JP2003501252A - 噴霧乾燥プラント、およびその使用方法 - Google Patents

噴霧乾燥プラント、およびその使用方法

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JP2003501252A JP2001502968A JP2001502968A JP2003501252A JP 2003501252 A JP2003501252 A JP 2003501252A JP 2001502968 A JP2001502968 A JP 2001502968A JP 2001502968 A JP2001502968 A JP 2001502968A JP 2003501252 A JP2003501252 A JP 2003501252A
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ゲルノット メシュル、
ハンスペイタ リュッツラー、
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、統合された噴霧乾燥装置を有する流動床装置に関し、さらにはこの装置の使用方法に関する。本発明はまた、噴霧乾燥粉末物質の製造方法にも関し、該製品の特性は前記物質の先々の使用によって明確に適合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、噴霧乾燥を一体化させた流動床装置ならびにその使用方法に関する
。本発明はまた、噴霧乾燥粉末物質の製造方法にも関し、製品の特性はそのさら
なる用途に応じた目的とする方法によって変えることができる。
【0002】 (背景技術) 市販の粒状物質は、通常、熱ガスを装入した噴霧塔中に1種以上の成分の溶液
または懸濁液を噴霧することにより製造される。熱ガス流の中で液体成分が蒸発
して、多かれ少なかれ不揃いな形の固体粒子が生成する。
【0003】 特別に形成した供給基部(ベース)を通してプロセス空気(工程用空気)を流
し、固体出発原料の流動床を形成させる、流動床での造粒もまた知られている。
噴霧液はノズルを通って微細液滴状で流動化空間に入る。流動化している粒子は
濡れ、その表面が部分的に溶解し、粒子が互いに粘着し合う。流動床の末端のと
ころで固体が連続的に分離される。同時に、噴霧液中の少量の微粉砕固体が入口
で供給される。フィルターシステムによりダストが流動床から出るのを防ぎ、最
小粒径を有する粒状物粒子のみが出口で分離されるのが保証される。このタイプ
の流動床では同様に、多少不揃いの形の固体粒子が生成する。
【0004】 (発明の開示) したがって本発明の目的は、噴霧乾燥または造粒した微粉状の製品の、粒子径
、粒子径分布、湿(水)分含量や錠剤化性に関する特性を希望通りに変えること
のできる好適なプラントとそのプラントの運転方法を提供することである。
【0005】 この目的は以下のa)〜f)を有する噴霧乾燥プラントによって達成される: a) 噴霧乾燥単位(ユニット)(B) b) 流動床(A) c) 液体媒体(C)用の1つ以上の別のスプレーノズルまたはアトマイゼーシ
ョン(霧化)ノズル e) 粉体計量装置(D) f) ファン(E)を有する粉末返送(9)
【0006】 (発明を実施するための最良の形態) 本発明における噴霧乾燥プラントの噴霧乾燥単位(B)中において、液体媒体
(5)、スプレー空気(6)、微粉状物質(9)および熱空気(hot air
)(4)を組合せる。
【0007】 ある特別な実施態様では、噴霧乾燥単位(B)が噴霧塔中の下方流流動床の上
部に垂直に位置する。
【0008】 ある特定の実施態様では、プラントの噴霧乾燥単位(B)は、熱水で加熱され
、共軸に配置した戻り粉末とその周囲を囲む熱空気の流れを有する、2成分スプ
レーノズルからなるスプレー系を構成することができる。
【0009】 本発明の目的は、特に、液体媒体(C)用の1つ以上の別のスプレーノズルま
たはアトマイゼーションノズルを流動床中のさまざまな位置に据付けることがで
きるプラントによって達成される。本発明にしたがって、流動床のあとには粉体
計量装置(D)が続き、この計量装置は櫂型仕切り弁(F)によって分離され、
オーバーフロー(8)により粉体がそこから供給される。
【0010】 本発明によれば、生成した製品のうちのいくつかを、所望ならば粉砕後、ファ
ン(E)が運搬器としての役をなす気流によるフライコンベアー(fly co
nveyor)により噴霧乾燥単位(B)中に戻すことができる。運搬器として
作用するこのファン(E)は、同時に戻り粉末用の粉砕機としての役をなすこと
