JP3168888U - 凍結乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥庫内に装架せる棚板の上面に被乾燥材料が填められたバイアル瓶を、乾燥庫の入出口の前面に配設せるローディング装置で押し込んで整列載置せしめて凍結乾燥させる凍結乾燥装置であって、凍結と乾燥不良の発生を防止できる装置を提供する。【解決手段】乾燥庫１内の棚板２の左右の側方に配設するガイド部材Ｇを、棚板の上面の左右の側端部位で、棚板内部に左右に並列して組み込まれている仕切板２２のうちの左右の外端にそれぞれ位置する外端仕切板２２ａの上方となるゾーンｚの上方を、そっくり被い込む形状に形成して、棚板の上面の前記外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置に配設し、かつ、移動手段を連繋して棚板から側方に離れた退避位置に移動可能とする。【選択図】図５

Description

本考案は、凍結乾燥装置に関し、特に、乾燥庫内に装架せる棚板の上面に被乾燥材料が填められたバイアル瓶を、乾燥庫の入出口の前面に配設せるローディング装置で押し込んで整列載置せしめて凍結乾燥させる構成態様の凍結乾燥装置についての改良に関する。

上述の構成態様の凍結乾燥装置は、通常、図１に示しているように、乾燥庫１と、その乾燥庫１内に、多段に積層した状態として、収蔵せしめる棚板２と、その棚板２を一段ずつ吊り上げて乾燥庫１の前面の入出口４の高さ位置に位置せしめるよう乾燥庫１の上面側に装備せしめる油圧シリンダなどからなる昇降装置３と、乾燥庫１の入出口４の前面位置に配置するローディング装置５とからなり、被乾燥物を凍結乾燥するときは、まず、乾燥庫１内に、多段に積み重ねた状態として収蔵せしめて装架してある棚板２のうちの、所望の棚板２を、乾燥庫１の上面側に設けた昇降装置３の作動により、乾燥庫１の入出口４の高さ位置に吊り上げ、その棚板２の上面に対し、乾燥庫１の入出口４の前面に配置したローディング装置５の押し出しプッシャー５０により、薬液が填められているバイアル瓶ｖを、半打栓の状態で、渡りテーブル５１を介して押し込んで、その棚板２の上面に載置せしめ、このローディング工程が終えたところで、棚板２内に装備せる熱媒体の循環路に、熱媒体を循環させて棚板２を冷却し、バイアル瓶内の液体の被乾燥物を凍結させ、乾燥庫１に連通する真空排気系（図示省略）を作動させて乾燥庫１内を真空排気し、バイアル瓶内の凍結個体から水蒸気を昇華させ、これにより、バイアル瓶内の被乾燥物の乾燥が終了したところで、昇降装置３を作動させて、多段に重なる棚板２の上下間隔を詰め、棚板２上に半打栓の状態で整列しているバイアル瓶ｖを、上位の棚板２の下面で押圧して栓を押し込み打栓し、この打栓が終えたところで、乾燥庫１の背面プッシャー４０でバイアル瓶ｖを取り出し、又は手前のローディング装置にて取り出し、取り出したバイアル瓶の栓部分を巻締処理して、製品として出荷するように用いられる。

この凍結乾燥装置Ｗは、被乾燥材料を填めたバイアル瓶ｖを、ローディング装置５で乾燥庫１内の棚板２の上面に押し込んで載置するときに、その押し込むバイアル瓶ｖが、棚板２から側方に落下するのを防止するため、棚板２の側辺には図２にあるようにガイド板ｇが設けられる。そのガイド板ｇは、棚板２の側辺部位に、棚板２に対し固定して設けられる。

