JP2003010722A - 凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バルクの粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】凍結乾燥機により凍結乾燥した液材料の乾燥品
を、実質的に凍結乾燥機の機体内において乾燥し得るよ
うにする。 【解決手段】内壁面１ａに液材料を凍結させる直立円筒
状のチューブ１の上端側に、真空排気系に通ずるダクト
３を連通し、そのチューブ１の外周に熱媒体を循環させ
るジャケット２を装設し、そのチューブ１の下端側に
は、そのチューブ１内で乾燥し終えた液材料の乾燥バル
クを受け入れさす回収室４を、前記チューブ１の内径と
略同形乃至大径の内径とした筒状に形成して、それの軸
心線が前記チューブ１の軸心線に略揃うよう配位して接
続し、この筒状の回収室４の周壁の適宜の部位に外部に
通ずる排気口４ａを設けて、その周壁の内面側に、回収
室４内に向けエアーの噴流を噴出するジェットノズルｎ
を装設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、食品・薬品等を液
状に調整して、凍結乾燥機の乾燥庫（乾燥室）により凍
結乾燥する乾燥手段において、乾燥し終えた液材料の乾
燥バルクを粉砕する凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バ
ルクの粉砕装置についての改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品・薬品等の原材料を液材料に調整し
て、凍結乾燥機により凍結乾燥した液材料の乾燥バルク
の粉砕は、従前にあっては、通常、調整した液材料をト
レー等の容器に充填して、その容器ごと、凍結乾燥機の
乾燥庫（乾燥室）に装入してその容器内に凍結させ、そ
れに、真空下において昇華熱を供給して材料内水分を昇
華させ、その水蒸気を乾燥庫に通ずる真空排気系のコー
ルドトラップに捕集させることで凍結乾燥し、これによ
り乾燥し終えた液材料の乾燥品を、容器ごと乾燥庫から
搬出して、その容器から乾燥品を乾燥バルクとして外部
に放出させ、この乾燥バルクを、粉砕装置に投入して粉
砕するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の、凍結乾燥機に
より凍結乾燥した食品・薬品類の液材料の乾燥バルクの
粉砕手段は、得られる粉末製品について、無菌の保持と
汚染バザード防止とを保障するには、凍結乾燥機の乾燥
庫に対する液材料の装入を、外部と遮断した状態で行っ
たとしても、凍結乾燥機の乾燥庫から乾し上げた乾燥品
を容器ごと搬出する工程、搬出した容器から乾燥品をバ
ルクの形態に取り出す工程、ならびに取り出した乾燥バ
ルクを粉砕装置の取入口に投入していく工程の各工程
を、外部に対し遮断した状態で行わなければならず、こ
の点に厄介な問題がある。

【０００４】また、乾燥し終えた液材料の乾燥バルクを
凍結乾燥機の乾燥庫内において粉砕することは、現実に
は凍結乾燥機の構造上、殆ど不可能であり、これを望む
のは無理な問題である。

【０００５】本発明は、従来手段に生じている上述の問
題を解決するためになされたものであって、実質的には
凍結乾燥機の機体内において凍結乾燥した液材料の乾燥
バルクの粉砕が行えるようにする新たな手段を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明手段は、凍結乾燥機の構造および乾燥し終え
た液材料の乾燥バルクの形状・性状について種々の検討
を加えて得られた知見に基づいて完成したものである。

【０００７】即ち、凍結乾燥機は、それの乾燥庫を、直
立円筒状のチューブに形成して、そのチューブの内壁面
に液材料を中空の円筒状に凍結させるようにし、これの
材料内水分を真空下において昇華させ、その水蒸気を、
チューブの上端側に接続する真空排気系のコールドトラ
ップにより捕集せしめて凍結乾燥させるようにすれば、
チューブ内において乾燥し終えた円筒状の液材料の乾燥
品が、自重により簡単にチューブ内から下方に落下して
くるようになること、そしてこのチューブの下方に、筒
状に形成した回収室を、それの軸心線がチューブのそれ
に揃って連続するように配位して、チューブの下端に対
し気密に接続させておくことで、チューブ内において乾
燥し終えた液材料の乾燥品（乾燥バルク）をチューブ内
から落下させたときに、その液材料の乾燥品をこの筒状
の回収室でそっくり受け入れ回収し得るようになるこ
と、さらに、チューブ内で乾燥し終えてそのチューブ内
から落下させる液材料の乾燥品が、著しく脆弱で、僅か
の衝激を与えることで簡単に破砕されるようになり、し
かも、ノズルから噴出させる圧風の吹き付けで、粉末に
まで粉砕していくのが可能であるという知見が得られた
ことによるものである。

