号明細書に基づき公知であるように、
撹拌装置１２は、原料を乾燥および／または最終乾燥さ
せるためにさらに付加的にガス供給部を装備していてよ
い。乾燥を加速させるために、通常、撹拌機１６が加熱
される。この場合、撹拌機構１７の、万一の場合に存在
するガス供給管路は、有利には、ガスが通流時に昇温さ
れ、これによって、物質処理装置１の運転時に、加熱さ
れたガスとして流出するように配置されている。これに
よって、乾燥プロセスは一層最適化される。
【００１８】撹拌軸線１４は、特に撹拌機１６の基部１
６ａが、下側の半割シェル５の鉛直な軸線に対して同軸
的に方向付けられた原料出口１０をカバーしないように
１５゜だけ傾けられている。したがって、乾燥した原料
は難なく原料出口１０を通って取り出すことができ、原
料の取出しの間でさえ撹拌機１６は軸線１４を中心とし
て引き続き回転することができるので、製品を均一にか
つ完全に搬出することができる。
【００１９】チョッパ１３は均質化ロッド１８を有して
いる。この均質化ロッド１８は、鉛直な軸線１５を中心
として回転可能であり、周知のホモジナイザまたはナイ
フシャフトの形を有している。
【００２０】原料入口６には、たとえば粉末状の原料を
供給するための供給手段（図示せず）が設けられてい
る。この供給手段は、たとえば連続的に負荷可能なアキ
ュムレータ（図示せず）内に蓄積されている。
【００２１】乾燥・濾過ユニット７には、少なくとも１
つのフィルタが設けられている。連続的なプロセスの運
転の間、フィルタバッグの脱塵のためのガス、有利には
Ｎ２が容器３内へ導入され得る。この容器３に所属のガ
ス案内手段とガス搬送手段とは、符号１９を付したガス
供給部を有している。
【００２２】両半割シェル４，５は互いに解離可能であ
り、図１に示したように、外方へ突出するフランジ４
ａ，５ａをそれぞれ備えている。両フランジ４ａ，５ａ
はジョイント２０を介して互いに結合されている。この
ジョイント２０は、水平方向の旋回軸２１を有してい
て、二次的には中間天井部であってもよい天井部２の下
側に配置されている。両フランジ４ａ，５ａにはさらに
付加的に、物質処理装置１を運転する目的で容器３を閉
鎖するために、ねじ２２またはその他の解離可能な結合
手段、たとえば差込み口金が設けられている。
【００２３】図面から明らかであるように、上側の半割
シェル４は製造室または清浄室５０の天井部２に不動に
保持されている。この場合、上側の半割シェル４は、天
井部２に挿入された区分を除いて、製造室または清浄室
５０の上方に位置する機械室６０内に完全に突入してお
り、かつ上側の半割シェル４にジョイント２０を介して
結合された下側の半割シェル５は、天井部２から離れる
方向で下方に旋回することができるようになっている。
【００２４】物質処理装置１は、容器３内での乾燥の前
に原料にさらに別の処理を施すため、たとえば元々存在
する粒子をより大きな粒子に凝集するためまたは被覆物
を施与するために、装入管片２３のような別の構成部分
（詳しく図示せず）を有していてもよい。この目的のた
めには、液体を容器３内に導入するためおよび／または
材料を粒子に吹き付けるための、さらに付加的な手段が
設けられていてよい。
【００２５】さらに、容器壁および濾過装置にはさらに
付加的に洗浄システムが設けられていてよい。この洗浄
システムは、場合によって沈降可能な複数の噴霧ノズル
２４を有しており、これによって、容器内室と、撹拌機
１６と、均質化ロッド１８とは、閉鎖された状態で、つ
まり物質処理装置１を開放することなしに洗浄すること
ができる。
【００２６】さらに、乾燥機として形成された物質処理
装置１の運転を制御するため、場合によってはコントロ
ールするために、電子装置（図示せず）を設けることが
できる。制御またはコントロールは、スイッチの操作に
よって手動でかつ／または少なくとも部分的に自動的に
行うことができる。この場合、自動的な制御は、予め不
変に設定された時間的なシーケンスを備えたプログラム
によりかつ／または測定値に基づき行うことができる。
【００２７】すでに冒頭で述べたように、簡単な保守
と、洗浄と、洗浄された物質処理装置１の点検とは本発
明の特別な利点である。したがって、本発明では、下側
の半割シェル５を下方へ旋回させることによって、容器
内室を開放することができるので、取外し作業に手間を
かけることなしにかつ比較的簡単に撹拌機１６と均質化
ロッド１８とを下方から、容器３から取り外すことがで
きる。さらに、容器３を製造室もしくは清浄室５０の天
井部２に挿入することによって、撹拌装置１２の駆動装
置８と、チョッパ１３の駆動装置９と、乾燥・濾過ユニ
ット７の装置部分も比較的簡単に製造室もしくは清浄室
