JP2003033726A - 気流分級機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破砕され易い粉粒体を分級しても分散時の摩
損を低減して有効成分粒径の成分を歩留まり良く抽出す
ることができる気流分級機を安価に供する。 【解決手段】 粉粒体と１次空気の固気混合流体を流入
して旋回気流を形成して分散する円筒形状の分散室３
と、同分散室３の下方に２次空気を流入して粗粉と微粉
に遠心分離する分級室を備えた気流分級機において、分
散室３に前記固気混合流体を接線方向に流入する混合流
体流入路33ａとは別に分散室３に空気のみを接線方向に
流入する空気流入路13ａとを備え、混合流体流入路33ａ
と空気流入路13ａとが鋭角に交じわり、各流入路33ａ，
13ａから流入された固気混合流体と空気流体が分散室３
内の分級開始点の直前で鋭角に合流する気流分級機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体を旋回気流
中で遠心分離する気流分級機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の気流分流機01の構造を図５および
図６に図示する。気流分流機01は、鉛直中心軸を共通に
して上から順に小径円筒状の排気室02，中径偏平円筒状
の分散室03，下広円錐状のガイド室04，大径円筒状の分
級室05，同径の２次空気吸気室06，上広円錐状の回収ホ
ッパー07で構成されている。

【０００３】排気室02には水平接線方向にブロワ吸引路
02ａが延出し、分散室03には水平接線方向に流体供給路
03ａが延出し、内部中央には分級室05と排気室02とを連
通する連通路03ｂが設けられ、ガイド室04には内部に円
錐状のガイドコーン04ａが設けられ、分級室05には内部
に下広円錐状の分級コーン05ａが設けられ、２次空気吸
気室06には水平接線方向に２次空気供給路06ａが延出し
内部中央に下広円錐体06ｂが設けられている。

【０００４】粉粒体と１次空気の固気混合流体が流体供
給路03ａから分散室03に導入されると、１次空気が分散
室03の内周壁に沿って生じる旋回気流により、粉粒体が
内周壁に衝突したり、粉粒体どうしが互いに衝突したり
して分散し、ガイドコーン04ａに案内されて旋回しなが
ら下降して分級室05に周縁部から入る。

【０００５】分級室05には下方の２次空気供給路06ａか
ら２次空気が供給されて２次空気吸気室06で旋回気流と
して形成されて上記分散された固気混合流体の旋回速度
を高め、分級室05内で粉粒体を遠心力を利用して遠心方
向に粒径の大きさ順に分布するようにする。

【０００６】すなわち粉粒体は中心から離れる程粒径が
大きくなるよう分布する。中心部に開口した連通路03ｂ
を通して排気室02に中心付近の微粉が吸引されてブロワ
吸引路02ａから排出され、残りの周縁部の粗粉は周縁部
を下降して回収ホッパー07に案内されて落下し回収さ
れ、微粉と粗粉に分級される。

【０００７】原料粉粒体から有効成分粒径の成分を抽出
する場合、粗粉に有効成分粒径の粉粒体が多く含まれる
ようにして回収ホッパー07から回収される。旋回する気
流の旋回速度を大きくすることにより分級点を小さくす
ることができ、またガイドコーン04ａと分級コーン05ａ
との間隔（コーン間隔ΔＨ）の調整により粉粒体の分級
点および粗粉，微粉それぞれの回収率を変えることがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような気流分級機
は、通常カーボン粉や金属粉など無機系粉粒体のような
比較的破砕され難い粉粒体に多く使用されてきた。しか
し医薬品や農薬あるいは食品などの比較的に破砕され易
い粉粒体を分級するとなると、一般に分散力が強過ぎて
原料となる粉粒体の摩損が生じ、摩損により粉粒体の特
性が変化し、特に微粉および微粉より小さい極微粉の量
が増加してしまう。

【０００９】原料粉粒体から有効成分粒径の成分を抽出
する場合、有効成分粒径より大きい粉粒体は再度気流分
級機に原料として使用して有効成分粒径の成分を抽出す
ることができるが、一旦有効成分粒径より小さく破砕さ
れたものからは有効成分粒径の成分を抽出することはで
きない。

