JP3271880B2

JP3271880B2 - 粉粒体処理装置

Info

Publication number: JP3271880B2
Application number: JP26130695A
Authority: JP
Inventors: 広行辻本; 豊和横山
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2015-10-09
Also published as: JPH09103668A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体をケーシン
グ内に流動状態で貯留しつつ、貯留している粉粒体に対
し、混合、粉砕、乾燥、造粒、コーティング、表面処理
等の処理をする、或いは、活性ガス又は不活性ガスに接
触させて粉粒体を改質する等の処理をする粉粒体処理装
置に関し、詳しくは粉粒体を貯留するとともに、その貯
留粉粒体を気体によって流動させる流動層を形成する処
理部を、円筒状のケーシング内の下部に形成し、前記ケ
ーシング内下部に回転円盤を、鉛直方向の回転軸芯周り
に回転自在に設けて、その回転円盤の上方空間を前記処
理部とするとともに、前記回転円盤を、前記ケーシング
の底部から気体の供給を受けてその気体を前記処理部に
向けて通気させる通気体に構成してある粉粒体処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述の粉粒体処理装置において
は、ケーシングの底部に設けた固定床板を通気体に構成
し、前記底部から供給される気体を上方に向けて通気さ
せて、前記固定床板上に粉粒体を貯留流動化し、乾燥、
造粒、コーティング等の用途に供していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の粉粒体処理装置
においては、流動化した粉粒体の凝集力による造粒が起
こるが、流動層内で粒子の流動状態等に不均一が生じた
り、流動化が不十分になると均一な造粒物が得られない
という問題があった。この問題の解決策として、例え
ば、造粒装置として、図９に示すように、ケーシングＢ
の底部に回転円盤２を設けて、その回転円盤２に通気口
を形成し、前記回転円盤２を通気体に構成し、前記ケー
シングＢの底部から乾燥気体としても作用する加熱気体
を、前記回転円盤２の通気口を通じて上方に向けて噴出
し、その回転円盤２上に流動層を形成させる処理部Ａを
形成した粉粒体処理装置（以下、従来の装置という。）
が提案されている。上記提案の粉粒体処理装置において
は、前記回転円盤２を採用した結果、前記処理部Ａに収
容した、前記回転円盤２に近い粉粒体には、前記回転円
盤２の回転に伴う遠心力による前記ケーシングＢの内壁
に向けての流動が加わり、前記回転円盤２上を遠心方向
に流動し、前記ケーシングＢの内壁近傍に至った後、そ
の内壁に沿うように上昇した上で、前記ケーシングＢの
中心方向斜め下方向へ流動し、循環的な流動を起こすよ
うになる。さらに、前記回転円盤２を用いるに加えて、
流動層内に、図９に示したような、鉛直方向の回転軸芯
周りに回転自在に攪拌羽根２１を設けたものも提案され
ている。この攪拌羽根２１は、粉粒体を前記流動層の周
方向に攪拌し、前記粉粒体の混合・攪拌を改善すること
を目的としたもので、前記回転円盤２上に取付けられて
おり、前記回転円盤２の上方に形成される流動層内を前
記回転円盤２と共に回転する攪拌羽根２１によって攪拌
し、流動状態で前記回転円盤２から浮上している粉粒体
にも同様の回転流動を起こさせ、その回転に伴う遠心力
により前記ケーシングＢの内壁に向けての流動を促進し
ようとするものである。こうして、粉粒体は、混合・攪
拌され、同時に、前記上方に向けて噴出される気体と接
触して、造粒等の処理が進められるが、前記粉粒体が前
記ケーシングＢの内壁側に偏在しやすくなることから、
前記内壁近傍の吹き上げ気流が不足し、この部分の粉粒
体の流動が不十分となり、粒子同士の凝集や凝集塊の生
成及びケーシングＢの内壁への固着や通気口の閉塞等を
生じるという問題があった。このような問題は、上述し
た造粒装置特有の問題ではなく、水分や溶媒を含む湿潤
した粉粒体の乾燥、粉粒体表面へのコーティング、粉粒
体を気体に接触させる粉粒体表面における反応に基づく
粉粒体の調製或いは表面処理等、各種の粉粒体の流動状
態を利用する粉粒体の処理にも共通する問題である。そ
こで、出願人においては、こうした問題を解決するため
に、鋭意調査研究を進め、従来の装置における前記回転
円盤２に前記ケーシングＢの底部から供給される気体
の、前記回転円盤２の上向きの吹き上げ力を、前記回転
円盤２の外周側ほど大きく設定した粉粒体処理装置を提
案した。この結果、前記ケーシングＢの内壁近傍におけ
る粉粒体の、前記噴出される気体との接触の不十分さは
ある程度改善され、内壁への固着や通気口の閉塞は解消
されたが、上記出願人の提案においても、凝集塊や粗大
粒子の生成を防止し、粒径の均一な造粒物を得るという
課題が残存する。本発明は、上記の問題点を解決し、従
来の装置に比して処理装置の構成を複雑化させることな
く、処理部における流動攪拌効果を高めて被処理物であ
る粉粒体の処理を促進し、処理時間を短縮可能とした粉
粒体処理装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔特徴構成１〕上記の目的のための本発明の粉粒体処理
装置の特徴構成は、鉛直方向の回転軸芯周りに回転自在
な回転円盤を通気体として備える粉粒体処理装置のケー
シングの周部から前記ケーシング内の下部に形成した処
理部内の粉粒体に向けて気体を噴出する気体噴射ノズル
を複数設け、前記複数の気体噴射ノズル夫々を、その気
体噴射方向が前記処理部内の流動層内の一点に向けて集
中するように取り付けてある（請求項１に対応）点にあ
る。〔特徴構成１の作用〕従って、上記特徴構成によれば、
回転円盤の回転に伴って、その回転円盤上の粉粒体は転
動しつつ造粒を加速され、同時に、前記回転円盤の回転
とともに回転しつつ流動する流動層内の粉粒体は、複数
の気体噴射ノズルから噴射される気体によって、ケーシ
ングの内方に向かって吹き飛ばされ、その気体噴射方向
が一点に集中しているので、吹き飛ばされた粉粒体は互
いに衝突することになる。このように互いに衝突するこ
とによって、カウンタージェットミルの粉砕作用を附加
することが出来、粉粒体を粉砕或いは解砕（以下、破砕
という。）して、粉体或いは粒体の凝集を抑えて粉粒体
の粒径を均一化させることが可能になる。さらに、前記
噴射される気体の噴射速度を高めることで、粗粉をも粉
砕することが可能であり、装入される原料粉末を粉砕し
て粒度を整えてからさらに造粒するような処理も可能に
なる。殊に、造粒の場合には、造粒により生成する粗大
粒を解砕し、整粒することが出来る。また、本発明の粉
粒体処理装置を混合機として使用すれば、例えば粗大粒
を原料として、まず粉砕し、混合の後、薬液を添加する
ことにより、コーティングや造粒を１台の装置で一貫し
て行うことが出来る。これは、気体噴射ノズルを設ける
だけで可能となるのである。

