JP2017000955A - Dry granulating machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医薬品、食品、化学原料、合成樹脂等の製造工程に用いられる粉体処理装置に関し、特に、原料圧縮用ロール間にて粉体原料を圧密成形する乾式造粒機とその制御技術に関する。 The present invention relates to a powder processing apparatus used in a manufacturing process for pharmaceuticals, foods, chemical raw materials, synthetic resins and the like, and in particular, a dry granulator for compacting a powder raw material between raw material compression rolls and its control technology. About.
従来より、粉体を圧密成形する装置として、乾質の粉体原料を一対の原料圧縮用ロール(以下、原料圧縮用ロールは適宜ロールと略記する)によって圧縮成形する乾式造粒機が知られている。乾式造粒機における圧密成形方法は、水やアルコール、溶媒を結合剤として用いる湿式造粒機と比較して、加湿、乾燥工程が不要で処理時間が短いため、設備やエネルギーコストの点でメリットがある。また、乾式造粒機は、結合剤として添加物を用いないことから、無機、有機を問わず広範囲な産業分野において使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for compacting powder, a dry granulator that compresses dry powder raw material with a pair of raw material compression rolls (hereinafter, the raw material compression roll is abbreviated as a roll as appropriate) is known. ing. Compared to wet granulators that use water, alcohol, or a solvent as a binder, the compacting method in dry granulators eliminates the need for humidification and drying processes and shortens the processing time. There is. In addition, since dry granulators do not use additives as binders, they are used in a wide range of industrial fields, whether inorganic or organic.
例えば、医薬分野においては、打錠処理前の原料嵩上げや、充填率向上の中間工程、細粒、顆粒化などの最終製品工程に重用される。また、食品分野においては、湿式装置では香りや味を損なうような対象原料に特に好まれて利用される。さらに、工業分野においては、金属粉、無機材料、化学原料、顔染料、電子部品材、合成樹脂、新素材など、多様な種類の素材や目的に使用されており、そのほとんどが結合剤として添加物が混入することを嫌う場合である。 For example, in the pharmaceutical field, it is heavily used for the final product process such as raising the raw material before the tableting process, the intermediate process for improving the filling rate, fine granules and granulation. In the food field, wet devices are particularly preferred and used as target raw materials that impair the aroma and taste. Furthermore, in the industrial field, it is used for various types of materials and purposes such as metal powders, inorganic materials, chemical raw materials, facial dyes, electronic component materials, synthetic resins, and new materials, most of which are added as binders. This is the case where you don't like things.
図5,6は、従来の乾式造粒機の構成を示す説明図であり、図5はロールの回転軸が水平方向に配置された形態の乾式造粒機、図6はロールの回転軸が上下方向に配置された形態の乾式造粒機の一例をそれぞれ示している。図5の乾式造粒機50は、粉体原料(図示せず)が貯留される円錐状のホッパー51と、ホッパー51から下方向に延びる搬送スクリュー52(以下、スクリュー52と略記する)、スクリュー52の下方に配置された一対の原料圧縮用ロール53(53a,53b)を有している。乾式造粒機50では、ロール53の回転軸54(54a,54b)が水平方向に並置されている。
5 and 6 are explanatory views showing the configuration of a conventional dry granulator, FIG. 5 is a dry granulator in which the rotation axis of the roll is horizontally arranged, and FIG. 6 is the rotation axis of the roll. An example of the dry granulator of the form arrange | positioned at the up-down direction is each shown. 5 includes a
ホッパー51には、貯留原料の高さを検出するレベル計(図示せず)が設けられており、原料高さの上限・下限が設定されている。原料が減少し、レベル計によって下限を検知すると、ホッパー51に粉体原料が追加連続投入され、上限を検知すると、原料投入が停止される。ホッパー51への粉体原料の投入は、別途設けられた図示しない供給機によって行われ、これによりホッパー51内の滞留原料の粉体圧を安定させている。
The
スクリュー52は、ホッパー51の下部に形成された円筒状のスクリューケース部55内に挿入されている。スクリュー52には、原料のラットホールやホッパー51への付着防止のためスクレーパー56が取り付けられている。スクレーパー56はスクリュー52と同軸状に固定されており、スクリュー52とスクレーパー56はスクリュー用電動機(電動モータ)57により回転する。スクリュー用電動機57の回転は、図示しない制御装置によって制御される。
The