【００１０】したがって摩損により微粉および有効成分
粒径より小さい極微粉の量が多く生じる場合は、有効成
分粒径の成分を歩留まり良く抽出することができない。
そこで気流分級機における供給空気量（風量）を小さく
して摩損を少なくすることも考えられるが、風量を小さ
くすると廃棄される微粉に含まれる有効成分粒径の成分
量が多くなり、回収される粗粉に含まれる有効成分粒径
の成分量が減少してしまう。

【００１１】従来の気流分級機で試験した結果から上記
の様子を示すことができる。図７の表２は、その試験結
果および分級条件を示し、従来が前者の風量が大きい
場合であり、従来が後者の風量が小さい場合である。

【００１２】試験には食品業界で多く使用されている甘
味剤（エリスリトール）を原料として用い、その最大粒
径が834.27μｍ，平均粒径が119.78μｍの粉粒体であ
り、抽出しようとする有効成分粒径が45〜106μｍであ
り、粗粉として回収する。

【００１３】なお分級される前の原料としての粒度分布
は有効成分粒径より小さい粒径（＜45μｍ）のものが2
0.21％、有効成分粒径（45〜106μｍ）のものが24.54
％、有効成分粒径より大きい粒径（＞106μｍ）のもの
が55.25％であることが分かっている。

【００１４】試験条件の全風量（ブロワ風量）が従来
の場合、1.80ｍ^３／minであるのに対して従来の場合
は1.45ｍ^３／minであり、その他のガイドコーン04ａと
分級コーン05ａとのコーン間隔ΔＨが15mm、２次空気風
量が1.00ｍ^３／min、原料供給量が2000ｇ、分級時間が4
0min、処理量が３kg／hr等の試験条件は同じである。

【００１５】試験結果である回収ホッパー07から回収さ
れる粗粉とブロワ吸引路02ａから排出される微粉の各回
収量および各粒度分布は、表の通りである。なお全粉
は、粗粉と微粉を合計した場合であり、有効成分粒径回
収率は、分級する前の原料の有効成分粒径の量に対する
回収される粗粉に含まれる有効成分粒径の量の割合をい
う。

【００１６】大きい全風量で分級する従来の場合、再
使用することができない有効成分粒径より小さい粒径
（＜45μｍ）の成分割合が全粉で33.40％と大きく、歩
留まりが極めて悪い。

【００１７】また小さい全風量で分級する従来の場
合、廃棄される微粉中の有効成分粒径（45〜106μｍ）
の成分割合が21.77％と大きく、そのため結局有効成分
粒径回収率が45.7％と低過ぎる。以上のように従来の気
流分級機01により破砕され易い粉粒体を分級する場合、
有効成分粒径の成分を歩留まり良く抽出することが難し
い。

【００１８】なお上記のような気流分級機において分散
室（03）に水平接線方向に延出した流体供給路（03ａ）
から空気のみを供給し、この水平な空気供給方向に対し
て上方から垂直下方に固気混合流体を導入する例（特開
2000-202367号公報）があるが、これは鉛直下方に導入
される固気混合流体の流れを水平方向から供給される空
気流が妨げて乱れを生じさせ、混合流体中の粉粒体に強
い衝撃と振動を与えて破砕を積極的に行わしめるもので
ある。

【００１９】したがってカーボン粉や金属粉など無機系
粉粒体に適用されるもので、医薬品や農薬あるいは食品
などの比較的に破砕され易い粉粒体から有効成分粒径の
成分を抽出するには適さない。

【００２０】本発明は、斯かる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、破砕され易い粉粒体を分級し
ても分散時の摩損を低減して有効成分粒径の成分を歩留
まり良く抽出することができる気流分級機を安価に供す
る点にある。