このことから、棚板２上に載置したバイアル瓶ｖ内の被乾燥材料の乾燥が、所定のプログラムによる乾燥工程の終了後、多段に重なる棚板２の上下の間隔を、昇降装置３の作動で詰めて、半打栓の状態にあるバイアル瓶の栓を上位の棚板２の下面で押し込み打栓する作業工程を行うとき、多段に重なる棚板２の中に、バイアル瓶ｖのない空の棚板２があった場合に、棚板２の側辺に設けたガイド板ｇに対して上位の棚板２の下面がダイレクトに押圧するようになることで、棚板２に破損を生ぜしめる問題がある。

この問題を解決する手段として、特許第４２７１３２８号特許公報に開示されている技術手段がある。

この手段は、棚板２の側辺（側面）の側方位置に、棚板２の側辺方向に延在する長さで、棚板２の側面に密着させたときに一部が棚板２の表面より上方に突出する高さとしたガイド部材を、棚板の側面に密着した位置から乾燥庫の内壁面に寄る位置との間を水平移動可能に設けて、構成しているものであって、ローディング装置５でバイアル瓶を棚板上面に押し込むときは、ガイド板ｇを棚板２の側面に密着する位置に移動させておいて、押し込むバイアル瓶が棚板２の側方に落下しないようにガイドして、棚板２の上面の全域に整列載置せしめるようにし、また、棚板を上下に移動するときは、棚板２の側辺には当接しないよう乾燥庫１の内壁面に寄る位置に移動させるようにしている技術手段である。

この凍結乾燥装置には、前述の棚板の左右の側辺に設置するガイド部材により生ずる機械構造上の問題の他に、棚上に固定のガイド部材からの追加伝熱による大きな問題が発生する。即ち所定のプログラムに従う凍結乾燥装置の運転稼動による乾燥処理の工程と打栓処理の工程を経たバイアル瓶を、乾燥し上げた製品が内部に装入されている状態として乾燥庫から取り出し、品質についてのテストで評価をしたときに、固定ガイド部材に近接の取り出したバイアル瓶の中に、瓶内の製品の力価、含水率等が基準に合わない品質のものとなっているバイアル瓶がかなりの数で検出されるようになる問題と、この問題に対処するため、プログラムを組みなおして、乾燥工程の所要時間を長くすると、作業効率が低下し、かつ、瓶内で乾燥し上げた製品に、過度の乾燥が加えられて力価、含水率等が基準から下方に外れた品質の悪いものが検出されてくるようになるという凍結乾燥装置の性能上の問題がある。

乾燥庫１に収蔵した棚板２の上面に、被乾燥材料を注入したバイアル瓶ｖを整列載置して、乾燥庫１を真空に排気することで行うこの手段において生じてくるバイアル瓶ｖごとの内部の被乾燥材料の凍結と乾燥の不均一は、棚板２からその上面に載置するバイアル瓶ｖに対して与える伝熱が、棚板２の上面の側面部位において差異のあることに起因していることは、図３の実験例の結果により解明されている。また、棚板２の上面の各部位における棚温の温度分布の差異が、棚板２の内部を熱媒体が循環する循環路に形成するために、棚板２の内部には、図４にあるように、棚板上面板２０と棚板下面板２１との間に渡架するように複数枚の仕切板２２を並列させて設けていることによって、棚板２の内部に熱媒流体が循環する循環路を形成していることで、その仕切板２２により、棚板２の上面板２０に対し熱媒液体が接触し得ない部位を生ぜしめていることに起因していること、そして、棚板２の上面板２０の下面が仕切板２２の上端面に接する部位のうち、棚板２の左右の中間に位置する部位は、仕切板２２の左右の両側を流れる熱媒流体からの伝熱により、著しい温度差と生ぜしめることはないが、棚板２の上面板２０の、棚板２の左右の両端に設けられる外端仕切板２２ａの上方に位置する部位は、その仕切板２２ａの内側を流れる熱媒流体だけからしかの伝熱の影響と乾燥庫内壁からの輻射熱を受け、著しい温度差を生ぜしめていることが図３の説明図（製剤機械技術研究会第五回研究会Ｐ．１１５〜１２９（１９９５））で解明されてきている。