スクリュー52の下方、所定間隔を隔てて配設されたロール53a,53bの間には、原料噛み込み部58が形成されている。スクリューケース部55の下端には、ロール53の側方から原料が漏れるのを防止するため、原料噛み込み部58を覆うようにサイドシール59が取り付けられている。サイドシール59は、滑性の高い材質(例えば、フッ素系合成樹脂等)にて形成されており、ロール53を両側から挟むように配設されている(図5では手前側の一方のみ図示)。
A raw
ロール53a,53bは、専用のロール駆動用電動機(図示せず)によって、互いに逆方向に同期回転している。ロール53a,53bのうち一方の回転軸54は固定され、他方は浮動支持されている。浮動支持された回転軸54は、ロール間隔が原料噛み込みによって広がろうとするのを押える方向に圧力(油圧)が加えられており、所定のロール間距離が保持されるようになっている。
The
このような乾式造粒機50では、ホッパー51に投入、貯留された粉体原料(図示せず)は、スクリュー52によって原料噛み込み部58に運ばれ、ロール53a,53bの間で圧密成形される。この場合、ホッパー51内の粉体原料は、自身の重量による粉体圧により、粉体粒子間に含まれる空気が貯留状態で上方向に脱気する。ホッパー51内の粉体原料は、スクリュー52の回転により原料噛み込み部58に搬送供給され、その際、粉体原料は搬送と同時にさらに加圧脱気され、原料噛み込み部58に連続的に加圧搬送、充填される。通常運転状態では、ロール53は、粉体原料を噛み込み下方に排出する方向に一定速度で回転する。原料噛み込み部58には粉体原料が連続的に加圧充填され、それらがロール53により噛み込まれ、圧密成形される。粉体原料が圧密成形されたフレークは、ロール53の下方に連続的に生成、排出される。
In such a
図6の乾式造粒機60は、ロール53の回転軸54(54a,54b)が上下方向に並置されている。なお、以下の乾式造粒機においては、図5の乾式造粒機50と同様の部材、部分には適宜、乾式造粒機50と同一の符号を付し、その説明は省略する。乾式造粒機60では、ホッパー51内に、水平方向に延びる回転軸61を有するスクレーパー62が設けられている。スクレーパー62は、ホッパー51の外に設けられたスクレーパー用電動機63によって回転駆動される。スクレーパー62により、ホッパー51内に貯留された粉体原料が滞りなく下方のスクリュー52に導かれる。ホッパー51の下方には、スクリュー52が水平方向に延設されている。スクリュー52は、スクリュー用電動機57により回転する。
In the
乾式造粒機60においても、ホッパー51内の粉体原料は、自重による粉体圧で粒子間の空気が上方向に脱気する。スクレーパー62によって撹拌されつつ下方のスクリュー52に導かれた粉体原料は、スクリュー52の回転に伴い図中右方向に搬送される。乾式造粒機50と同様に、粉体原料は搬送中に脱気加圧され、原料噛み込み部58に加圧充填される。加圧充填された粉体原料は、ロール53により噛み込まれ、圧密成形されたフレークとなってロール53の右方に連続的に生成、排出される。その際、乾式造粒機60においては、上側のロール53aが浮動ロールとなっており、原料噛み込みによるロール間隔の拡大を抑え、所定のロール間距離を保持している。
Also in the
このように、乾式造粒機の一般的な連続運転では、粉体原料は、ホッパー内及びスクリュー搬送時に脱気され、ロール53直前の原料噛み込み部58に加圧充填される。その際、各機構の電動機は、装置の下流側から上流側に順次運転が開始されるのが一般的である。すなわち、乾式造粒機50,60においては、ロール駆動用電動機(図示せず)、スクリュー用電動機57、スクレーパー用電動機63の順に制御駆動される。これは、動作回転中のロール53に対し、粉体原料が十分脱気されて噛み込み部58に加圧充填されるようにするためであり、粉体原料の搬送量は、スクリュー52の回転数によって適宜制御される。これにより、原料噛み込み部58に対し安定した状態で粉体原料が送給され、均一で安定した圧密物の生成が可能となる。なお、粉体原料の嵩密度が非常に低く、ホッパー内やスクリュー搬送でも包含された空気が抜け切れない場合には、補助的にスクリュー先端部近傍に設けたフィルターを介して、真空ポンプ等により強制的な脱気を行う場合もある。
As described above, in a general continuous operation of the dry granulator, the powder raw material is degassed in the hopper and when the screw is conveyed, and is pressurized and filled in the raw
乾式造粒機50,60では、上述のような経緯を経て、ロール53に噛み込まれた粉体原料が両ロールによって圧縮され、フレークと称される短冊状、リボン状などの圧密成形物となる。形成された圧密成形物は、必要に応じて物理的に破砕、整粒して希望する大きさの造粒物とされる。この破砕、整粒を行うため、ロール53の下流には、適宜、破砕機構が配置される。
In the
前述のように、乾式造粒機では、通常の連続運転時には、粉体原料は、ホッパー内及びスクリュー搬送時に脱気され、スクリューによって搬送加圧された状態となるが、脱気が不十分な状態で原料がロールに供給されると、供給原料の見掛け上の密度が不安定となる。すると、ロールと粉体原料の間の摩擦抵抗が変動し、安定した噛み込みができなくなり、均一な圧密成形を行えなくなる。このため、まずホッパー内においては、原料の貯留レベルを粉体圧効果が発生する最低量以上に保つことが必要となる。また、スクリュー搬送に際しては、原料噛み込み部にて粉体原料が適切な加圧充填状態となっていることが必要であり、過剰な加圧は原料の固結を招くこともある。 As described above, in the dry granulator, during normal continuous operation, the powder raw material is deaerated in the hopper and during screw conveyance, and is in a state where it is conveyed and pressurized by the screw, but deaeration is insufficient. When the raw material is supplied to the roll in a state, the apparent density of the raw material becomes unstable. Then, the frictional resistance between the roll and the powder raw material fluctuates, so that stable biting cannot be performed, and uniform compacting cannot be performed. For this reason, first, in the hopper, it is necessary to keep the raw material storage level at or above the minimum amount at which the powder pressure effect occurs. Further, when the screw is conveyed, it is necessary that the powder raw material is in an appropriate pressure filling state at the raw material biting portion, and excessive pressurization may cause the raw material to be consolidated.
