JP2001502234A - 流動床装置およびその操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、粒状物を製造および／または更に処理する流動床装置に関し、この装置は、気体、特に空気が上向きに流れることができる入口チャンバーおよびその上に配置されて製品を流動化するように設計されている流動化チャンバーを有するコンテナを有する。ピボット回転可能なプレート（１）が入口チャンバーと流動化チャンバーとの間に配置されている。プレート（１）の下方でコンテナ内に配置された少なくとも１つのノズルアーム（６）は、粒状物形成物質を導入するために流動化チャンバー内に向けられたノズル（４）を有する少なくとも１つのノズルダクト（３）を有する。プレート（１）は、ノズルダクト（３）が部分的に流動化チャンバー内に延びるように、導かれて通過する切除部（２）を有し、切除部（２）は、プレート（１）がピボット回転できるほどに十分に大きい。ノズルアーム（６）が硬質であることにより、その構造においてより大きいクリアランスが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床装置およびその操作方法 本発明は、粒状物の製造および／または追加の処理のための流動床装置に関し 、その装置は、 −気体、特に空気が通過して下流（または上向き）に流れるように設計された 入口チャンバーおよび入口チャンバーの上に位置して材料を流動化させる流動化 チャンバーを有するコンテナ、 −入口チャンバーと流動化チャンバーとの間に配置されたピボット（pivot、 または軸回転）可能なプレート、ならびに −プレートの下方でコンテナに配置され、粒状化すべき物質を導入するように 流動化チャンバー内に向けたノズルを有する少なくとも１つのノズルライン（ま たはダクト）を有する少なくとも１つのノズルアーム を有して成る。 本発明の流動床装置は、特に、スプレーまたは溶融材料による温度に敏感な粒 状物、例えば酵素の被覆にも特に適当となるように構成される。 種々のノズルアレンジメントによって粒状化すべき材料を流動床装置の流動床 に導入できることが知られ、粒状化すべき材料がそのアレンジメントを通過して 粒状物にスプレーされる。粒状化すべき材料または造粒助剤の水溶液は、通常、 流動床の上方、即ち、下流に配置されたノズルを通過して導入される。このアレ ンジメントは、粒状物によってノズルが汚れるのを防止する。しかしながら、粒 状化すべき材料が溶融状態である場合、ノズルから流動床までの距離が比較的大 きいと、冷却が早すぎて、溶融物が固化するという欠点がある。スプレーされる 溶融物質が移動する、より短い距離は、上向きのスプレーアレンジメントを用い ることによって達成できるが、このアレンジメントでは、ノズルが流動床の直下 に配置されている。この場合、粒状物に衝突した後にのみ、溶融物（またはメル ト）が冷却されて固化する点で有利である。 従って、ノズルオリフィスと流動床との間の距離は、できるだけ短いのが好ま しい。しかしながら、同時に、粒状物は、ノズルまたはノズルラインでケーキを 発生させてはならない。この要請は、ノズルオリフィスが流動床内に突出し、ノ ズルラインが流動床の下方に配置されている、即ち、実質的に入口チャンバー内 に存在する場合にのみ、満たされる。 最初に説明したタイプに対応するような流動床装置は、ＤＥ３８３９７２３Ｃ １またはＥＰ０３７０１６７Ｂ１から知られている。この流動床装置は、少なく とも実質的に円筒状のコンテナを有し、運転に際して、扇形状の半径方向に整列 して部分的に重なった、長手方向軸の回りでピボット可能に設計されたプレート は、上向きの気体ストリームをコンテナの軸の回りで回転させる。４つのノズル アームがプレートベースの直下で半径内側方向に延びている。各ノズルアームは 、それぞれが１つのノズルを有する２つのノズルラインを有する。 使用に際して、８つの狭い開口および４つの広い開口が隣接するプレートの間 に存在する。