もできる。
【0011】 本発明の目的はまた、以下のa)〜d)からなる噴霧乾燥粉末物質の製造方法
によって達成される: a) 第1の工程において、液体媒体、スプレーガス、微粉状物質および熱空気
を一緒にし、 b) 生成した微粉状製品が流動床中に落下し、持ち上げられ、流動化されて先
の方に移動し、 c) 1つ以上の造粒工程で別の液体媒体が噴霧され、流動床中で乾燥させて粉
体計量装置方向に運搬され、 d) 微粉状物質の一部を本工程中に戻す。
【0012】 上記液体媒体は、溶液、分散液または懸濁液である。
【0013】 本方法の特別な変法は、戻りの微粉状物質が返送に先立って粉砕されることに
ある。
【0014】 使用する噴霧ガス、キャリヤガスおよび加熱用ガスは、空気、あるいは、N2
およびCO2からなる群から選ばれる不活性ガスとすることができる。本発明に
従い、このガスは循環させることができ、その場合はフィルターまたはダイナミ
ックフィルターによって粒子を除去しスプレーノズルに戻されるかまたは加熱し
て流動床中に導入される。
【0015】 本発明によると、プラントの種々の地点で使用する液体媒体は異なる組成であ
ってもよい。
【0016】 本発明の目的はまた、特に、噴霧圧力、液量、戻りの粉末量、熱空気の流れお
よびこの熱空気の温度などのパラメーターを変えることによって粒子径をとりわ
け50〜1000μmになるようにすることで達成される。
【0017】 本方法を実施するため、最初に充填口(3)を通して微粉状の出発物質をプラ
ントに装入する。チャンバー(1)を通して噴霧乾燥空間に空気の流れを発生さ
せる。導入された出発物質はこの空気流によって流動化されて排出弁(F)の方
向に移動する。コニドゥール基部(Conidur base)の適宜な穿孔に
よる空気の流れが起ると粉末の流れにこの移動方向が与えられる。流動化製品は
単にパドルバルブ(F)を開くことにより排出できる。プラントのこの部分に、
製品を粉体計量装置の中にもまたは気流コンベアーを経て噴霧乾燥装置の中にも
供給することが可能な装置が設けられている。最終製品用の排出口(8)が粉体
計量装置上部出口に位置している。噴霧乾燥ユニットのファン(E)は、製品の
運送手段としても、また戻りの粉末物質のための粉砕機としての役もなす。噴霧
乾燥ノズルの特殊な設計により、戻りライン(9)からの戻り粉末物質は該当す
る液体媒体(5)、スプレー用空気および熱空気(4)と一緒になる。生成した
粉末または粒状物質は流動床によって持ち上げられながら前述したように先の方
に運ばれる。造粒ノズル(C)を通過する際、戻り粉末と一緒にスプレーノズル
中に導入された媒体とは異なる組成であってもよい別の媒体が生成した粒子の上
に噴霧される。さらに造粒と、粒子径分布の再設定が起こる。コニドゥール基部
を通してチャンバー(1)から導入された空気により製品を希望の最終湿分まで
乾燥させる。プラント中に合体されたダイナミックフィルターにより粉末粒子の
環境中への排出を防止する。
【0018】 図1に示されるような3つの造粒ノズル(C)の代わりに、1つまたは2つ以
上のスプレーノズルまたは噴霧乾燥ノズル、あるいは代わりに1つだけ、あるい
は2つまたは3つ以上の造粒ノズルをプラントの対応する場所に設けることもで
きる。これらの追加ノズルは流動床のはじまり(前方)に直接置くこともまたは
流動床の後方に移すこともできる。はじめに生成した粉末物質に1回または2回
以上再噴霧する場所の選択もまた、とりわけ、望ましい製品が目的とする残留湿
分含有量に依存する。残留湿分が特に低含量の製品は、比較的高含量の残留湿分
を有する製品よりも最終噴霧後の流動床中で長い滞留時間を要するのは言うまで
もない。
【0019】 所望ならば、既に生成した粒子の表面に各種のノズルを通して異なる組成物を
噴霧することができ、層構造を有する粒子を得ることが可能となる。しかしなが
ら、これはより均一な粒径分布を達成するのにも役立ち得る。
【0020】 さらに、本発明のプラントはキャリヤ媒体として空気のみで運転できるばかり
でなく、例えば窒素などの不活性ガスまたは炭酸ガスを循環させて全プラントを
運転することも可能である。
【0021】 プラントは、液体量、噴霧圧力、戻り粉末の量、熱ガス量、熱ガス温度、熱空
気量および熱空気温度などのパラメーターを個々に制御できるように設計される
。最終製品の特性は、戻り粉末の量、供給液体の量および噴霧圧力を変えること
によって、湿分含量、粒子径および粒径分布について希望どおりに調節すること
ができる。上述のプラントでは、50〜1000μmの粒径を有する微粉状の製
品を希望どおりに製造することができる。運転の方法によって、粒子が単一の化