さらに、瓶内に注入された被乾燥材料の乾燥が仕上げられて乾燥庫１から取り出されるバイアル瓶の中に、内部の被乾燥材料の乾燥が不充分なバイアル瓶が存在してくるのは、棚板２の上面の全域に、バイアル瓶ｖを整列させて載置することにより整列するバイアル瓶ｖのうちの、左右の外端に位置する条列のバイアル瓶ｖが、熱伝導の悪い棚板２の上面の左右の両端部の前述した外端仕切板２２ａの上方となる部位に位置して載置されることになって、生じてくることが判ってきた。

特許第４２７１３２８号公報

本考案における課題は、液状の被乾燥材料が填められている半打栓のバイアル瓶を、乾燥庫内の棚板の上面に整列載置さすべくローディング装置で庫内の棚板に向け押し込むときに、その押し込むバイアル瓶を、棚板の上面に対し、棚板内部に左右に並列して設けられている仕切板のうちの左右の外端に位置する外端仕切板の上方となるゾーンから外れた範囲に確実にガイドして、その左右の外端の仕切板の上方となる部位を除いた範囲だけに整列載置せしめるガイド部材を、構成する点にある。

本考案は上述の課題を解決するための手段として以下の手段を提起するものである。
乾燥庫内に、バイアル瓶を整列載置せしめる棚板が、上下に多段に重ねて収蔵され、それら棚板には、それぞれの棚板が順次乾燥庫の入出口に対面する受け入れ高さ位置を占めるよう昇降させる昇降装置が連繋し、受け入れ高さ位置にある棚板の左右の側方には、押し込まれてくるバイアル瓶の棚板からの落下を防止するガイド部材が、棚板から乾燥庫の内壁面側に離れた退避位置に移動可能に設けてある凍結乾燥装置において、前記ガイド部材は、棚板の上面の左右の側端部位で、棚板内部に左右に並列して組み込まれている仕切板のうちの左右の外端にそれぞれ位置する外端仕切板の上方となるゾーンｚの上方を、そっくり被い込む形状に形成して、棚板の上面の前記外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置に配設し、かつ、移動手段を連繋して棚板から側方に離れた退避位置に移動可能とした凍結乾燥装置を提起するものである。そして、これに併せて、
上記凍結乾燥装置におけるガイド部材を、棚板と乾燥庫の内壁面との間に配設せる回転軸により左右方向に回動する支持部材に支持せしめて、その支持部材の回動作動により、棚板上面で外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置と棚板から側方に離れた位置とに変換自在としたことを特徴とする凍結乾燥装置。および、
上記凍結乾燥装置におけるガイド部材を、棚板と乾燥庫の内壁面との間に配設せる水平移動部材に支持せしめて、その水平移動部材の移動作動により、棚板上面で外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置と棚板から側方に離れた位置とに移動可能としたことを特徴とする凍結乾燥装置。および、
上記凍結乾燥装置における棚板上面で、棚板内部の外端仕切板の上方に位置する部位の直上位置に配設するガイド部材は、そのガイド部材の下面と棚板上面との間に、棚板からの伝熱を遮断する１〜３０ミリ程度の空間を存在させていることを特徴とする凍結乾燥装置を提起するものである。

本考案は、ローディング装置によりバイアル瓶を乾燥庫内の棚板の上面に向け押し込んで、その棚板の上面に整列載置せしめるとき、棚板の上面で冷却・加熱性能の低い外端仕切板の上方に位置する部位を、ガイド部材によりそっくり被い込んでおくことで、押し込んでいくバイアル瓶が、この冷却・加熱性能の低いこの外端仕切板の上方位置には進入していけないようにしてあることから、冷却・加熱性能が低下している部位にバイアル瓶が載ることで凍結不充分と乾燥不充分な乾燥製品を生ぜしめることが抑止できるようになる。