【０００８】そして、このことから、凍結乾燥機の乾燥
庫とする直立円筒状のチューブの下端側に接続する筒状
の回収室に、それの内部の圧力を外部に対して排出させ
る排出口を設けて、この回収室の周壁の内面側に、その
回収室の内部に向けて圧風を噴出する噴気ノズルを装設
しておいて、直立円筒状のチューブ内にて凍結乾燥し終
えた液材料の乾燥品を、回収室内に落下させて、その回
収室の内壁面に設けた噴気ノズルからの圧風を吹き付け
るようにしたところ、回収室内に落下させた液材料の乾
燥品が破砕・粉砕され、粉末となった乾燥品が、排出口
から圧風の排気と共に外部に取り出せるようになる結果
が得られたことによりなされたものである。

【０００９】それ故に、本発明手段においては、上述の
目的を達成するための手段として、請求項１に記載した
凍結させた食品・薬品類の液材料から材料内水分を昇華
させる乾燥庫を、内壁面に液材料を凍結させる直立円筒
状のチューブに形成して、それの上端側に真空排気系に
通ずるダクトを連通し、そのチューブの外周に熱媒体を
循環させるジャケットを装設し、そのチューブの下端側
には、そのチューブ内で乾燥し終えた液材料の乾燥バル
クを受け入れる回収室を、前記チューブの内径と略同形
乃至大径の内径とした筒状に形成して、それの軸心線が
前記チューブの軸心線に略揃うよう配位して接続し、こ
の筒状の回収室の周壁の適宜の部位に外部に通ずる排出
口を設けて、その周壁の内面側に、回収室内に向け圧風
を噴出する噴気ノズルを装設し、その噴気ノズルから噴
出させる圧風によりチューブ内から回収室内に落下して
くる液材料の乾燥バルクを粉砕して排出口から排出する
ようにしたことを特徴とする凍結乾燥した食品・薬品類
の乾燥バルクの粉砕装置を提起するものである。

【００１０】また、これに併せて、請求項２に記載した
直立円筒状のチューブの上端側に接続する真空排気系に
通ずるダクトに、チューブの内腔を経て回収室内に向け
圧力風を吐出する吐風ノズルを装設して、回収室に設け
たジェットノズルからのエアーの噴流による乾燥バルク
の粉砕が、吐風ノズルから吐出されてチューブの内腔か
ら回収室内を経て排気口から排出される圧力風の流れの
なかで行われるようにしたことを特徴とする請求項１記
載の凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バルクの粉砕装置
を提起するものである。

【００１１】さらに、請求項３に記載した直立円筒状の
チューブの下端側に接続させて設ける回収室の主体部
を、チューブに略対応する筒状に形成し、かつ、それの
底部に、チューブの内径より大径の拡径部を形成し、そ
の拡径部の底板の周縁に寄る位置で、チューブの直下位
置から側方に外れる部位に排気口を開放することを特徴
とする請求項１または請求項２記載の凍結乾燥した食品
・薬品類の乾燥バルクの粉砕装置および、請求項４に記
載した直立円筒状のチューブの下端側に接続させて設け
る筒状の回収室の底部に排気口を設けて、その排気口を
遠心式により粉体と空気とに分別風選するサイクロンの
取入口またはサイクロン付きの粉砕機の取入口を接続す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の凍結
乾燥した食品・薬品類の乾燥バルクの粉砕装置、および
請求項５に記載した回収室の底部に設ける圧力風および
粉砕物を排出する排気口を、遠心式により粉体と空気と
に分離するサイクロンの取入口またはサイクロン付きの
粉砕機の取入口に接続することを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バ
ルクの粉砕装置を提起するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明手段による凍結乾燥した食
品・薬品類の乾燥バルクの粉砕装置は、液材料を乾燥バ
ルクに乾燥させる凍結乾燥機には、液材料を直立円筒状
のチューブの内壁面に円筒状に凍結させて、それを真空
下において昇華熱を供給することで凍結乾燥させる形態
の凍結乾燥機を用い、この凍結乾燥機の乾燥庫となる直
立円筒状のチューブと組み合わせた態様に構成する。

【００１３】このことから、図１にあるように、直立円
筒状のチューブ１とそれの外周を囲う熱媒体の循環用の
ジャケット２と、チューブ１の内腔を真空ポンプ・コー
ルドトラップを装備せる真空排気系にバルブ３０を介し
て連通させるようチューブ１の上端側に接続させるダク
ト３とにより、円筒状のチューブ１の内腔に装入される
液材料を凍結乾燥させる凍結乾燥装置の主体部ａを構成
するようにし、これを所望の場所に設置する機枠Ｆに装
架する。