一方、未知の粉体原料で乾式造粒を試す際など、被圧密対象原料が乾式造粒に向くか否かを比較的少量の原料で確認したい場合も多く存在する。この場合、連続運転を行う程の運転条件は必要ないものの、原料噛み込み部に粉体原料が均一に充填される状態が一時的にでも必要となる。しかしながら、原料が少量の場合、ホッパーでの粉体圧やスクリューによる搬送脱気が十分に行えないおそれがあり、ホッパー内の原料貯留レベルが低いと、十分な粉体圧効果が得られない。また、スクリューケース部内に十分な原料が存在しない場合、原料自体は搬送されるものの、スクリューケース部内の未充填空間の空気と原料が撹拌され、原料を十分に脱気加圧できなくなる。通常運転状態では、ロールは既に回転しており、そこに脱気加圧されていない原料が供給されると、粉体状態のままロールから順次排出されてしまい、所望の圧密成形が困難となる。 On the other hand, when trying dry granulation with an unknown powder raw material, there are many cases where it is desired to confirm whether the material to be consolidated is suitable for dry granulation with a relatively small amount of raw material. In this case, although the operating condition for continuous operation is not necessary, a state where the raw material biting portion is uniformly filled with the powder raw material is required even temporarily. However, when the amount of the raw material is small, there is a possibility that the powder pressure in the hopper and the conveying and deaeration with the screw cannot be sufficiently performed. When the raw material storage level in the hopper is low, a sufficient powder pressure effect cannot be obtained. Further, when there is not enough raw material in the screw case portion, the raw material itself is conveyed, but the air and the raw material in the unfilled space in the screw case portion are agitated, and the raw material cannot be sufficiently degassed and pressurized. In a normal operation state, the roll has already been rotated, and if raw material that has not been degassed and pressurized is supplied thereto, the raw material is sequentially discharged from the roll in a powder state, making it difficult to perform desired compaction molding. .
この傾向は、上下にロールを配置した乾式造粒機の方が、水平にロールを配置した乾式造粒機よりも顕著となる。すなわち、乾式造粒機60のようにロール53が上下方向に配置された装置では、構造的にスクリュー52やスクリューケース部55が長くなる傾向があるため、未充填空間の空気と粉体原料が撹拌される機会がより多くなり、少量原料の運転がさらに困難となる。このため、最低でもスクリューケース部55を満たし得る量の粉体原料を加えて運転する必要があり、少量原料運転にも量的な制約が存在していた。なお、脱気に関しては、前述のような真空ポンプ等による強制的な方法も考えられるが、これはあくまでも原料充填状態における補助的な脱気のため、未充填空間の空気と粉体原料が撹拌されるような搬送状態の場合、それを補うほどの効果は得られない。
This tendency becomes more prominent in the dry granulator in which rolls are arranged up and down than in the dry granulator in which rolls are arranged horizontally. That is, in the apparatus in which the
これに対し、従来より、少量原料に対しては、微小量の原料を、例えば小さなビニール袋に封入して薄く平らに均したり、小型の凹型トレーに入れたりした後、万力(バイス)で圧縮加圧して粉体粒子の結合状態を見る「バイステスト」と呼ばれる簡便な手法が知られている。しかしながら、かかるテストは、小型の乾式造粒機でも線圧約1.0ton/cmにも及ぶ実際のロール圧縮の比ではなく、圧密性の良好な粉体原料でも単なる目安にしかならない。 On the other hand, for a small amount of raw material, a small amount of raw material is sealed in a small plastic bag, leveled flat, or placed in a small concave tray, and then vise A simple method called “Vise Test” is known in which the compression state of the powder particles is used to see the bonding state of the powder particles. However, such a test is not an actual roll compression ratio even with a small dry granulator and a linear pressure as high as about 1.0 ton / cm, but it is only a guide for a powder material with good compaction.