学物質からなることもまたは異なる物質の層状構造を成すこともでき、あるいは
選んだプロセスパラメータによっては多かれ少なかれ結晶性かまたは主にアモル
ファス構造であることもできる。ここで後者の場合、粒子は1成分もしくは異な
る成分の混合物であってもよい。
【0022】 粒子の生成は、特に、プラント中に統合されている噴霧乾燥粒状物質の製造に
好適なスプレーノズルによって制御される。このタイプのスプレーノズルに該当
する実施態様が図2に示されている。
【0023】 このスプレーノズルは、熱水で加熱でき、共軸に配置された戻り粉末(4)お
よび周囲を囲む熱ガス流(5)とを順に取付けた2成分スプレーノズル[(1)
、(2)、(3)]からなるスプレーシステムである。
【0024】 このスプレーシステムの利点は、粉末がアトマイゼーション用空気によって生
成した液滴と出口ですぐ接触して造粒されるかまたは集塊することである。この
粒状物が互いに固着せず表面水分が除去できるように、スプレー部分と粉末部分
は熱ガス流中に囲まれており、そこで液体を蒸発させるのに必要なエネルギーが
直接転用される。流動床内で引き続き乾燥が行われる。
【0025】 特にまたこの噴霧乾燥システムの採用によって、特定の粒子径を達成すること
が可能となる。
【0026】 それ故、この噴霧乾燥プラントの特別な利点は、設定したプロセスパラメータ
と噴霧する液体媒体によって著しく異なる製品を単一のプラントで製造できるこ
とにある。
【0027】 より良い理解と例証のために、前述の噴霧乾燥プラントの一般的なフローチャ
ート(図1)と、本発明の範囲内にある実施例を以下に示すが、本発明はこれら
実施例に限定されない。
【0028】 図1はこのタイプの噴霧乾燥プラントの可能な実施態様の一般化したフローチ
ャートを示し、図中示した数および/または文字は次の意味を有する: 1 空気導入チャンバー 2 空気出口チャンバー 3 充填口(ポート) 4 熱空気供給 5 液体供給 6 噴霧空気 7 加熱媒体 8 製品 9 粉末 A 流動床装置 B 噴霧乾燥ユニット C 造粒ノズル D 粉体計量装置 E 粉末返送用ファン F パドルバルブ G ダイナミックフィルター 上記説明に述べ、フローチャートに示した諸構成要素を参考にして、当業者が
市販の個々の各構成要素を選択することによって、対応するプラントを構築する
ことは容易に可能である。前述のようにプロセスパラメータを制御および変更で
きるためにはプラントを運転するため、追加の電気的ならびに機械的制御装置の
両方を組み込む必要があることは、この専門分野で働く当業者にとっては明白で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の噴霧乾燥プラントの可能な実施態様の一般化したフローチャートを示
す図である。
【図2】 本発明のスプレーノズルの一実施態様を示す図である。
【符号の説明】
1 空気導入チャンバー 2 空気出口チャンバー 3 充填口(ポート) 4 熱空気供給 5 液体供給 6 噴霧空気 7 加熱媒体 8 製品 9 粉末 A 流動床装置 B 噴霧乾燥装置 C 造粒ノズル D 粉体計量装置 E 粉末返送用ファン F パドルバルブ G ダイナミックフィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (71)出願人 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (72)発明者 シュバルツ、 オイゲン ドイツ連邦共和国 デー−64625 ベンス ハム ヴェザーシュトラッセ 16アー (72)発明者 メシュル、 ゲルノット ドイツ連邦共和国 デー−64331 ヴァイ テルシュタット ファルトルシュトラッセ 20 (72)発明者 リュッツラー、 ハンスペイタ ドイツ連邦共和国 デー−79691 ノイエ ンヴェーク ゼゲメトル 3 (72)発明者 デュテ、 ジャン−マルク フランス国 エフ−68220 エジャンエ ル ド エサング 12 Fターム(参考) 4D076 AA14 AA24 BA24 BA25 CB05 FA03 FA18 FA22 FA23 4F033 QA08 QB02Y QB03Y QB05 QB12Y QB16Y QC02 QD02 QD19 QD21 QD23 QE05 QG32 QG38 4G004 EA02 EA06

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次のa)〜d)を特徴とする噴霧乾燥した粉末物質の製造方