【００１４】そして、これの乾燥庫となる直立円筒状の
チューブ１の内腔に対し液材料を注入するための注入口
ｂを、図２に示す実施例において、鎖線に示しているよ
うに、液材料を導く配管５を、チューブ１の下端側に設
けるバルブＶ２より上方において、チューブ１の下端側
に接続させ、その接続口に注入口ｂを設けるか、同図２
で実線に示し、また、図１の実施例に示しているよう
に、注入口ｂを分注ノズル５０に形成して、チューブ１
の上端側に接続して設けるダクト３内に配設し、この分
注ノズル５０に液材料を導く配管５の下流側を接続す
る。

【００１５】また、チューブ１内に送給した液材料を、
チューブ１の内壁面１ａに中心部が中空の円筒状に凍結
させるため、余分の液材料を未凍のままチューブ１の外
に排出させる排液管６を、チューブ１の底部で、そこに
設ける前述のバルブＶ２より上方に位置する部位に接続
させて設けておき、これにより、チューブ１内に送給し
た液材料を、そのチューブ１の内壁面１ａに円筒状に凍
結させ、この凍結した液材料から材料内水分を昇華さ
せ、真空排気系により捕集除去して凍結乾燥させる凍結
乾燥装置Ｗを構成するようにしておく。

【００１６】そして、これの乾燥庫となる直立円筒状の
チューブ１の下端側には、そのチューブ１内において乾
燥し終えた液材料の乾燥品（乾燥バルク）を、チューブ
１内から落下させたときに、それを受け入れ回収する回
収室４を気密に接続させて設けておく。

【００１７】回収室４を接続するとき、その回収室４の
底部にバルブＶ２を設ける場合にあっては、図２におい
て鎖線に示したチューブ１の下端側に設けるバルブＶ１
は省略してよい。この場合にあっては、未凍の液材料を
排出させる排液管６は、同図２において実線に示してい
るように、回収室４の底部のバルブＶ２の直ぐ上方位置
に設けるようにする。

【００１８】この回収室４は、チューブ１内で乾燥し終
えた液材料が、チューブ１の内腔の形状に倣う円筒状の
形態のまま落下してきたときにも、そっくりそのまま受
け入れ得る容量・長さの筒状に形成して、チューブ１の
下端側に接続するようにし、これに外部に対し開放する
排気口４ａを開設し、また、該回収室４内に落下してく
る液材料の乾燥バルクを粉砕させるためのジェットノズ
ルｎ…を内面側に装設する。

【００１９】排気口４ａは、図１に示す実施例において
は、回収室４の底部に設けているが、図３に示す実施例
のように、回収室４の胴部の上下の中間部位に設けるな
ど、適宜の場所に設けてよい。

【００２０】また、回収室４内に回収した液材料の乾燥
バルクを粉砕するために該回収室４の内面側に装設する
ジェットノズルｎ…も、図１・図２に示す実施例におい
ては、回収室４の胴部に設けているが、図３に示してい
る実施例の如く、回収室４の周壁の底部に寄る部位に装
設する場合など適宜の場所に装設してよい。

【００２１】このとき、排気口４ａを回収室４の底部に
設ける場合にあっては、回収室４の底部を、図４にある
実施例のように、チューブ１の内径および該回収室４の
主体部４０よりも大径の拡径部４１に形成しておいて、
この拡径部４１の底面となる回収室４の底壁４２の、前
記チューブ１の内壁面１ａおよび主体部４０の内面の直
下位置から側方に偏る部位に排気口４ａを開設して、チ
ューブ１内から乾燥し終えた液材料の乾燥バルクが、凍
結した姿のまま落下してきても、この排気口４ａに、閉
塞・詰まりが生じないようにしておくことが有効であ
る。

【００２２】また、主体部ａ内の気密を保持するための
バルブＶ１を、チューブ１の下端側に接続した回収室４
の底部に設ける場合にあっては、図１および図４の実施
例にあるように、回収室４の底部に設ける排気口４ａに
接続管４３を接続し、この接続管４３の上下にそれぞれ
バルブＶ１・Ｖ２を設けて、それの上位のバルブＶ１で
回収室４およびチューブ１に気密を保持する保持するよ
うにし、下位のバルブＶ２が、未凍の液材料および後述
する粉砕物を排出する際の開閉バルブとなるようにする
場合がある。