また、この他にも、Alexanderwerk社のローラコンパクターPharma(商品名)のように、ホッパーと搬送スクリューを専用部品に交換すると共に、「フィード・バー」と称するレール状の搬送用板を用いて少量原料に対応する方法も提案されている。図7は、Alexanderwerk社のPharma型乾式造粒機において、少量原料の圧密成形性を確認する場合の専用オプションの概略構成を示す説明図である。図7の乾式造粒機70は、通常使用時は、図6に示した上下ロール方式の構成となっているが、少量原料の場合は、まず、ロールを少量原料確認用の少量専用ロール71に交換する。また、ロール71の前後に、フィード・バー72の案内となるバー・ガイド73,74を取り付ける。そして、微小量の被圧縮粉体原料75(以下、粉体原料75と略記する)を載せたフィード・バー72ごと、少量原料確認用の少量専用ロール71に噛み込ませる。
In addition to this, the hopper and conveying screw are replaced with dedicated parts, as in the roller compactor Pharma (trade name) of Alexanderwerk, and a small amount of rail-shaped conveying plate called “feed bar” is used. A method corresponding to the raw material has also been proposed. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a dedicated option for confirming the compactibility of a small amount of raw material in the Alexander type dry granulator of Alexanderwerk. The
このような乾式造粒機70では、バー・ガイド73上に載せたフィード・バー72の右端を少量専用ロール71に噛み込ませる。フィード・バー72は、少量専用ロール71の回転により、粉体原料75を載せた状態で矢印X方向に移動し、バー・ガイド74上に送られる。その際、フィード・バー72上の粉体原料75は、上側のロール71によって圧縮され、フィード・バー72と共にロール71の右方に排出される。
In such a
しかしながら、乾式造粒機70では、フィード・バー72上に載せられた粉体原料75は自由に動けるため、ロール71への噛み込みの際に後方に逃げ易い。また、フィード・バー72を用いるため、少量専用ロール71の噛み込み角(nip angle)が本来の1/2以下となり、流動性の良い原料の場合、フィード・バー72のみが噛み込まれ、原料が逃げてしまうおそれがある。このため、簡易的な圧密性確認目的であると言え、実際の圧密工程とは条件差が大きく、フレーク状態となるような圧密成形性確認は困難であった。
However, in the
本発明の目的は、特別な付帯設備を用意したり、機器類を交換したりすることなく、乾式造粒による圧密の可否が容易に判断可能な乾式造粒機を提供することにあり、特に、少量の原料でも実際の運転に近い状況で原料の圧密性確認が可能な乾式造粒機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a dry granulator that can easily determine whether compaction by dry granulation can be easily performed without preparing special incidental equipment or exchanging equipment. An object of the present invention is to provide a dry granulator capable of confirming the compactness of raw materials in a situation close to actual operation even with a small amount of raw materials.
本発明の乾式造粒機は、粉体原料の貯留及び供給のためのホッパーと、該ホッパーと所定間隔を隔てて配設された一対の原料圧縮用ロールと、前記ホッパーと前記原料圧縮用ロールとの間に配設され、前記ホッパー内に貯留された前記粉体原料を前記原料圧縮用ロールに搬送供給する搬送スクリューと、前記搬送スクリューの前記原料圧縮用ロール側の端部と一対の前記原料圧縮用ロールとの間に形成された原料噛み込み部と、を備え、前記搬送スクリューによって前記粉体原料を前記原料噛み込み部に供給し、回転する前記原料圧縮用ロールの間にて前記粉体原料を圧密造粒する乾式造粒機であって、前記乾式造粒機は、前記原料噛み込み部に配置され、該原料噛み込み部内における前記粉体原料の充填状況を検知する感圧素子と、前記感圧素子の出力信号に基づき、前記原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記搬送スクリューを作動させた状態で、前記感圧素子により、前記原料噛み込み部内の前記粉体原料の圧力が所定値以上となったことを検知したとき、前記原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを有することを特徴とする。 The dry granulator of the present invention includes a hopper for storing and supplying a powder raw material, a pair of raw material compressing rolls arranged at a predetermined interval from the hopper, the hopper and the raw material compressing roll A feed screw that feeds the powder raw material stored in the hopper to the raw material compression roll, an end portion of the feed screw on the raw material compression roll side, and a pair of the feed screw A raw material biting portion formed between the raw material compression rolls, and supplying the powder raw material to the raw material biting portion by the conveying screw and rotating between the raw material compression rolls A dry granulator for compacting and granulating a powder raw material, wherein the dry granulator is disposed in the raw material biting portion and detects the filling state of the powder raw material in the raw material biting portion. Elements and the feeling A control device for controlling the rotation of the raw material compression roll based on an output signal of the element, and the control device is configured to engage the raw material by the pressure sensitive element in a state where the conveying screw is operated. When detecting that the pressure of the powder raw material in the section has become a predetermined value or more, a small amount raw material compaction confirmation test mode for operating the raw material compression roll is provided.