運転に際して、ノズルラインは、広い開口内で斜め上に延び、その 結果、ノズルラインの上方部分のみがノズルと一緒に流動チャンバー内に突出す る。スプレーアレンジメントの残りの部分、即ち、ノズルアームおよびノズルラ インのより大きい部分は、プレートに覆われ、その結果、流動床内の粒状物はス プレーアレンジメント上にケーキを形成できない。 プロセスの最初に、処理、例えば被覆すべき材料が流動チャンバー内に供給さ れるのであれば、長手方向軸の周りで軸回転するように設計されているプレート は、実質的に水平である運転していない状態にあり、一方が他方の上に位置して シール状態になっている。これにより、導入された材料がプレートの間を通過し た入口チャンバー内に落下するのが防止される。対照的に、運転状態では、プレ ートが斜めに延びて空気を上向きに流して回転させる。 同様のプレートベースを有するもう１つの既知の流動床装置では、あるプレー トの上側面の上にノズルが固定的に配置されている。このノズルには、フレキシ ブルなラインを通って溶融物が供給される。しかしながら、プレートのピボット 可能性によって必要となる入口チャンバー内に存するノズルラインのフレキシビ リティのために以下に説明するような欠点が生じる。 運転状態において、プレートは、スペーサーによる所定の数ｍｍのギャップを 除いて一方が他方に重なっている。製品がギャップの間を通って落下するのを防 止するために、流動化の間より小さい量であるが、充填の間、空気はギャップの 間を流れる。従って、空気の流量およびギャップの幅は、相互に適合するように なっている。粒状化の間にギャップを通過する空気の流れは、円筒状コンテナの 軸の回りで粒状物を回転させる。対照的に、生成した粒状物を排出するために、 プレートは斜めに延び、製品は、流動チャンバーからプレートを通って入口チャ ンバーに落下し、その下方部には出口が設けられている。 ＥＰ０３７０１６７Ｂ１の流動床装置の場合において、プレートが斜めの状態 から水平状態にプレートをピボットさせるために、プレートが斜めの状態から水 平な状態になる前に、プレートの間の開口から離れるように、ノズルアームの長 手方向軸の回りでノズルラインを回転させる必要がある。既知の流動床装置では 、必要な構造的に複雑なノズルアームの回転可能性は、スプレーすべき液体に対 してフレキシブルなフィードライン、例えばホースを必要とする。 溶融物をスプレーすべき場合、例えば溶融したノニオン界面活性剤の場合では 問題を生じる。これは、問題が生じない輸送のために溶融物を高温に保持する必 要があるからである。従って、フィードの加熱を一般的に避けることができない 。他方、入口チャンバー内に存するフィードラインの場合、粒状物のケーキ化を 避け、従って、装置を頻繁に清掃することを避けるために、外側はある温度を越 えてはならない。従って、加熱に加えて、フィードラインの外側を、少なくとも 位入口チャンバーの近傍では外部を断熱および／または冷却する必要がある。 スプレーすべき溶融物用のフレキシブルでピボット可能なフィードラインの場 合には、これらの要請が大きな設計上の問題となる。フレキシブルなフィードラ インにおいて、例えば、電気的に加熱され、外部で断熱されたホースを使用する 場合、運転後、短時間で内部のホースは熱膨張し、結果的に、不適切な加熱およ び断熱になってしまう。 ＥＰ０３７０１６７Ｂ１によって代表される従来技術のもう１つの欠点は、プ レートが斜め状態から水平状態に移動する時に、また、その逆の時に、４つのノ ズルアームが上に、また、下にスウィングする必要があるということである。 本発明が解決しようとする問題は、簡単で経済的な方法で、最初に説明したタ イプの流動化装置におけるプレートのピボット性に関する上述の欠点を避けるこ とである。 本発明によれば、この問題点の解決策は、ノズルライン（またはダクト）がガ イドされる切除部分をプレートが有し、その結果、ノズルラインが部分的に流動 化チャンバー内に延び、切除（または切抜）部分は、プレートのピボット運動に 対して十分に大きいことを特徴とする。 