乾燥庫内に被乾燥材料を載置する棚板が多段に重ねた状態に収蔵されている形態の凍結乾燥装置の、主要部の縦断側面図である。 同上凍結乾燥装置の乾燥庫及びその乾燥庫内に多段に重ねて収蔵せる棚板の概要正面図である。 同上凍結乾燥装置における棚板の、無負荷棚温分布についての、側温部と温度マップの説明図である。 同上凍結乾燥装置の棚板の縦断正面図である。 本考案を実施せる凍結乾燥装置の乾燥庫部分の横断平面図である。 同上部分の縦断正面図である。 同上部分の要部の拡大縦断正面図である。 本考案の別の実施例の、乾燥庫部分の横断平面図である。 同上乾燥庫部分の縦断正面図である。 同上部分の要部の拡大縦断正面図である。

次に実施の態様を、実施例につき図面に従い詳述する。

図５は本考案手段を実施せる凍結乾燥装置の、乾燥庫部分の横断平面図、図６は同上凍結乾燥装置の同上部分の縦断正面図、図７は同上部分の要部の拡大縦断正面図である。

図において、１は凍結乾燥装置の乾燥庫、２はその乾燥庫１内に収蔵せしめた棚板、２２は棚板２の内部に、該棚板２の上面板２０と下面板２１の間に渡架するように組み付けて、棚板２の内部空間を左右方向に複数に区画するよう左右に並列させて設けられている仕切板、ｕはこれら仕切板２２により、棚板２の内部に、図５において鎖線の矢印に示している如く、熱媒流体が蛇行を繰り返して流れるよう形成してある熱媒流体の循環流路、２４はその循環流路ｕに熱媒流体を供給する入口管、２５は循環流路ｕの出口管、２２ａは前記並列する仕切板２２のうちの、左右の外端に位置する外端仕切板を示す。

ｚは、一点鎖線で囲って表示した棚板２の上面板２０の上面のうちで、外端仕切板２２ａの上方に位置している範囲（ゾーン）を示し、また、Ｇは棚板２と、乾燥庫１の内壁面との間に配位して、前記棚板２の上面のうちの、外端仕切板２２ａの上方を占めるゾーンｚの直上位置と棚板２から離れた位置との間を移動可能に設けたガイド部材、６はそのガイド部材Ｇを支持する支持部材、７はガイド部材を移動させる移動手段である水平移動装置を示す。

乾燥庫１は、図１に示している通常の構成態様の凍結乾燥装置に組み込まれる通常の乾燥庫で、図５においては省略しているが、前面側（図５において下面側）には、扉により開閉する入出口４（図１参照）を備え、後面側（図５においては省略）に背面プッシャー４０（図１参照）を備え、（又は図示していないが、手前のローディング装置にて取り出しでもよい）、上面側には、庫内に上下に多段に重ねて折り畳んだ状態に収蔵せる棚板２を、一段ずつ順次前述の入出口４に臨む高さ位置に吊り上げる昇降装置３が装備され、また、庫内を真空排気するための真空排気系にダクトを介し連通させてあることは、図１により説明した凍結乾燥装置の乾燥庫と同様である。

