JP2007307447A - 攪拌処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌羽根の下縁と処理容器の底部内面との間のクリアランス調整を容易にする。
【解決手段】攪拌羽根７の回転駆動軸７ｃの下方部分７ｃ１は減速機１０の中空状出力軸１０ａに挿入され、スライドスプライン部１１で連結されている。回転駆動軸７ｃは、スライドスプライン部１１により、中空状出力軸１０ａに対して鉛直方向に昇降移動（スライド移動）することができる。サーボモータ１２が作動すると、ボールねじ装置１３のネジ軸１３ｂが回転し、これにより、回転駆動軸７ｃがガイド１５及びスリーブ１６と共にガイドレール１４に沿って昇降移動する。回転駆動軸７ｃ（攪拌羽根７）の昇降位置は、サーボモータ１２の回転制御によって任意の位置に無段階で調整することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、医薬品、化学薬品、食品、農薬、飼料、化粧品、ファインケミカル等の製造分野において、粉粒体の混合、造粒又はコーティング等の処理を行う攪拌処理装置に関する。

この種の攪拌処理装置は、通常、粉粒体の攪拌混合を行う攪拌羽根を処理容器の底部に配置すると共に、クロススクリュー（又はチョッパー）と呼ばれる解砕羽根を処理容器の側部に配置して構成される（例えば下記の特許文献１、２）。
特開平５−２３６号公報 特開平５−１１５７６６号公報

攪拌羽根の下縁と処理容器の底部内面との間のクリアランスは、被処理物の粒径や物性、添加液（結合剤液や膜剤液等）の供給量や物性、その他の操作条件に応じて、最適な大きさに調整する必要があるが、従来装置では、回転駆動軸に対する攪拌羽根の鉛直方向位置をスペーサによって調整して、上記クリアランスを調整する機構になっていた。そのため、上記クリアランスを初期設定したり変更したりする際に、その都度、攪拌羽根を回転駆動軸に対して着脱する作業が必要となり、煩雑であった。

また、処理容器内部を洗浄する際、攪拌羽根の下縁や回転方向に対して背面側となる部位の付着物、処理容器の底部周辺の付着物を十分に洗い落としできない場合が多かった。

本発明の課題は、攪拌羽根の下縁と処理容器の底部内面との間のクリアランスを容易に調整可能にすることである。

本願発明の他の課題は、洗浄効果を高めることである。

上記課題を解決するため、本発明は、被処理物が収容される処理容器と、処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根と、攪拌羽根の昇降駆動により、攪拌羽根の下縁と処理容器の底部内面との間のクリアランスを可変で調整可能なクリアランス調整機構とを備えた攪拌処理装置を提供する。

クリアランス調整機構により、攪拌羽根を昇降駆動させて上記クリアランスを調整するので、攪拌羽根を回転駆動軸に対して着脱することなく、上記クリアランスを容易に調整することができる。

また、本発明は、被処理物が収容される処理容器と、処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根とを備えた攪拌処理装置の洗浄方法において、処理容器の内部に洗浄液を溜め、攪拌羽根を運転時の位置よりも上昇させた位置で回転させて洗浄を行う構成を提供する。

処理容器の内部に洗浄液を溜め、攪拌羽根を運転時の位置よりも上昇させた位置で回転させて洗浄を行うことにより、攪拌羽根の下縁や処理容器の底部周辺の付着物を効果的に洗い落とすことができる。その際、処理容器の内部に洗浄液を溜め、攪拌羽根を運転時の回転方向に回転させ（正転）、または、運転時と反対方向に回転させ（逆転）、あるいは、正転と逆転を適宜繰り返すようにしても良い。これにより、処理容器の内面や攪拌羽根等に付着した付着物をきれいに洗浄することができる。特に、攪拌羽根を正転及び逆転させながら洗浄を行うことにより、通常の洗浄では落ちにくい攪拌羽根の背面側の付着物も効果的に洗い落とすことができる。

さらに、本発明は、被処理物が収容される処理容器と、処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根と、固気分離用のフィルターを有する排気部と備え、排気部のフィルターが処理容器の内部に設けられている攪拌処理装置を提供する。

クリアランス調整機構により、攪拌羽根を昇降駆動させて、攪拌羽根の下縁と処理容器の底部内面との間のクリアランスを調整するので、攪拌羽根を回転駆動軸に対して着脱することなく、上記クリアランスを容易に調整することができる。

また、処理容器の内部に洗浄液を溜め、攪拌羽根を運転時の位置よりも上昇させた位置で回転させて洗浄を行うことにより、洗浄効果を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、この実施形態に係る攪拌処理装置の全体構成を示している。