この切除部分は、フレキシブルな（または可撓性を有する）材料によりノズル ラインからシールされるのが好ましい。しかしながら、入口チャンバーから流動 床チャンバーへの空気の適当な流れによって粒状物が切除部分を通って落下しな い限り、封止は絶対に必須というわけではない。 本発明によれば、フレキシブルでないノズルラインを有する流動床装置に堅固 に配置されたノズルアームを使用することができ、加熱、断熱および冷却システ ムの設計は、ピボット可能性またはフレキシビリティによってもはや制約を受け ない。プレートのピボット可能性は、ノズルライン用にプレートに設けた切除部 分が十分に大きいので、阻害されない。ノズルアームの硬直性または固定性（フ レキシブルでないこと）によって可能である有効な断熱および冷却は、流動床装 置の充填および排出の間、粒状物がノズルライン上でケーキ形成するのを防止す る。場合により存在するフレキシブルなシールは、ＥＰ０３７０１６７Ｂ１の既 知の流動床装置の運転の間、プレートの間の広い開口内に自由に存在するノズル ラインのカバーリングより有効である。 フレキシブルな材料は、ゴムから成るのが好ましい。ホットメルトをスプレー する場合であっても、ノズルアームの硬直性によりノズルラインの有効な断熱お よび冷却が可能であり、その結果、温度に敏感な封止材料を使用できるので、ゴ ムのシールを使用してよい。 本発明のもう１つの態様では、プレートは、２層構造であり、その外側エッジ において、フレキシブル材料が層の間に存在する。この態様の利点は、滑らかな 表面、より少ない磨耗およびより良いシールに存する。ネジによる固定とは対照 的に、長期間の運転であっても封止材料の裂けが防止され、ネジ止め箇所が重大 な汚れにさらされることがない。 フレキシブル材料の外側エッジは、磨耗を防止するために、セレーションを有 する（のこ刃状になっている）のが好ましい。 特に有効な断熱の場合、ノズルアームおよび／またはノズルラインは、排気可 能なジャケットにより囲まれている。真空断熱は、本発明のノズルアームの硬質 性によってのみ可能となる。 ホットメルトをスプレーする場合では、ノズルアームおよび／またはノズルラ インの外側が、運転に際して冷媒、例えば空気または水が通過する冷却ジャケッ トから成る場合には、ケーキ形成を防止できる。多くの場合、約２０℃の温度の 空気がこの目的に十分である。 処理プロセスの後に、例えば被覆の後に、流動チャンバーを空にする場合、可 能な限り多くの最終製品をプレートを通ってノズルアームを通過して入口チャン バーの底部まで落下させる必要がある。この目的のため、ノズルアームの上側の 外側面は、尖った屋根の形状、即ち、逆Ｖ字形状である。下側は、Ｖ字形状、即 ち、逆向きの尖った屋根形状であるのが好ましい。 本発明のもう１つの有利な態様において、各ノズルアームは１〜３、好ましく は２つのノズルラインを有する。 ノズルラインを有するノズルアームの汚れは、ノズルインサートを除いて、ネ ジ止めまたは類似の接続を避ける場合には、大きく防止される。もう１つの利点 は、既知の装置において、汚れトラップでもあるシールを使用する必要がないと いうことである。従って、本発明のもう１つの態様は、ノズルラインを有するノ ズルアームは溶接接続部のみを有することを特徴とする。この有利な態様は、本 発明のノズルアームの硬質性によって初めて可能となる。ノズルは磨耗するので 、取り外し可能な方法で、例えばネジによりノズルラインに接続するのが有利で ある。 また、本発明は、本発明の流動床装置を使用して、温度に敏感な粒状物、例え ば酵素を被覆する方法に関する。溶融温度より少なくとも２０℃高い温度に保持 された溶融した被覆材料をノズルを介して、粒状物で満たされた流動チャンバー 内に、少なくとも同じ温度である空気と一緒にスプレーするのが好ましく、外側 ジャケットは２０〜５０℃、好ましくは４０℃を越えない温度で保持されている 。 スプレー空気は、溶融物のフィード通路を加熱するためにも使用する。 洗剤の成分として使用される酵素粒状物（プロテアーゼ）の被覆を例として挙 げることができる。