【００２１】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本請求項１記載の発明は、粉粒体と１
次空気の固気混合流体を流入して旋回気流を形成して分
散する円筒形状の分散室と、同分散室の下方に２次空気
を流入して粗粉と微粉に遠心分離する分級室を備えた気
流分級機において、前記分散室に前記固気混合流体を接
線方向に流入する混合流体流入路とは別に前記分散室に
空気のみを接線方向に流入する空気流入路とを備え、前
記混合流体流入路と前記空気流入路とが鋭角に交じわ
り、各流入路から流入された固気混合流体と空気流体が
前記分散室内の分級開始点の直前で鋭角に合流する気流
分級機を供する点にある。

【００２２】固気混合流体と空気流体が分級開始点の直
前で鋭角に合流するので、固気混合流体の流れを空気流
体が妨げることなく乱れを生じさせずに自然に合流す
る。したがって固気混合流体中の粉粒体に過度の分散力
を与えず、粉粒体の分散室内周壁への衝突力や粉粒体ど
うしの相互衝突力を緩和し、破砕され易い粉粒体を分級
しても適度に分散して摩損を低減し有効成分粒径の成分
を歩留まり良く抽出することができる。

【００２３】従来の気流分級機の分散室に混合流体流入
路とは別に前記分散室に空気のみを接線方向に流入する
空気流入路を設けるだけの簡単な構造であり、低コスト
である。

【００２４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の気
流分級機において、前記空気流入路が前記円筒形状の分
散室に水平接線方向に指向して形成され、前記混合流体
流入路が前記円筒形状の分散室に上方から下方斜め接線
方向に指向して前記空気流入路と鋭角に交わることを特
徴とする。

【００２５】混合流体流入路に導かれて分散室に上方か
ら下方斜め接線方向に導入される固気混合流体に対して
空気流入路に導かれて水平方向に供給される空気流体が
鋭角に合流するので、円筒形状の分散室内に乱れのない
滑らかな旋回気流を形成して粉粒体の摩損を低減して適
度な分散を実現することができる。混合流体流入路が空
気流入路の上方に位置し、混合流体流入路への粉粒体の
供給がし易い。

【００２６】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の気流分級機において、前記粉粒体が、医薬
品，農薬，食品などの比較的に破砕され易い粉粒体であ
ることを特徴とする。

【００２７】医薬品，農薬，食品などの比較的に破砕さ
れ易い粉粒体に適用することで、摩損を低減した適度な
分散により有効成分粒径の成分を歩留まり良く抽出する
ことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図４に基づき説明する。本実施の形態
に係る気流分級機１は、前記した従前の気流分級機01と
基本構造は同じであり、鉛直中心軸を共通にして上から
順に小径円筒状の排気室ケース２ａ内の排気室２，中径
偏平円筒状の分散室ケース３ａ内の分散室３，下広円錐
状のガイド室ケース４ａ内のガイド室４，大径円筒状の
分級室ケース５ａ内の分級室５，同径に延長した２次空
気吸気室ケース６ａ内の２次空気吸気室６，上広円錐状
の回収ホッパー７で構成されている。

【００２９】なお本実施の形態では気流分級機１の回収
ホッパー７の下端開口の下には、乾式のふるい８が配設
されており、同ふるい８のふるい目は106μｍである。

【００３０】円筒状の排気室ケース２ａからは水平接線
方向に排気管12が延出してブロワ吸引路12ａが形成さ
れ、中央部に上広円錐体２ｂが挿入され、その周囲の排
気室２における図２において時計回りの旋回気流がブロ
ワ吸引路12ａから接線方向に排出される。

【００３１】この排気室２の下に位置する分散室３の分
散室ケース３ａからは水平接線方向に１次空気供給管13
が延出して１次空気供給路13ａが形成され、中央に円筒
状の連通管23が設けられて下方の分級室５と上方の排気
室２とを連通している。

【００３２】そして図３に示すように水平方向に指向し
た１次空気供給管13に対して上方から斜め下方に延びた
流体供給管33が１次空気供給管13に約45度の鋭角に結合
している。なお流体供給管33と１次空気供給管13の結合
角度は、15度から75度の範囲の鋭角ならば良好な結果が
得られる。

【００３３】同流体供給管33の流体供給路33ａから供給
される流体と１次空気供給路13ａから供給される１次空
気とは鋭角に合流して分散室３の内周面に沿って図２に
おいて時計回りの旋回気流を形成する。