【０００５】〔特徴構成２〕上記の目的のための本発明
の粉粒体処理装置の第２の特徴構成は、鉛直方向の回転
軸芯周りに回転自在な回転円盤を通気体として備える粉
粒体処理装置のケーシング内の下部に形成した処理部内
の粉粒体に向けて気体を噴出する複数の気体噴射ノズル
を前記ケーシングの周部に設け、前記ケーシング内下部
に設けた回転円盤の上方の流動層内に、前記気体噴射ノ
ズルからの噴射気体を受け止める受止手段を設け、前記
気体噴射ノズルを、前記受止手段に向けて気体を噴出す
るように取付けてある（請求項２に対応）点にある。〔特徴構成２の作用〕従って、上記特徴構成によれば、
回転円盤の回転に伴って、その回転円盤上の粉粒体は転
動しつつ造粒を加速され、同時に、前記回転円盤の回転
とともに回転しつつ流動する流動層内の粉粒体は、その
気体噴射方向を受止手段に向けてある複数の気体噴射ノ
ズルから噴射される気体によって吹き飛ばされ、前記受
止手段に吹き付けられて衝突する。粉粒体は受止手段に
衝突して破砕されるが、粉粒体の粒径が大なるものほど
衝撃力は大きく、破砕された粉粒体は粒度分布の幅の狭
い粒径の均一なものになる。これは、気体噴射ノズルと
受止手段とを設けるだけで可能となるのである。

【０００６】〔付加的構成１及び作用〕尚、前記第２の
特徴構成の発明の気体噴射ノズルの複数を、前記ケーシ
ングの周方向に分散配置して（請求項３に対応）あれば
よく、このようにすれば、ケーシング周部の複数の部位
から粉粒体が処理部の内方へ向けて吹き込まれるように
なり、同時に広い範囲に亘って処理できるようになる。

【０００７】〔付加的構成２及び作用〕また、前記請求
項２または３に記載の発明の受止手段を、前記回転円盤
の上面に設けて（請求項４に対応）あればなおよく、前
記回転円盤の部分を利用して前記受止手段を構成するこ
とが出来る。