本発明にあっては、原料噛み込み部に感圧素子を配置すると共に、この感圧素子の出力信号に基づいて原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置を設ける。制御装置は、搬送スクリューを作動させた状態で、感圧素子によって原料噛み込み部内の粉体原料が所定量以上となったことを検知したとき、原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを備えており、原料噛み込み部内の粉体充填圧力が十分に高くなった状態で原料圧縮用ロールを作動させる。原料噛み込み部内の粉体原料は、実際の運転に近い状態で原料圧縮用ロールに噛み込まれ圧密成形される。従って、少量の原料であっても、実際の運転に近い状況で当該原料の圧密性の確認が可能となる。 In the present invention, a pressure sensitive element is disposed in the raw material biting portion, and a control device is provided that controls the rotation of the raw material compression roll based on the output signal of the pressure sensitive element. When the control device detects that the powder raw material in the raw material biting portion has exceeded a predetermined amount by the pressure-sensitive element while the conveying screw is operated, a small amount of raw material compaction confirmation is performed to operate the raw material compression roll. A test mode is provided, and the raw material compression roll is operated in a state where the powder filling pressure in the raw material biting portion is sufficiently high. The powder raw material in the raw material biting portion is bitten into a raw material compression roll and compacted in a state close to actual operation. Therefore, even with a small amount of raw material, it is possible to confirm the compactness of the raw material in a situation close to actual operation.
前記乾式造粒機において、前記原料圧縮用ロールの両側面にそれぞれ設けられ前記原料噛み込み部を覆うように配置された粉漏れ防止用のサイドシールをさらに設け、前記感圧素子を各前記サイドシールにそれぞれ取り付けるようにしても良い。また、前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子の双方にて予め設定した所定の目標圧力値を検知した場合に原料圧縮用ロールを作動させるようにしても良い。さらに、前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子による検出値の何れか一方が下限閾値を下回った場合には前記原料圧縮用ロールの回転を停止させるようにしても良く、その場合、前記原料圧縮用ロールと共に前記搬送スクリューの回転も停止させても良い。 In the dry granulator, a side seal for preventing powder leakage provided on both side surfaces of the raw material compression roll and disposed so as to cover the raw material biting portion is further provided, and the pressure sensitive element is arranged on each side. You may make it attach to a seal | sticker, respectively. Further, in the small amount raw material compactness confirmation test mode, the control device may operate the raw material compression roll when a predetermined target pressure value set in advance by both of the pressure sensitive elements is detected. . Further, the control device is configured to stop the rotation of the raw material compression roll when any one of the detection values by the pressure sensitive element falls below a lower limit threshold in the small amount raw material compaction confirmation test mode. In that case, the rotation of the conveying screw may be stopped together with the raw material compression roll.
さらに、前記少量原料圧密性確認試験モードとは別に、前記原料圧縮用ロールと前記搬送スクリューを前記原料圧縮用ロール、前記搬送スクリューの順に作動させて前記粉体原料を圧密造粒する通常連続運転モードを前記制御装置に設けても良い。この場合、前記通常連続運転モードは、前記感圧素子の出力信号を用いることなく実行されるようにして良い。 Further, apart from the small amount raw material compaction confirmation test mode, a normal continuous operation in which the raw material compressing roll and the conveying screw are operated in the order of the raw material compressing roll and the conveying screw to compact the granulated powder raw material. A mode may be provided in the control device. In this case, the normal continuous operation mode may be executed without using the output signal of the pressure sensitive element.
本発明の乾式造粒機によれば、原料噛み込み部に感圧素子を配置すると共に、この感圧素子の出力信号に基づいて原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置を設け、該制御装置に、搬送スクリューを作動させた状態で、感圧素子によって原料噛み込み部内の粉体原料が所定量以上となったことを検知したとき、原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを設けるようにしたので、粉体原料が少量の場合であっても、原料噛み込み部内の粉体充填圧力が十分に高くなった状態で原料圧縮用ロールを作動させることが可能となる。このため、実際の運転に近い状態で粉体原料を圧密成形することができ、少量の原料であっても実際の運転に近い状況で圧密性を確認することが可能となる。 According to the dry granulator of the present invention, a pressure sensitive element is disposed in the raw material biting portion, and a control device is provided for controlling the rotation of the raw material compression roll based on the output signal of the pressure sensitive element. A small amount of raw material compaction confirmation test that activates the raw material compression roll when the pressure sensitive element detects that the powder raw material in the raw material biting portion has exceeded a predetermined amount with the conveying screw activated in the device. Since the mode is provided, even when the amount of the powder raw material is small, the raw material compression roll can be operated in a state where the powder filling pressure in the raw material biting portion is sufficiently high. For this reason, the powder raw material can be compacted in a state close to actual operation, and the compactness can be confirmed in a state close to actual operation even with a small amount of raw material.