【００３４】流体供給管33の一部から鉛直上方に向けて
漏斗33ｂが突出形成されており、同漏斗33ｂに粉粒体が
投入され、同伴空気とともに流体供給路33ａを通って固
気混合流体として分散室３に供給される。

【００３５】分散室３の下のガイド室４内には前記連通
管23から下方へ末広がりに延出した円錐状のガイドコー
ン14が延設されている。ガイドコーン14の凹出した内側
は連通管23を介して排気室２と連通している。

【００３６】前記排気室２内の上広円錐体２ｂから中心
を鉛直下方に垂下した支持棒２ｃが連通管23を貫通して
ガイド室４からその下の分級室５まで達しており、この
支持棒２の下端に下広円錐状の分級コーン15が分級室５
内に吊設されている。

【００３７】分級室５の下の２次空気吸気室６には中央
に下広円錐体６ｂが突設され、その周囲で２次空気吸気
室ケース６ａ内周面に沿って螺旋状に内プレート６ｃが
内装されている。

【００３８】そして２次空気吸気室ケース６ａからは水
平接線方向に２次空気供給管16が延出して２次空気供給
路16ａが形成され、同２次空気供給路16ａから供給され
る２次空気は２次空気吸気室６で螺旋状の内プレート６
ｃに案内されて螺旋状の図２において時計回りの旋回気
流を形成する。

【００３９】本気流分級機１は、以上のような構造をし
ており、ブロワ吸引路12ａから吸引を行い、流体供給管
33の漏斗33ｂに原料である粉粒体を投入すると、１次空
気供給路13ａから１次空気が分散室３に水平接線方向に
供給され、粉粒体が投入された流体供給路33ａからは同
伴空気とともに固気混合流体として斜め上方から前記水
平に供給される１次空気に約45度の鋭角に分散室３の分
級開始点の直前で合流して分散室３に導入される（図３
参照）。

【００４０】したがって固気混合流体の流れを１次空気
が妨げることなく乱れを生じさせずに自然に合流し、分
散室３に導入された固気混合流体は、分散室３の内周壁
に沿って生じる旋回気流により適度に分散し、ガイドコ
ーン14に案内されて旋回しながら下降して分級室５に周
縁部から入っていく。

【００４１】他方２次空気吸気室６には、２次空気供給
路16ａから２次空気が吸入され、旋回気流を形成して前
記分級室５の固気混合流体の旋回速度を高め、分級室５
で粉粒体を遠心力を利用して粒径の大きさ順に遠心方向
に分布させる。すなわち粉粒体は中心から離れる程粒径
が大きくなるよう分布する。

【００４２】分級室５の中心部に開口した連通管23を通
して分級室５の中心付近の微粉が排気室２に吸引されて
ブロワ吸引路12ａから排出され、残りの周縁部の粗粉は
周縁部を下降して回収ホッパー７から落下して回収され
る。

【００４３】こうして粉粒体が微粉と粗粉に分級され
る。排出される微粉は比較的粒径の小さい粒度分布を示
し、回収される粗粉は比較的粒径の大きい粒度分布を示
す。

【００４４】本気流分級機１は、固気混合流体と１次空
気が鋭角に合流するので、固気混合流体の流れを１次空
気が妨げることなく乱れを生じさせずに自然に合流する
ことができ、固気混合流体中の粉粒体に過度の分散力を
与えず、粉粒体の分散室内周壁への衝突力や粉粒体どう
しの相互衝突力を緩和し、破砕され易い粉粒体を分級し
ても適度に分散して摩損を低減し有効成分粒径の成分を
歩留まり良く抽出することができる。

【００４５】本気流分級機１により甘味剤（エリスリト
ール）を原料として前記従来の気流分級機におけると略
同じ分級条件で分級試験を行った結果を図４の表１に示
す。なお本案が上記した方法により分級した場合であ
り、本案は１次空気供給管13と流体供給管33の役割を
交換し、１次空気供給管13から固気混合流体を供給し流
体供給管33から１次空気を供給して分級した場合であ
る。