５０から分離することができるので、撹拌装置１２とチ
ョッパ１３との機械部分を原料出口１０から空間的に分
離するための付加的な構成手段は不要となる。本発明の
別の利点は、斬新的な構造に基づき、撹拌装置１２とチ
ョッパ１３とのシール部が、球形乾燥機として知られて
いるような物質処理装置１の運転時に製品内に侵入しな
いという点にある。
【００２８】図１につき説明した物質処理装置１は、本
発明の、考えられ得る複数の実施例のうちの単に１つを
成しているにすぎず、種々異なる観点で変えられてよ
い。
【００２９】したがって、本発明の別の実施例が図２に
示してある。図２に全体を符号１０１で示した物質処理
装置は、図１につき説明した物質処理装置１と十分類似
して形成されている。すなわち、物質処理装置１０１は
容器１０３を有している。この容器１０３は、製造室も
しくは清浄室１５０の天井部１０２に不動に保持されて
いて、鉛直な軸線を備えた上側の半割シェル１０４と下
側の半割シェル１０５とを有している。また、上側の半
割シェル１０４は、乾燥・濾過ユニット１０７と、撹拌
装置１１２の駆動装置１０８と、チョッパ１１３の駆動
装置１０９とを支持している。
【００３０】物質処理装置１に比べて物質処理装置１０
１は、やや変えられた容器形状を有している。すなわ
ち、この容器形状は確かに球形ではないが、主として、
水平なかつ鉛直な対称平面もしくは水平なかつ鉛直な回
転軸線を備えた回転体である。
【００３１】図２からさらに明らかであるように、撹拌
装置１１２の軸線１１４は、容器１０３の鉛直軸線と合
致している。この結果、原料出口１１０は、容器１０３
の鉛直軸線に中心で配置されておらず、この鉛直軸線に
対してずらされて配置されている。また、撹拌機１１６
の、撹拌機構として形成された翼腕１１７は、翼腕１７
に比べて変えられた、下側の半割シェル１０５の内面に
適合された形状を有している。
【００３２】図１と同様に、容器１０３の両半割シェル
１０４，１０５は互いに解離可能であり、外方へ突出す
るフランジ１０４ａ，１０５ａをそれぞれ備えている。
両フランジ１０４ａ，１０５ａは、ねじまたはその他の
解離可能な結合手段（共に図示せず）を用いて互いに結
合されている。
【００３３】図２からさらに明らかであるように、上側
の半割シェル１０４は天井部１０２に不動に保持されて
いる。この場合、上側の半割シェル１０４は、製造室ま
たは清浄室１５０の上方に位置する機械室１６０内に実
際に完全に突入していて、フランジ１０４ａの、フラン
ジ１０５ａに突き合わせるために規定された面は天井面
と同一平面を成している。下側の半割シェル１０５自体
は、保守および洗浄の目的のために、上側の半割シェル
１０４から分離可能であると同時に鉛直下向きに移動可
能であるように、たとえばハイドロリック式にまたはニ
ューマチック式に制御可能な昇降装置１２０の支持腕１
２１に配置されている。撹拌機１１６およびチョッパ１
１３への下方からの接近を容易にするために、昇降装置
１２０にはさらに付加的に回転機構を設けることがで
き、これによって、下降された下側の半割シェル１０５
はあとでさらに回動方向１２２で旋回させることができ
るようになっている。
【００３４】本発明による物質処理装置の寸法は広い範
囲で変えることができる。この場合、容器の使用容積
は、たとえば２０〜６０００ｌの範囲にあることができ
る。容器の使用容積に関連して、当然ながら、主として
回転対称的な容器の寸法と形とを変えることもできる。
したがって、当然ながら、容器は回転楕円体の形を有し
ていてもよいし、両半割シェルの間にさらに円筒状の外
周壁区分を有していてもよい。これによって、容器の使
用容積が増大される。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの半割シェルから形成された球形の容器を
備えた原料乾燥装置の概略的な鉛直断面図である。
【図２】同じく２つの半割シェルから形成された容器を
備えた第２の原料乾燥装置の概略的な鉛直断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 物質処理装置、 ２ 天井部、 ３ 容器、 ４
上側の半割シェル、４ａ フランジ、 ５ 下側の半割
シェル、 ５ａ フランジ、 ６ 原料入口、 ７ 乾
燥・濾過ユニット、 ８，９ 駆動装置、 １０ 原料
出口、 １１出口機構、 １２ 撹拌装置、 １３ チ
ョッパ、 １４，１５ 軸線、 １６ 撹拌機、 １７
撹拌機構または翼腕、 １８ 均質化ロッド、 １９
ガス供給部、 ２０ ジョイント、 ２１ 旋回軸、
２２ ねじ、 ２３ 装入管片、 ２４ 噴霧ノズ
ル、 ５０ 製造室または清浄室、 ６０ 機械室、１