    法: a) 第1の工程において、液体媒体、スプレーガス、微粉状物質および熱空気
    を一緒し、 b) 生成した微粉状製品が流動床中に落下し、持ち上げられ、流動化されて先
    の方に移動し、 c) 1つ以上の造粒工程で別の液体媒体を噴霧し、流動床中で乾燥させて粉体
    計量装置の方に運搬し、 d) 上記粉体計量装置から微粉状物質の一部を工程中に戻す。
  2. 【請求項2】 前記液体媒体が溶液、分散液または懸濁液であることを特徴
    とする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記戻りの微粉状物質が戻る前に細かく粉砕されることを特
    徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 空気またはN2等からなる群から選ばれる不活性ガス、CO2 等が噴霧ガスとしておよびキャリヤガスや加熱ガスとして使用されることを特徴
    とする、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ガスは循環することを特徴とする、請求項1または4に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記循環ガスが、フィルターによって粒子が除かれてスプレ
    ーノズルに再供給されるかまたは加熱されて流動床に導入されることを特徴とす
    る、請求項1、4および5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記ガスが、ダイナミックフィルターによって粒子が除去さ
    れることを特徴とする、請求項1または請求項4ないし6のいずれか一項に記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 前記使用する液体媒体が、プラントの異なる場所で異なる組
    成を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  9. 【請求項9】 パラメータの噴霧圧力、液体の量、戻り粉末の量、熱空気
    流および熱空気温度を変えることにより、粒子径を特に50〜1000μmとす
    ることができることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 次のa)〜f)を特徴とする噴霧乾燥プラント: a) 噴霧乾燥単位(B) b) 流動床(A) c) 液体媒体(C)用の1つ以上の別のスプレーノズルまたはアトマイゼーシ
    ョンノズル e) 粉体計量装置(D) f) ファン(E)を有する粉末の戻り(9)
  11. 【請求項11】 前記液体媒体(5)、スプレー空気(6)、微粉状物質(
    9)および熱空気(4)が、噴霧乾燥装置内で一緒になることを特徴とする、請
    求項10に記載の噴霧乾燥プラント。
  12. 【請求項12】 噴霧乾燥単位(B)が、噴霧塔中の下流流動床の上部に垂
    直に置かれることを特徴とする、請求項10に記載の噴霧乾燥プラント。
  13. 【請求項13】 噴霧乾燥単位(B)が、熱水で加熱され、共軸に配置され
    た戻り粉末と周囲を囲む熱ガスの流れを有する、2成分スプレーノズルからなる
    スプレーシステムを構成することを特徴とする、請求項10に記載の噴霧乾燥プ
    ラント。
  14. 【請求項14】 液体媒体(C)用の1つ以上の別のスプレーまたはアトマ
    イゼーションノズルを流動床内の可変の場所に取り付けができることを特徴とす
    る、請求項10に記載の噴霧乾燥プラント。
  15. 【請求項15】 パドルバルブ(F)で分離され、オーバーフロー(8)に
    よって、供給される粉体計量装置(D)が流動床の後に続くことを特徴とする、
    請求項10に記載の噴霧乾燥プラント。
  16. 【請求項16】 生成した製品の一部を、ファン(E)が運搬器としての役
    をなす気流運搬器を通して、所望するならば粉砕の後、噴霧乾燥単位(B)中に
    戻すことを特徴とする、請求項10に記載の噴霧乾燥プラント。
  17. 【請求項17】 前記ファン(E)が同時に戻り粉末のための粉砕機として
    の役をなすことを特徴とする、請求項16に記載の噴霧乾燥プラント。
  18. 【請求項18】 熱水で加熱され、共軸に配置された戻り粉末と周囲を囲む
    熱ガスの流れを有する、2成分スプレーノズルからなるスプレーシステム。
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