ガイド部材Ｇは、左右の巾ｗが、図７にあるように、棚板２内部に、該棚板２の上面板２０と下面板２１との間に渡架するように設けられる仕切板２２のうちの外端に位置する外端仕切板２２ａの左右の巾より少し広巾で、上下高さｈが、棚板２上に載置するバイアル瓶ｖの上下高さの略２分の１程度となる寸法で、前後長さｌが、棚板２の前記外端仕切板２２ａの前後長さに略対応する長さのブロック状に成形してあって、側面に接続したロッド状の支持部材６により棚板２の左右の側辺に沿う水平な姿勢に支持されて、図５の左半側に示しているよう平面視において乾燥庫１の内壁面１０と棚板２の側辺との間の乾燥庫１の庫内の空間に配設してある。そして、支持部材６は、乾燥庫１の周壁１１に設けた透孔を介し前記周壁１１の外に突出し、その支持部材６の突出端側は、凍結乾燥装置Ｗの機体に設けた櫓状の機枠７０に支架せる油圧作動の水平移動装置７に連繋してあり、その水平移動装置７の押し出し及び引き込み作動によって支持部材６が水平方向に沿いスライドすることで、その支持部材６に支持せるガイド部材Ｇが、水平方向に沿い移動するようにしてある。この支持部材６に支持せるガイド部材Ｇの棚板２に対する高さ位置は、図７にあるように、棚板２の上面より少し上方に離れた高さに設定してあり、かつ、棚板２側への水平移動のエンドを図７にあるよう、ガイド部材Ｇが、棚板２の外端仕切板２２ａの上方にラップした状態となる位置に設定してあって、これにより、水平移動装置７の作動で、ガイド部材Ｇを棚板２側に移動させると、ガイド部材Ｇが棚板２上面の上方で、外端仕切板２２ａの直上位置を占めるようになり、このとき、該ガイド部材Ｇの下面と棚板２上面との間に、前記図７にあるよう１〜３０ミリ程度の空間を形成するようにしてある。

この実施例の凍結乾燥装置は、乾燥庫１内の棚板２の上面に、液状の被乾燥材料が注入された半打栓のバイアル瓶ｖを、ローディング装置５によって押し込んで整列載置させるとき、ガイド部材Ｇを棚板２の側に移動させておけば、そのガイド部材Ｇが、棚板２の上面のうちの外端仕切板２２ａの上方に位置するゾーンｚの上方をそっくり被うように位置して、このゾーンｚにバイアル瓶ｖが進入してくるのを確実に阻止し、バイアル瓶ｖを左右のガイド部材Ｇとガイド部材Ｇとの間における棚板２の上面に整列載置させるようになる。従って、バイアル瓶が棚板２上面のうちの冷却・加熱性能が低下している部位に載置されることによる乾燥不充分な乾燥製品が生じてくるのを、確実に防止するようになる。

図８から図１０は、別の実施例を示し、図８は、本考案手段を実施せる凍結乾燥装置の乾燥庫部分の横断平面図、図９は同上部分の縦断正面図、図１０は同上部分の要部の拡大した正面図である。

この実施例は、前述の実施例におけるガイド部材Ｇの移動が水平移動装置７による水平方向の移動であるのに対し、ガイド部材Ｇの移動が、ガイド部材を支持する支持部材６の回転作動軸８を中心とする回転方向の移動となっている例である。

この点を除いたその余の構成は、前述の実施例１のものと変わりがないので、同じ構成部材に同じ符号を付して説明を略述する。即ち、１は凍結乾燥装置の乾燥庫、２は乾燥庫１内に収蔵せしめた棚板、２２は棚板２内に左右に並列させて組み込まれた仕切板、２２ａは並列する仕切板２２のうちの左右の外端に位置する外端仕切板、ｕは棚板２内部に、前記仕切板２２により形成される熱媒流体の循環路、２４はその循環路ｕの入口管、２５は出口管、ｚは一点鎖線で囲って表示した棚板２の上面板２０の上面のうちで、前記外端仕切板２２ａの上方に位置する範囲（ゾーン）、Ｇはガイド部材、６はそのガイド部材Ｇの支持部材であり、これらは、前述の実施例１のものと変わりがない。