製造プロセスの後、ある量のダストを含み、吹き付けられる 粒状物から酵素ダストを含まない、白く目視的に魅力を有する製品を得るために 、二酸化チタンを加えたノニオン界面活性剤を含む溶融物により出発物を被覆す る。この溶融物は、約１２０℃の温度である。 添付図面を参照して、本発明の態様を以下に詳細に説明する。 図１は、被覆のための運転状態における、本発明の流動床装置のプレートベー スの平面図（部分的に模式的な正面図）である。 図２は、図１の線II−IIの断面図である。 図３は、図２の詳細を示す。 図４は、図２に示すノズルアームの長手方向断面図である。 図５は、プレートベースが殆ど閉じた場合（運転状態）の、ノズルラインと共 に作動するプレートを示す。 図６は、図５に対応し、開いた状態（空にする状態）におけるプレートベース を示す。 図７は、開いた状態のプレートベースと共に、図１に対応する正面図を示す。 全ての図面において、同じ引用番号は同じ意味を有し、従って、１度しか説明 しない場合がある。 図１に部分的に示した流動チャンバーから上向きに投射した流動床ベースは、 重なった複数の頂尺扇形プレート１から成り、これらは、運転状態において、わ ずかにしか開いていないベース部を形成する。簡単にするために、プレート間の 最小限のギャップを規定するスペーサーは図示していない。ノズルラインの端部 に取り付けられたノズル４をそれぞれ有するノズルライン３は、図１の中央のプ レートのベースにおいて切除部２を通って突出している。切除部２に適合するよ うになっている開口５は、中央のプレートに隣接するプレート１の縁にノズルラ インに隣接して設けられている。 ノズル４には、ノズルライン３およびそれを固定して接続するノズルアーム６ を介してスプレーすべき溶融物、冷却空気等が供給される（図３）。２つのノズ ルライン３およびその中に挿入されたノズル４を有するノズルアーム６は、全体 として、流動床装置のハウジングの壁７に堅固に接続され、壁７を通って外部に ガイドされている。簡単のために、冷却空気用の供給ライン８およびスプレーす る溶融物用のフィードライン９だけを図２に示している。プレート１に面するノ ズルアーム６の外側は、尖った屋根の形状、即ち、逆Ｖ字形状を有し、その結果 、流動床装置を空にする場合、ノズルアーム６に衝突する粒状物は、ノズルアー ムで滑り、その上に溜まらない。ノズルアームの上側１１および下側１５の形状 は、図５および図６から明らかである。 ノズルアーム６およびノズルライン３は、真空ジャケット（図示せず）および ２０℃の空気が流れる外側冷却ジャケット（図示せず）を有し、その結果、溶融 物の温度が１００℃を越えるにもかかわらず、外側の温度は３０℃を下回る。 本発明のノズルアームのもう１つの態様を図４に長手方向断面図にて示す。ね じ込み式ノズルを除いて、全てのジョイント／コネクションは溶接されている。 ホットメルト用の通路１２は、熱いスプレー空気用のジャケット１３により囲ま れ、このジャケット１３は、次に、断熱材１４により囲まれている。この断熱材 は、この場合、固体断熱材料を有するジャケットから成る。図４から判るように 、ノズルライン３を有するノズルアームは、このような多層構造を有し、これは 、入口からハウジングの壁７を通ってノズルまでのノズルアームおよびノズルラ インの硬質性によって初めて経済的に実施することができる。 環状のゴムシール１０により切除部２を通って粒状物が落下するのが防止され るが、シールの内側縁は、ノズルライン３の外側にもたれかかっている。シール １０の外側縁は、２層プレート３のギャップ内にガイドされ、そこで、プレート １に取り付けられている。図３は、ノズルライン３をプレート１に対してシール している様子を非遠近法で示す。 図５および図６は、図１に示したプレート１をノズルライン３と共に、流動床 装置の運転状態および排出状態のそれぞれで示す。細い矢印は、プレート１がピ ボット回転する方向を示し、太い矢印は、流動化空気の流れを示す。 