【００２３】また、排気口４ａを、前述の図３に示す実
施例のように、回収室４の胴周壁の上下の中間部位に開
設する場合には、ジェットノズルｎ…を、この排気口４
ａより下方に位置する回収室４の底部側に配設して、回
収室４の底部に集積し勝ちとなる液材料の乾燥バルクに
対して浴びせるジェットノズルｎからの噴風による破砕
・粉砕が効率的に行われるようにする。

【００２４】このジェットノズルｎから噴出する噴風に
より粉砕されて粉末となった液材料の乾燥バルクは、回
収室４に開設した排気口４ａから、ジェットノズルｎか
らの噴風と共に排出されて、取り出されるようになるか
ら、排気口４ａに図２または図４に示す実施例のよう
に、バルブＶ２を介して搬送筒７０を接続し、それの先
端側に、遠心分離式のサイクロン７１を接続するか、図
１または図３の実施例のようにサイクロン７１と組み合
わせた粉砕機７２の取入口７２ａを接続することで、そ
のサイクロン７１の取出口から粉末の乾燥製品として取
り出されるようになる。

【００２５】このとき、回収室４において液材料の乾燥
バルクが粉砕されることで生成される粉末は、ジェット
ノズルｎから噴出するエアーの噴流により舞い上がっ
て、回収室４の上端側に接続しているチューブ１の内腔
およびダクト３内に流れ込むようになる場合がある。

【００２６】このため、ダクト３側に、図２にて鎖線に
示しているように加圧された圧風をバルブＶ４の制御に
より吐出する吐風ノズルｍを設けて、ダクト３およびチ
ューブ１の内腔の空気の圧力が、回収室４内のそれより
も高く保持させるようにすることが有効である。

【００２７】このように設ける吐風ノズルｍとしては、
図３に示す実施例にあるように、チューブ１の内壁面１
ａに液材料を分注するために設ける分注ノズル５０を、
切換弁Ｖ５により圧縮された空気が充填されたボンベ等
の圧力源に対して切換自在に接続しておくことで、この
分注ノズル５０を利用してそれを共用するようにしてよ
い。

【００２８】また、チューブ１の内壁面１ａに液材料を
分注して凍結させるときに、その液材料の分注に先立
ち、チューブ１の内壁面１ａに蒸留水を噴霧して薄膜状
の氷層を形成しておき、この氷膜の上に液材料を凍結さ
せることで、凍結した液材料を乾燥させたときの、それ
のチューブ１内壁面１ａからの剥離が簡単に行われるよ
うにする場合にあっては、この蒸留水を氷結させるため
に設けるノズルを、前述と同様の切換弁を介して圧力源
に接続しておき、このノズルを共用させて圧風を吐出さ
せるようにしてよい。

【００２９】図１乃至図４において、ｔ１は排液管６に
より取り出した未凍の液材料を回収するタンク、Ｐ２は
このタンクｔ１に回収した液材料を汲上げるポンプ、ｔ
２は汲上ポンプＰ２により揚送した液材料を貯留する第
２タンク、Ｖ５はこの第２タンクと配管５とを分注ノズ
ル５０に対し切換自在に接続させるよう配管５に設けた
切換弁、２ｂはジャケット２内に循環させる熱媒体を熱
交換する熱交換器、２ｃはそれの配管、２ａはその熱交
換器２ｂの器内を冷却する冷凍機、２ｄは熱媒体を加熱
する加熱器である。

【００３０】また、８はチューブ１内で乾燥し終えた液
材料の乾燥バルクが、下方にずり落ちないようにチュー
ブ１の内壁面１ａの下端側に設けた支承部材で、図２・
図３・図４に示す例においては、内壁面１ａから出入り
するように設けているが、図１に示す例にあるように、
漏斗状の傾斜壁に形成して、乾燥バルクの下縁を支承さ
せ、ダクト３側からのエアーによる加圧で乾燥バルクを
押し下げたときに、乾燥バルクが通過していくようにす
る場合、および、傾斜壁部にジェットノズルを設けこの
圧風により乾燥バルクの下端部を徐々に粉砕し順次回収
室４へ送る場合がある。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による凍結
乾燥した食品・薬品類の乾燥バルクの粉砕装置は、乾燥
庫を直立円筒状のチューブに形成して、それの内壁面に
液材料を凍結させて真空下において乾燥させる形態の凍
結乾燥装置を用い、それの直立円筒状のチューブの下端
側に筒状の回収室を気密に接続させ、その回収室に排気
口を設けて、その回収室内に加圧したエアーを噴出すジ
ェットノズルを装設しておいて、チューブ内で乾燥させ
た液材料の乾燥バルクを、回収室内に落下させてジェッ
トノズルからのエアーの噴流により粉砕し、排気口から
エアーと共に粉末を取り出すようにしているのだから、
実質的には、凍結乾燥装置の機体内で粉砕し得るように
なって、汚染ハザードを確実に防止して、液材料の粉砕
が行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明手段による液材料の乾燥バルクの粉砕装
置の一部破断した正面図である。