０１ 物質処理装置、 １０２ 天井部、 １０３ 容
器、 １０４ 上側の半割シェル、 １０４ａ フラン
ジ、 １０５ 下側の半割シェル、 １０５ａフラン
ジ、 １０７ 乾燥・濾過ユニット、 １０８，１０９
駆動装置、１１０ 原料出口、 １１ 出口機構、
１１２ 撹拌装置、 １１３ チョッパ、 １１４ 軸
線、 １１６ 撹拌機、 １１７ 撹拌機構または翼
腕、 １２０ 昇降装置、 １２１ 支持腕、 １２２
回動方向、 １５０ 製造室または清浄室、 １６０
機械室

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物質を処理するための装置であって、回
    転対称的な容器（３，１０３）と、該容器（３，１０
    ３）の内室に開口する原料入口（６）と、容器（３，１
    ０３）から導出された原料出口（１０，１１０）と、１
    つの軸および少なくとも１つの撹拌機構（１７，１１
    ７）を備えた撹拌装置（１２，１１２）とが設けられて
    いる形式のものにおいて、容器（３，１０３）が、それ
    ぞれ１つの鉛直な回転軸線を備えた上側の半割シェル
    （４，１０４）と下側の半割シェル（５，１０５）とを
    有しており、上側の半割シェル（４，１０４）に原料入
    口（６）が配置されており、下側の半割シェル（５，１
    ０５）に原料出口（１０，１１０）が配置されており、
    下側の半割シェル（５，１０５）が、容器（３，１０
    ３）の残りの部分から分離可能であり、撹拌装置（１
    ２，１１２）の軸が、鉛直な軸線（１１４）または最高
    ３０゜傾けられた軸線（１４）を中心として回転可能で
    あり、かつ上側の半割シェル（４，１０４）に配置され
    た駆動装置（８，１０８）に結合されていることを特徴
    とする、物質を処理するための装置。
  2. 【請求項２】 当該装置がチョッパ（１３，１１３）を
    有しており、該チョッパ（１３，１１３）の軸が、鉛直
    な軸線（１５）を中心として回転可能であり、かつ上側
    の半割シェル（４，１０４）に配置された駆動装置
    （９，１０９）に結合されている、請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 上側の半割シェル（４，１０４）が、製
    造室（５０，１５０）の天井部（２，１０２）に組み込
    むために規定されている、請求項１または２記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 両半割シェル（４，５）が、ジョイント
    （２０）を介して互いに結合されており、しかも、下側
    の半割シェル（５）が、水平な軸（２１）を中心として
    下方へ旋回可能である、請求項１から３までのいずれか
    １項記載の装置。
  5. 【請求項５】 下側の半割シェル（１０５）が、まず上
    側の半割シェル（１０４）から分離することができ、次
    いで鉛直下向きに移動することができ、その後水平方向
    に旋回することができるように、昇降装置（１２０）の
    支持腕（１２１）に固定されている、請求項１から３ま
    でのいずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 容器（３）が球形である、請求項１から
    ５までのいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 原料出口（１０）が、下側の半割シェル
    （５）の底部に配置されており、撹拌装置（１２）の軸
    が、容器（３）の鉛直軸線に比べて最高２０゜傾けられ
    た軸線を中心として回転可能である、請求項６記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 撹拌装置（１２）が、冷却可能かつ／ま
    たは加熱可能である、請求項１から７までのいずれか１
    項記載の装置。
  9. 【請求項９】 撹拌装置（１２）が、さらに付加的にガ
    ス供給部を装備している、請求項１から８までのいずれ
    か１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 運転時にガスが、容器の内室に到達す
    る前に撹拌加熱によって予熱され得るように、ガス供給
    部が形成されかつ配置されている、請求項８または９記
    載の装置。
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