また、本発明の乾式造粒機にあっては、特別な付帯設備を用意したり、機器類を交換することなく、原料を用意するだけで、乾式造粒による圧密の可否を容易に判断することが可能となる。 Further, in the dry granulator of the present invention, it is possible to easily determine whether or not compaction by dry granulation is possible by preparing raw materials without preparing special incidental equipment or replacing equipment. It becomes possible.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態である乾式造粒機1の要部の構成を示す斜視図、図2は、乾式造粒機1の要部を側面方向から見た場合の構成を示す説明図である。乾式造粒機1は、図6の乾式造粒機60と同様に、原料圧縮用ロール2(2a,2b)の回転軸3(3a,3b)が上下方向に配置された構成となっている。乾式造粒機1では、ロール2直前の原料噛み込み部4近傍以外の構成は、図6の乾式造粒機60と同様となっている。すなわち、図1,2の前段部分の構成は図6と同様であるため、その説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the main part of a
図2に示すように、乾式造粒機1では、搬送スクリュー5(以下、スクリュー5と略記する)の先端が原料噛み込み部4の直近まで延伸している。スクリューケース6の先端部6aには、上下シール7とサイドシール8(8a,8b)が取り付けられている(図2では紙面奥側の8aのみ記載)。上下シール7とサイドシール8は、フッ素系合成樹脂等の滑性の高い材質にて形成されている。上下シール7とサイドシール8により、原料噛み込み部4を囲む閉空間が形成されている。図1に示すように、サイドシール8は二層構造となっており、ロール2の側面との接触側にサイドシール摺動板9、その外側にサイドシール支持板11が配されている。サイドシール8は、スクリューケース6の先端部6aに片持ち支持にて固定されており、ロール2を両側から挟み込む構成となっている。
As shown in FIG. 2, in the
原料噛み込み部4の両側には感圧素子(センサー)12が設けられている。感圧素子12は、粉体原料の充填状況を定量化検出するためのものであり、感圧部を原料噛み込み部4の空間(内側)に向けた状態で配置されている(図1では手前側の片方のみ記載)。感圧素子12には、信号取り出し用のリード配線13(前述同様、図1では一方のみ記載)が取り付けられており、制御装置(インターフェイス)14と接続されている。感圧素子12は、20gf(0.2N)から300gf(2.9N)程度の低い押圧力が検知可能であり、なるべく高感度のものが望まれる。また、耐使用環境性、耐久性も必要であり、例えば、ゴム材質に導電材を直接混合成形させた感圧導電性ゴムを用いたセンス部を有するイナバゴム社製「イナストマー」(商品名)が良好な感度及び検出特性を示した。
Pressure sensitive elements (sensors) 12 are provided on both sides of the raw
本実施形態にて使用されている感圧素子12は、圧力を対数的抵抗値変化として制御装置14に出力する。制御装置14には、感度補正、比例出力化による定量変換や計測値平均化、検出サンプリング時間設定による検知誤動作を防ぐ手段が設けられている。また、制御装置14側では、使用する感圧素子12の特性や、処理対象の粉体原料に応じて、装置の動作感度が調整可能となっている。この場合、制御装置14は、予め設定した設定感度(感度閾値)以上にて、電圧出力やリレー等による信号出力を行うコントローラであれば良く、既存の乾式造粒機が通常備えているシーケンサーに接続するだけで容易に使用することが可能である。
The pressure
このような乾式造粒機1は、次のような形で運転される。図3,4は、乾式造粒機1の動作順序を示すフローチャートである。図3は通常連続運転モード(通常モード)時、図4は少量原料圧密性確認試験モード(少量試験モード)時における動作をそれぞれ示しており、各モードは制御装置14によって実行される。図3に示すように、通常モードにおいては、原料投入後(S1)、装置を起動すると(S2)、乾式造粒機1の各機構の電動機は、ロール2→スクリュー5→スクレーパー(62:図6参照)と下流側から上流側に順次動作を開始し(S3〜S5)、連続運転状態(S6)となる。
Such a
連続運転を行い、所定量の処理が終了し原料が減少すると(S7)、運転開始時とは逆に、上流側から下流側に時間的インターバルを介して電動機を順次停止するようシーケンス制御し(S8〜S10)、運転を停止する(S11)。これにより、通常モードでは、各電動機の過負荷、粉体原料の局所凝集固結や機内残留を防止しつつ、粉体原料を圧密成形してフレークを生成している。 When a predetermined amount of processing is completed and the raw material is reduced by performing continuous operation (S7), the sequence control is performed so that the motor is sequentially stopped from the upstream side to the downstream side through a time interval, contrary to when the operation is started ( The operation is stopped (S11). Thus, in the normal mode, flakes are generated by compacting the powder raw material while preventing overload of each electric motor, local aggregation and consolidation of the powder raw material, and residual in the machine.