そして、そのガイド部材Ｇは、前述の実施例１において説明した通り、長さｌが外端仕切板２２ａの長さに略対応し、巾ｗが前記外端仕切板２２ａの巾より広巾で、高さｈが棚板２の上面に載置されるバイアル瓶ｖの高さの略２分の１の高さとなる形状大きさのブロック状に成形してあるが、このガイド部材Ｇを支持する支持部材６は、乾燥庫１内の棚板２の左右の両側にそれぞれ配位して軸支部材（図示省略）に軸支した軸線方向を前後方向とする回転作動軸８に対し、その回転作動軸８の周面から放射方向に突出するよう、該支持部材６の基端側を接続連結して、その回転作動軸８の回転作動により、図１０において鎖線に示す離れた状態姿勢と、同図１０において実線に示す水平に倒伏した状態姿勢とに切り換えるようにしてある。そして、この回転作動軸８は、それの後端側を乾燥庫１の後壁に設けた透孔を介し乾燥庫１の後方に突出させ、その突出端をモータまたはロータリシリンダ等の回転機構９に連繋してあり、これにより、回転機構９の駆動で、回転作動軸８を、６０〜１８０度の角度量で回動させると支持部材６が離れた姿勢に起立して、先端側に支持するガイド部材Ｇが棚板２から側方に離れた位置に移動し、また、この状態から回転作動軸８を逆方向に６０〜１８０度の角度量で回転させると、支持部材６が略水平な状態姿勢に倒伏し、先端に支持するガイド部材Ｇが、棚板２の上面のうちで、棚板２内の外端仕切板２２ａの上方となるゾーンｚの直上位置を占めるようにしてある。

Ｇ ガイド部材
Ｗ 凍結乾燥装置
ｇ ガイド板
ｈ 上下高さ
ｌ 前後長さ
ｕ 循環流路
ｖ バイアル瓶
ｗ 左右の巾
ｚ ゾーン
１ 乾燥庫
１０ 内壁面
１１ 周壁
２ 棚板
２０ 上面板
２１ 下面板
２２ 仕切板
２２ａ 外端仕切板
２４ 入口管
２５ 出口管
３ 昇降装置
４ 入出口
４０ 背面プッシャー
５ ローディング装置
５０ 押し出しプッシャー
５１ 渡りテーブル
６ 支持部材
７ 水平移動装置
７０ 機枠
８ 回転作動軸
９ 回転機構

Claims (4)

1. 乾燥庫内に、バイアル瓶を整列載置せしめる棚板が、上下に多段に重ねて収蔵され、それら棚板には、それぞれの棚板が順次乾燥庫の入出口に対面する受け入れ高さ位置を占めるよう昇降させる昇降装置が連繋し、受け入れ高さ位置にある棚板の左右の側方には、押し込まれてくるバイアル瓶の棚板からの落下を防止するガイド部材が、棚板から乾燥庫の内壁面側に離れた退避位置に移動可能に設けてある凍結乾燥装置において、前記ガイド部材は、棚板の上面の左右の側端部位で、棚板内部に左右に並列して組み込まれている仕切板のうちの左右の外端にそれぞれ位置する外端仕切板の上方となるゾーンｚの上方を、そっくり被い込む形状に形成して、棚板の上面の前記外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置に配設し、かつ、移動手段を連繋して棚板から側方に離れた退避位置に移動可能とした凍結乾燥装置。
2. ガイド部材を、棚板と乾燥庫の内壁面との間に配設せる回転軸により左右方向に回動する支持部材に支持せしめて、その支持部材の回動作動により、棚板上面で外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置と棚板から側方に離れた位置とに変換自在としたことを特徴とする請求項１記載の凍結乾燥装置。
3. ガイド部材を、棚板と乾燥庫の内壁面との間に配設せる水平移動部材に支持せしめて、その水平移動部材の移動作動により、棚板上面で外端仕切板の上方となるゾーンｚの直上位置と棚板から側方に離れた位置とに移動可能としたことを特徴とする請求項１記載の凍結乾燥装置。
4. 棚板上面で、棚板内部の外端仕切板の上方に位置する部位の直上位置に配設するガイド部材は、そのガイド部材の下面と棚板上面との間に、棚板からの伝熱を遮断する１〜３０ミリ程度の空間を存在させていることを特徴とする請求項１記載の凍結乾燥装置。

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