処理容器２の下部は底部２ａと側部２ｂとで円筒状に構成され、その外面側は、底部２ａから側部２ｂの上方部分にかけてジャケット３によって覆われている。ジャケット３の内面と、ジャケット３によって覆われた処理容器２の外面との間は加熱媒体、例えば加温水の流通路になっており、この流通路に所定温度に制御された加温水を流通させることによって、処理容器２を所定温度に加温することができる。

処理容器２の側部２ｂは上端が開口し、この開口部に処理容器２の上部を構成する蓋３が適宜の開閉機構（図示省略）により開閉自在に装着されている。また、蓋３には、スプレーノズル等の液供給手段（図示省略）を挿入するための挿入口４と、処理容器２内の空気を排気するための排気部５が設置されている。さらに、図示は省略するが、熱風の供給口や点検窓、必要に応じて、洗浄液供給手段の挿入口などが蓋３に設置される。

処理容器２の底部２ａには、攪拌羽根７が回転自在に配設されている。攪拌羽根７は、底部２ａの内面と側部２ｂの内面との間に僅かなクリアランスを維持しながら回転する複数（図２に示す例では３枚）の羽根部７ａと、複数の羽根部７ａが接続されたヘッド部７ｂとを備えている。

また、処理容器２の側部２ｂには、クロススクリュー（解砕羽根）６が配設されている。クロススクリュー６は、モータ８及び減速機９からの回転動力を受けて、水平方向の軸心回りに回転する。

図３に拡大して示すように、攪拌羽根７の回転駆動軸７ｃはヘッド７ｂ部に接続され、底部２ａを鉛直方向下方に貫通して減速機１０に連結されている。攪拌羽根７の羽根部７ａの下縁と処理容器２の底部２ａの内面との間のクリアランスは、以下で説明するクリアランス調整機構によって可変で調整することができる。

この実施形態において、回転駆動軸７ｃの下方部分７ｃ１は減速機１０の中空状出力軸１０ａに挿入され、スライドスプライン部１１で連結されている。図示されていない駆動モータからの回転動力は減速機１０の中空状出力軸１０ａからスライドスプライン部１１を介して回転駆動軸７ｃに入力され、これにより攪拌羽根７が回転する。また、回転駆動軸７ｃは、スライドスプライン部１１により、中空状出力軸１０ａに対して鉛直方向に昇降移動（スライド移動）することができる。

回転駆動軸７ｃ（及び攪拌羽根７）の昇降駆動は、例えば、サーボモータ１２とボールねじ装置１３によって行うことができる。また、回転駆動軸７ｃの昇降移動の案内は、例えば、固定側のガイドレール１４と、このガイドレール１４に沿って移動可能なガイド１５によって行うことができる。回転駆動軸７ｃは、ガイド１５が固定されたスリーブ１６に軸受（図示省略）で回転自在に装着され、鉛直方向にはスリーブ１６に対する相対移動が規制されている。また、ガイド１５にボールねじ装置１３のボールナット１３ａが固定されている。サーボモータ１２が作動すると、ボールねじ装置１３のネジ軸１３ｂが回転し、これにより、回転駆動軸７ｃがガイド１５及びスリーブ１６と共にガイドレール１４に沿って昇降移動する。

回転駆動軸７ｃ（及び攪拌羽根７）の昇降位置は、サーボモータ１２の回転制御によって任意の位置に無段階で調整することができる。これにより、攪拌羽根７の羽根部７ａの下縁と処理容器２の底部２ａの内面との間のクリアランスを、被処理物の粒径や物性、添加液（結合剤液や膜剤液等）の供給量や物性、その他の操作条件に応じて、最適な大きさに容易に調整することができる。例えば、上記クリアランスは通常１ｍｍ程度であるが、サーボモータ１２の回転制御により、上記クリアランス（攪拌羽根７の位置）を０．１ｍｍ単位で調整することが可能である。また、サーボモータ１２の制御データから上記クリアランスの値を求め、その値をモニタディスプレイに表示させることも可能である。

攪拌羽根７は、上記クリアランスを運転時（被処理物の処理時）の最適値に調整する場合の他、洗浄時や、洗浄後のバリデーション時にも昇降駆動される。洗浄時は、例えば上記クリアランスが５ｍｍ程度になる位置まで攪拌羽根７を上昇させる。バリデーション時は、処理容器２の底部２ａの内面や、攪拌羽根７の羽根部７ａの下縁側及び回転方向（運転時）の背面側等の洗浄確認がし易くなるように、クロススクリュー６と干渉しない範囲で攪拌羽根７を大きく上昇させる。