一方、少量試験モードでは、図4に示すように、ロール2を当初は動作させず、回転を停止させておく。従って、通常モード時とは異なり、スクリュー5が最初に作動される。なお、原料が少量のため、スクレーパーは作動させないが、粉体原料の量によっては適宜スクリュー5の後に作動させても良い。そこで、少量試験モードの場合は、まず少量の粉体原料をホッパー51に投入し(S21)、装置を起動すると(S22)、ロール2を停止させたままスクリュー5が20〜30rpm程度の低速回転で作動する(S23)。その際、ロール2には、予め設定した圧縮油圧を加え、ロール間距離を所定の寸法に設定する(ここでは、接触防止のために1mm以下の所定の隙間を設けている)。
On the other hand, in the small amount test mode, as shown in FIG. 4, the
その後、スクリュー5を連続運転させると(S24)、粉体原料は、スクリューケース6内をホッパー51の直下から右方向の原料噛み込み部4に向かって徐々に移動する。このときロール2は停止しているため、この搬送により、粉体原料はあたかも行止まりの壁に向かって進むような形となり、ロール2の前に滞留し、原料噛み込み部4に集中充填される。図2の斜線部15は、少量原料の原料噛み込み部4への粉体集中状態を示している。前述のように、ロール2間には1mm以下の隙間があり、仮に原料噛み込み部4に抜けない空気溜まりが形成されても、前方のロール間の隙間から容易に排出される。
Thereafter, when the
次に、原料噛み込み部4に粉体原料を集中させつつ、粉体原料の充填状況を把握すべく、感圧素子12により、原料噛み込み部4内の圧力を検知する(S25)。感圧素子12は、原料噛み込み部4の両側に配置されており、双方の感圧素子12が検知した圧力が、予め設定した目標圧力値に達したときロール2を動作させる(S26,S27)。この場合、制御装置14では、両感圧素子12の検出値がANDゲート処理されており、両検出値が所定値を超えた場合のみロール2が作動する。これにより、ロール2の幅方向における粉体圧が所定値以上に維持され、ロール幅方向の粉体充填状態を安定させた状態で圧密処理が実施される。原料噛み込み部4の粉体充填圧力が下限閾値以上の場合は、ロール2の運転を継続する(S28→S27)。
Next, the pressure in the raw
このようにしてロール2が回転し、圧密処理が実施されて粉体原料が圧密吐出されると、原料噛み込み部4の粉体充填圧力が低下する。そこで、感圧素子12の何れか一方が下限閾値を下回った場合には、ロール2とスクリュー5の回転動作を停止させ(S28→S29,S30)、運転を終了する(S31)。すなわち、原料噛み込み部4の粉体充填圧力が所定値以上確保できない場合は、処理を停止させる。これにより、少量試験モードでは、原料噛み込み部4からロール2に対し、安定状態域でのみ粉体原料が供給され、少量の原料でも確実に所望の圧密サンプルを得ることが可能となる。このように、本発明による乾式造粒機1では、少量原料であっても圧密均一性の良好なフレークが得られるよう、圧密直前の原料噛み込み部4における粉体原料の充填状態を、幅方向を含め、立体的、直接的に把握し、フレークの安定性を図っている。
When the
なお、S28にてスクリュー5の動作を継続させても良く、その場合、粉体原料がまだ残存している場合には、ロール2が停止すると、原料噛み込み部4に再び粉体原料が溜まり始める。そして、両感圧素子12の検出圧力が共に所定値を超えたとき、ロール2を改めて作動させ、圧密処理を実施するようにしても良い。すなわち、当該乾式造粒機1では、少量試験モードにおいても、粉体原料を最適な処理条件にて断続的に圧密処理することも可能である。
Note that the operation of the
前述のように、上下ロール方式の乾式造粒機では、少量原料での圧密成形性の確認が比較的困難である。しかしながら、本発明による乾式造粒機1を用いた実装実験では、直径約40mm、送り長さ約400mmのスクリュー5を使用した装置において、被圧密対象原料が200cc程度の少量であっても、少量試験モードにおいて、感圧素子12が的確に検出動作し、原料の圧密確認を行うことが可能であった。
As described above, it is relatively difficult to confirm compaction formability with a small amount of raw material in an up-and-down roll type dry granulator. However, in the mounting experiment using the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、原料圧縮用ロールを上下配置した乾式造粒機1を例に説明を行ったが、図5のようにロールを水平配置した乾式造粒機、あるいは、ロールを斜めに配置した乾式造粒機にも本発明は適用可能である。従って、これらの乾式造粒機においても、前述同様の手法により、少量の被圧密対象原料に対する圧密性確認が可能である。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態では、感圧素子12として、圧力を対数的抵抗値変化として制御装置14に出力するものを使用したが、原料噛み込み部4内の粉体圧力をリアルタイムで検出できるものであれば、センサの種類は特に限定されない。
In the above-described embodiment, the pressure
本発明は、医薬品のみならず、食品や肥料、化学原料、合成樹脂などの原料となる造粒物の製造にも広く適用可能である。 The present invention can be widely applied not only to pharmaceuticals but also to the production of granulated materials as raw materials for foods, fertilizers, chemical raw materials, synthetic resins and the like.