【００４６】原料の甘味剤（エリスリトール）は、従来
，の場合と同じものを使用しており、試験条件は従
来と全く同じである。本案の場合の試験結果をみる
と、抽出される有効成分粒径（45〜106μｍ）が含まれ
る粗粉の割合が82.5％と大きく、その中で有効成分粒径
（45〜106μｍ）の成分割合が21.56％あり、分級する前
の原料の有効成分粒径の量に対する回収される粗粉に含
まれる有効成分粒径の量の割合である有効成分粒径回収
率は、72.5％と高い割合を示し、歩留まりが良い。

【００４７】また82.5％と大きな割合の粗粉のうちで、
再使用可能な有効成分粒径より大きい粒径（＞106μ
ｍ）の成分割合が76.00％と大きな割合を占め、この大
きな粒径成分は回収ホッパー７から回収された粗粉をふ
るい目106μｍのふるい８がふるい分けして取り出して
おり、再度分級に供して有効成分粒径の成分を抽出する
ことができるので、益々歩留まりが良くなる。

【００４８】なお本案と本案とでは、有効成分粒径
回収率において本案の方が良好な結果となっている。
本気流分級機１は、従来の気流分級機の流体供給路に新
たに鋭角に結合する流体供給路を設ければよく、簡単な
加工で低コストに構成することができる。

【００４９】比較的破砕され易い粉粒体である甘味剤
（エリスリトール）を原料として使用して分級試験をし
たが、本気流分級機１は医薬品や農薬あるいは食品など
の比較的に破砕され易い粉粒体について分級し有効成分
粒径の成分を抽出するのに適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る気流分級機の縦断
面図である。

【図２】同上面図である。

【図３】要部側断面図である。

【図４】本気流分級機による試験結果および分級条件を
示す表１である。

【図５】従来の気流分級機の縦断面図である。

【図６】同上面図である。

【図７】同従来の気流分級機による試験結果および分級
条件を示す表２である。

【符号の説明】

１…気流分級機、２…排気室、３…分散室、４…ガイド
室、５…分級室、６…２次空気吸気室、７…回収ホッパ
ー、８…ふるい、12…排気管、13…１次空気供給管、14
…ガイドコーン、15…分級コーン、16…２次空気供給
管、23…連通管、33…流体供給管。

───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ａ２３Ｌ 1/236 Ａ２３Ｌ 1/236 Ａ (72)発明者 田中 伸一 東京都渋谷区千駄ヶ谷５−27−７ 日本ブ ランズウィックビル 株式会社セイシン企 業内 (72)発明者 大熊 盛之 静岡県藤枝市源助301 科研製薬株式会社 総合研究所内 (72)発明者 加藤 保富 静岡県藤枝市源助301 科研製薬株式会社 総合研究所内 Ｆターム(参考） 4B047 LB08 LE06 LG25 LP01 4D021 FA25 GA02 GA06 GA13 GA18 GA29 HA10 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BB04 BC01 BD04 CA01 CA17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体と１次空気の固気混合流体を流入
   して旋回気流を形成して分散する円筒形状の分散室と、
   同分散室の下方に２次空気を流入して粗粉と微粉に遠心
   分離する分級室を備えた気流分級機において、 前記分散室に前記固気混合流体を接線方向に流入する混
   合流体流入路とは別に前記分散室に空気のみを接線方向
   に流入する空気流入路とを備え、 前記混合流体流入路と前記空気流入路とが鋭角に交じわ
   り、各流入路から流入された固気混合流体と空気流体が
   前記分散室内の分級開始点の直前で鋭角に合流すること
   を特徴とする気流分級機。
2. 【請求項２】 前記空気流入路は前記円筒形状の分散室
   に水平接線方向に指向して形成され、 前記混合流体流入路は前記円筒形状の分散室に上方から
   下方斜め接線方向に指向して前記空気流入路と鋭角に交
   わることを特徴とする請求項１記載の気流分級機。
3. 【請求項３】 前記粉粒体は、医薬品，農薬，食品など
   の比較的に破砕され易い粉粒体であることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の気流分級機。