切除部分２は、プレート１がその長手方向軸の周りで自由にピボット回転する ことを可能にする。従って、運転状態（図５）では、ノズルはプレート１の上に 位置する。プレート間のギャップは約３ｍｍの幅である。流動床装置を空にする 間、ノズル４はそれと組み合わされたプレート１の下方に位置し、その結果、落 下する粒状物はノズルに全く衝突しないか、あるいは殆ど衝突しない（図６）。 プレートのベースが最大限に開いたこの状態は、図７においても模式的に示され 、これは、図１と同様に、プレートベース面の平面図である。 参照番号のリスト １ プレート ２ 切除部分または切り抜き部分 ３ ノズルライン ４ ノズル ５ 開口 ６ ノズルアーム ７ ハウジングの壁 ８ フィードライン（冷却空気） ９ フィードライン（溶融物） １０ ゴムシール １１ 上方側 １２ 溶融物用通路 １３ スプレー空気用通路 １４ 断熱材 １５ 下方側

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レーゼ，ヴィルフリート ドイツ連邦共和国デー―40589デュッセル ドルフ、バーレンシュトラーセ168番 (72)発明者 ラカー，ハンス ドイツ連邦共和国デー―40789モンハイム、 ゲシュヴィスター―ショル―シュトラーセ 53番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粒状物の製造および／または更なる処理に用いる流動床装置であって、 −気体、特に空気が上向きに流れて通過するように設計されている入口チャン バーおよび入口チャンバーの上方に位置して材料を流動化させる流動化チャンバ ーを有するコンテナ、 −入口チャンバーと流動化チャンバーとの間に配置されたピボット可能なプレ ート（１）、ならびに −プレート（１）の下方でコンテナ内に配置され、粒状化すべき材料を導入す るように流動化チャンバー内に向けたノズル（４）を有する少なくとも１つのノ ズルライン（３）を有する少なくとも１つのノズルアーム（６） を有して成り、プレート（１）は、ノズルライン（３）が通ってガイドされる切 除部（２）を有し、その結果、ノズルラインは、部分的に流動化チャンバー内に 延び、切除部（２）は、プレートのピボット運動ができるほどに十分に大きいこ とを特徴とする流動床装置。 ２．切除部（２）は、フレキシブル材料（１０）によりノズルライン（３）に 対してシールされている請求の範囲１に記載の流動床装置。 ３．フレキシブル材料（１０）はゴムから成る請求の範囲１または２に記載の 流動床装置。 ４．プレート（１）の２層構造を特徴とし、フレキシブル材料（１０）は、そ の外側縁が層の間に位置する請求の範囲２または３に記載の流動床装置。 ５．フレキシブル材料（１０）の外側縁は、セレーションを有する請求の範囲 １〜４のいずれかに記載の流動床装置。 ６．ノズルアーム（６）および／またはノズルライン（３）は、排気可能ジャ ケットにより包囲されている請求の範囲１〜５のいずれかに記載の流動床装置。 ７．ノズルアーム（６）および／またはノズルライン（３）は、運転に際して 冷却媒体が流れる冷却ジャケットを有する請求の範囲１〜６のいずれかに記載の 流動床装置。 ８．ノズルアーム（６）の上側（１１）の外側面は、尖った屋根の形状である 請求の範囲１〜７のいずれかに記載の流動床装置。 ９．各ノズルアーム（６）は、１〜３、好ましくは２のノズルライン（３）を 有する請求の範囲１〜８のいずれかに記載の流動床装置。 １０．ノズルライン（３）を有するノズルアーム（６）は、溶接ジョイント／ コネクションのみを有する請求の範囲１〜９のいずれかに記載の流動床装置。 １１．請求の範囲７に記載の流動床を使用して温度に敏感な粒状物を被覆する 方法であって、溶融温度より少なくとも２０℃高い温度で維持された溶融被覆材 料を、少なくとも同じ温度を有する空気と共に、ノズル（３）を介して粒状物が 充填された流動化チャンバー内に好ましくはスプレーし、外側ジャケットを２０ 〜５０℃の温度、好ましくは４０℃を越えない温度に維持することを特徴とする 方法。