1 乾式造粒機
2 原料圧縮用ロール
2a,2b 原料圧縮用ロール
3 回転軸
3a,3b 回転軸
4 原料噛み込み部
5 搬送スクリュー
6 スクリューケース
6a 先端部
7 上下シール
8 サイドシール
8a,8b サイドシール
9 サイドシール摺動板
11 サイドシール支持板
12 感圧素子
13 リード配線
14 制御装置
15 斜線部
50 乾式造粒機
51 ホッパー
52 搬送スクリュー
53 原料圧縮用ロール
53a,53b 原料圧縮用ロール
54 回転軸
54a,54b 回転軸
55 スクリューケース部
56 スクレーパー
57 スクリュー用電動機
58 原料噛み込み部
59 サイドシール
60 乾式造粒機
61 回転軸
62 スクレーパー
63 スクレーパー用電動機
70 乾式造粒機
71 少量専用ロール
72 フィード・バー
73 バー・ガイド
74 バー・ガイド
75 粉体原料
X フィード・バー進行方向
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該ホッパーと所定間隔を隔てて配設された一対の原料圧縮用ロールと、
前記ホッパーと前記原料圧縮用ロールとの間に配設され、前記ホッパー内に貯留された前記粉体原料を前記原料圧縮用ロールに搬送供給する搬送スクリューと、
前記搬送スクリューの前記原料圧縮用ロール側の端部と一対の前記原料圧縮用ロールとの間に形成された原料噛み込み部と、を備え、
前記搬送スクリューによって前記粉体原料を前記原料噛み込み部に供給し、回転する前記原料圧縮用ロールの間にて前記粉体原料を圧密造粒する乾式造粒機であって、
前記乾式造粒機は、
前記原料噛み込み部に配置され、該原料噛み込み部内における前記粉体原料の充填状況を検知する感圧素子と、
前記感圧素子の出力信号に基づき、前記原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記搬送スクリューを作動させた状態で、前記感圧素子により、前記原料噛み込み部内の前記粉体原料の圧力が所定値以上となったことを検知したとき、前記原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを有することを特徴とする乾式造粒機。 A hopper for storing and supplying powder raw materials;
A pair of raw material compression rolls arranged at a predetermined interval from the hopper;
A conveying screw that is disposed between the hopper and the raw material compression roll and conveys the powder raw material stored in the hopper to the raw material compression roll;
A raw material biting portion formed between an end portion of the conveying screw on the raw material compression roll side and a pair of the raw material compression rolls,
A dry granulator for supplying the powder raw material to the raw material biting portion by the conveying screw and compacting and granulating the powder raw material between rotating raw material compression rolls,
The dry granulator
A pressure-sensitive element that is disposed in the raw material biting portion and detects a filling state of the powder raw material in the raw material biting portion;
A control device that performs rotation control of the raw material compression roll based on an output signal of the pressure-sensitive element;
When the control device detects that the pressure of the powder raw material in the raw material biting portion is equal to or higher than a predetermined value by the pressure-sensitive element in a state where the conveying screw is operated, A dry granulator having a small amount raw material compaction confirmation test mode for operating a roll.
前記乾式造粒機はさらに、前記原料圧縮用ロールの両側面にそれぞれ設けられ前記原料噛み込み部を覆うように配置された粉漏れ防止用のサイドシールを有し、
前記感圧素子は、各前記サイドシールにそれぞれ取り付けられることを特徴とする乾式造粒機。 In the dry granulator according to claim 1,
The dry granulator further has a side seal for preventing powder leakage provided on both side surfaces of the raw material compression roll and disposed so as to cover the raw material biting portion.
The pressure-sensitive element is attached to each of the side seals.
前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子の双方にて予め設定した所定の目標圧力値を検知した場合に前記原料圧縮用ロールを作動させることを特徴とする乾式造粒機。 In the dry granulator according to claim 2,
The control device operates the raw material compression roll when detecting a predetermined target pressure value preset in both of the pressure sensitive elements in the small amount raw material compactness confirmation test mode. Granulator.
前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子による検出値の何れか一方が下限閾値を下回った場合には、前記原料圧縮用ロールの回転を停止させることを特徴とする乾式造粒機。 In the dry granulator according to claim 2 or 3,
The control device stops rotation of the raw material compression roll when any one of detection values by the pressure sensitive element falls below a lower limit threshold in the small amount raw material compaction confirmation test mode. Dry granulator.
前記制御装置は、前記感圧素子による検出値の何れか一方が下限閾値を下回った場合、前記原料圧縮用ロールと共に前記搬送スクリューの回転も停止させることを特徴とする乾式造粒機。 In the dry granulator according to claim 4,
The said control apparatus stops the rotation of the said conveyance screw with the said roll for raw material compression, when either one of the detected values by the said pressure sensitive element falls below a minimum threshold value, The dry granulator characterized by the above-mentioned.
前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードとは別に、前記原料圧縮用ロールと前記搬送スクリューを前記原料圧縮用ロール、前記搬送スクリューの順に作動させて前記粉体原料を圧密造粒する通常連続運転モードを有することを特徴とする乾式造粒機。 A dry granulator according to any one of claims 1 to 5,
The control device operates the raw material compressing roll and the conveying screw in the order of the raw material compressing roll and the conveying screw separately from the small amount raw material compactness confirmation test mode, and compacts and granulates the powder raw material. A dry granulator characterized by having a normal continuous operation mode.
前記通常連続運転モードは、前記感圧素子の出力信号を用いることなく実行されることを特徴とする乾式造粒機。 The dry granulator according to claim 6, wherein
The dry granulator is characterized in that the normal continuous operation mode is executed without using an output signal of the pressure sensitive element.
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