【図２】同上の別の実施例の一部破断した正面図であ
る。

【図３】同上のさらに別の実施例の一部破断した正面図
である。

【図４】同上のさらに異なる実施例の一部破断した正面
図である。

【符号の説明】

Ｆ…機枠、Ｗ…凍結乾燥装置、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４
…バルブ、Ｖ５・Ｖ６…切換弁、ａ…主体部、ｂ…注入
口、ｎ…ジェットノズル、ｍ…吐風ノズル、Ｏ１・Ｏ２
…オリフィス、Ｐ２…汲上ポンプ、ｔ１…回収タンク、
ｔ２…第２タンク、１…チューブ、１ａ…内壁面、２…
ジャケット、２ａ…冷凍機、２ｂ…熱交換器、２ｃ…配
管、２ｄ…加熱器、３…ダクト、３０…バルブ、４…回
収室、４ａ…排気口、４０…主体部、４１…拡径部４２
…底壁、５…配管、５０…分注ノズル、６…排液管、７
０…搬送筒、７１…サイクロン、７２…粉砕機、７２ａ
…取入口、８…支承部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２６Ｂ 17/12 Ｆ２６Ｂ 17/12 Ｚ (72)発明者 砂間 良二 東京都港区西新橋一丁目18番17号明産ビル 内 (72)発明者 貝瀬 昭夫 東京都港区西新橋一丁目18番17号明産ビル 内 Ｆターム(参考） 3L113 AA02 AB10 AC21 AC23 BA20 DA04 4B048 PE03 PS02 4D067 CA02 CA09 CG04 EE13 EE22 EE35 GA13 GA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凍結させた食品・薬品類の液材料から材
   料内水分を昇華させる乾燥庫を、内壁面に液材料を凍結
   させる直立円筒状のチューブに形成して、それの上端側
   に真空排気系に通ずるダクトを連通し、そのチューブの
   外周に熱媒体を循環させるジャケットを装設し、そのチ
   ューブの下端側には、そのチューブ内で乾燥し終えた液
   材料の乾燥バルクを受け入れさす回収室を、前記チュー
   ブの内径と略同形乃至大径の内径とした筒状に形成し
   て、それの軸心線が前記チューブの軸心線に略揃うよう
   配位して接続し、この筒状の回収室の周壁の適宜の部位
   に外部に通ずる排気口を設けて、その周壁の内面側に、
   回収室内に向けエアーの噴流を噴出するジェットノズル
   を装設し、そのジェットノズルから噴出させる空気噴流
   によりチューブ内から回収室内に落下してくる液材料の
   乾燥バルクを粉砕して排気口から排出するようにしたこ
   とを特徴とする凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バルク
   の粉砕装置。
2. 【請求項２】 直立円筒状のチューブの上端側に接続す
   る真空排気系に通ずるダクトに、チューブの内腔を経て
   回収室内に向け圧力風を吐出する吐風ノズルを装設し
   て、回収室に設けたジェットノズルからのエアーの噴流
   による乾燥バルクの粉砕が、吐風ノズルから吐出されて
   チューブの内腔から回収室内を経て排気口から排出され
   る圧力風の流れのなかで行われるようにしたこと特徴と
   する請求項１記載の凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バ
   ルクの粉砕装置。
3. 【請求項３】 直立円筒状のチューブの下端側に接続さ
   せて設ける回収室の主体部を、チューブに略対応する筒
   状に形成し、かつ、それの底部に、チューブの内径より
   大径の拡径部を形成し、その拡径部の底板の周縁に寄る
   位置で、チューブの直下位置から側方に外れる部位に排
   気口を開放することを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バルクの粉砕
   装置。
4. 【請求項４】 直立円筒状のチューブの下端側に接続さ
   せて設ける筒状の回収室の底部に排気口を設けて、その
   排気口を遠心式により粉体と空気とに分別風選するサイ
   クロンの取入口またはサイクロン付きの粉砕機の取入口
   を接続することを特徴とする請求項１または請求項２記
   載の凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バルクの粉砕装
   置。
5. 【請求項５】 回収室の底部に設ける圧力風および粉砕
   物を排出する排気口を、遠心式により粉体と空気とに分
   離するサイクロンの取入口またはサイクロン付きの粉砕
   機の取入口に接続することを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の凍結乾燥した食品・薬品類の乾燥バルク
   の粉砕装置。