少なくともクリアランス調整時と洗浄時における攪拌羽根７の昇降移動は、回転駆動軸７ｃと中空状出力軸１０ａとを連結するスライドスプライン部１１の作動範囲（連結範囲）で行われる。すなわち、昇降移動時も昇降移動後も、駆動源（モータ）から攪拌羽根７に至る動力伝達経路は連結状態を維持される。従って、運転開始前のみならず、運転時（被処理物の処理時）においても、運転状態を維持したまま、攪拌羽根７の昇降位置を変えて、上記クリアランスを微調整することも可能である。また、洗浄時は、処理容器２内に洗浄液を溜め、攪拌羽根７を所定位置まで上昇させた状態で、攪拌羽根７を運転時の回転方向に回転させ（正転）、または、運転時と反対方向に回転させ（逆転）、あるいは、正転と逆転を適宜繰り返すことにより、処理容器２の内面や攪拌羽根７等に付着した付着物（被処理物や添加液の固化物）をきれいに洗浄することができる。攪拌羽根７を所定位置まで上昇させた状態で回転させて洗浄を行うので、通常の洗浄では落ちにくい処理容器２の底部２ａの周辺や攪拌羽根７の下縁付近等の付着物も効果的に洗い落とすことができる。また、攪拌羽根７を正転及び逆転させながら洗浄を行うことにより、通常の洗浄では落ちにくい羽根部７ａの背面側の付着物も効果的に洗い落とすことができる。尚、バリデーション時は、攪拌羽根７を回転駆動させないので、攪拌羽根７の上昇位置で、スライドスプライン部１１の連結状態が外れるようにしても良い。

図４は、排気部５の周辺部を拡大して示している。この実施形態において、排気部５は、フィルター５ａと、フィルター５ａで固気分離された気体（空気）が流入する排気室５ｂと、圧縮空気が蓄積されるエアータンク５ｃと、エアータンク５ｃに蓄積された圧縮空気をパルスジェットで噴出して、フィルター５ａの濾材に付着した微粉等を払い落とすノズル５ｄとを主要な構成要素とする。また、エアータンク５ｃと排気室５ｂとの間には中間室５ｅが設けられており、中間室５ｅに排気管５ｆと操作弁（電磁弁）５ｇが配設されている。操作弁５ｇはエアータンク５ｃとノズル５ｄとに接続されている。フィルター５ａで固気分離されて排気室５ｂに流入した空気は、排気管５ｆを通って処理容器２の外部に排出される。また、操作弁５ｇが所定のタイミングで開閉動作を行うことにより、エアータンク５ｃに蓄積された圧縮空気がパルスジェットとなってノズル５ｄから噴出される。

フィルター５ａは、バグフィルターと呼ばれる織布フィルターや多孔質の金属材又はセラミック材等を用いたものでも良いが、この実施形態では、プリーツ加工を施した通気性の樹脂シート等（濾材）を円筒状にしてリテーナに保持させたカートリッジ式フィルターを用いている。

排気部３は蓋３に設置された状態で、フィルター５ａが蓋３の内面から処理容器２の内部に突出した状態になる。そのため、処理容器２内の気流に混じって上昇する微粉等が蓋３の内面、特に排気部５の設置位置周辺の内面に付着する割合が減少する。また、洗浄時に、フィルター５ａが洗浄液中に浸漬されるレベルまで処理容器２内に洗浄液を溜め、上記と同様の態様で攪拌羽根７を回転させて洗浄を行うことにより、フィルター５ａも同時に洗浄することができる。

この実施形態の攪拌処理装置は、粉粒体の造粒処理に多く用いられる。処理容器２内に投入した被処理物を攪拌羽根７の回転により攪拌混合し、スプレーノズル等の液供給手段から添加液（結合剤液等）を被処理物に噴霧又は滴下する。この添加液によって被処理物粒子が湿潤を受けて付着凝集し、乾燥されて、所定径の粒子に成長する（造粒）。粒子の過剰凝集によって生成された団塊は、回転するクロススクリュー６によって解砕されて、所定の粒子径に整流される。

尚、本発明の攪拌処理装置は、上記のクロススクリュー（解砕羽根）６を省略した形態で構成することもできる。

実施形態に係る攪拌処理装置の全体構成を示す一部断面図である。 処理容器の内部を上方から見た図である。 攪拌羽根及びその回転駆動軸の周辺部を示す一部拡大断面図である。 排気部を示す一部拡大断面図である。

符号の説明

２ 処理容器
２ａ 底部
７ 攪拌羽根
７ｃ 回転駆動軸
１２ サーボモータ
１３ ボールねじ装置
１４ ガイドレール
１５ ガイド

Claims (2)

1. 被処理物が収容される処理容器と、該処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根と、該攪拌羽根の昇降駆動により、該攪拌羽根の下縁と前記処理容器の底部内面との間のクリアランスを可変で調整可能なクリアランス調整機構とを備えた攪拌処理装置。
2. 被処理物が収容される処理容器と、該処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根とを備えた攪拌処理装置の洗浄方法において、
   前記処理容器の内部に洗浄液を溜め、前記攪拌羽根を運転時の位置よりも上昇させた位置で回転させて洗浄を行う攪拌処理装置の洗浄方法。

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