【０００８】〔付加的構成３及び作用〕そして、前記請
求項４に記載の発明の受止手段を、前記回転円盤の回転
中心部に設けて（請求項５に対応）あればさらによく、
このようにすれば、前記複数のノズルによって吹き付け
られる粉粒体の経路長が一様化され、粉粒体の前記受止
手段への衝突の条件、従って、凝集した粉粒体の破砕条
件を一様化できるので、粉粒体の粒径を均一化すること
が一層容易になる。

【０００９】〔付加的構成４及び作用〕また、前記請求
項１〜５のいずれかに記載の発明の気体噴射ノズルを、
その噴出する気体が前記回転円盤の回転中心部に向けて
集中する方向に設けられ（請求項６に対応）てあれば一
層よく、このようにすれば、気体を吹き付けられた粉粒
体は前記回転円盤の中心部で互いに衝突するか、或い
は、受止手段を設けてある場合には、その粉粒体の経路
中に前記受止手段があれば、これに衝突し、衝突しなか
った粉粒体が前記中心部で衝突することになる。また、
前記受止手段が前記中心部にあれば、気体を吹き付けら
れた粉粒体は全て前記受止手段に衝突することになる。
この衝突によって粉粒体の粒径をさらに均一化すること
になる。

【００１０】〔特徴構成３〕上記の目的のための本発明
の粉粒体処理装置の第３の特徴構成は、鉛直方向の回転
軸芯周りに回転自在な攪拌羽根を備える粉粒体処理装置
のケーシングの周部から前記ケーシングの下部に形成し
た処理部内の粉粒体に向けて気体を噴出する気体噴射ノ
ズルを複数設け、前記複数の気体噴射ノズル夫々を、そ
の気体噴射方向が前記処理部内の流動層内の一点に向け
て集中するように取り付けてある（請求項７に対応）点
にある。〔特徴構成３の作用〕従って、上記特徴構成によれば、
前記特徴構成１と同様に、攪拌羽根の回転に伴って回転
しつつ流動する流動層内の粉粒体は、複数の気体噴射ノ
ズルから噴射される気体によって、ケーシングの内方に
向かって吹き飛ばされ、その気体噴射方向が一点に集中
しているので、吹き飛ばされた粉粒体は互いに衝突する
ことになる。このように互いに衝突することによって、
カウンタージェットミルの粉砕作用を附加することが出
来、粉粒体を破砕して、粉体或いは粒体の凝集を抑えて
粉粒体の粒径を均一化させることが可能になる。さら
に、前記噴射される気体の噴射速度を高めることで、粗
粉をも粉砕することが可能であり、装入される原料粉末
を粉砕して粒度を整えてからさらに造粒するような処理
も可能になる。殊に、造粒の場合には、造粒により生成
する粗大粒を解砕し、整粒することが出来る。また、本
発明の粉粒体処理装置を混合機として使用すれば、例え
ば粗大粒を原料として、まず粉砕し、混合の後、薬液を
添加することにより、コーティングや造粒を１台の装置
で一貫して行うことが出来る。これは、気体噴射ノズル
を設けるだけで可能となるのである。

【００１１】〔特徴構成４〕上記の目的のための本発明
の粉粒体処理装置の第２の特徴構成は、鉛直方向の回転
軸芯周りに回転自在な攪拌羽根を備える粉粒体処理装置
の前記攪拌羽根に向けて気体を噴出する複数の気体噴射
ノズルを、前記ケーシングの周部に設けてある（請求項
８に対応）点にある。〔特徴構成４の作用〕従って、上記特徴構成によれば、
攪拌羽根の回転に伴って回転しつつ流動する流動層内の
粉粒体は、その気体噴射方向を攪拌羽根に向けてある複
数の気体噴射ノズルから噴射される気体によって吹き飛
ばされ、前記攪拌羽根に吹き付けられて衝突する。前記
粉粒体は前記攪拌羽根によって攪拌されて周方向に回転
流動を与えられながら、前記攪拌羽根に衝突して破砕さ
れるが、粉粒体の粒径が大なるものほど衝撃力は大き
く、破砕された粉粒体は粒度分布の幅の狭い粒径の均一
なものになる。これは、気体噴射ノズルを攪拌羽根に向
けて設けるだけで可能となるのである。

【００１２】〔付加的構成５及び作用効果〕さらに、前
記請求項１〜８のいずれかに記載の発明の気体噴射ノズ
ルが、前記ケーシングに等間隔に均等配置され（請求項
９に対応）てあれば一層よく、このようにすれば、前記
処理部には均等に気体が吹き込まれることになり、粉粒
体を一様に吹き飛ばせるので、回転円盤上の周方向の粉
粒体の粒径を均一化することが可能になる。従って、前
記吹き上げる気体と粉粒体との接触機会は周方向に均等
化される。

【００１３】〔付加的構成６及び作用効果〕また、前記
請求項１〜９のいずれかに記載の発明の気体噴射ノズル
への気体供給経路に供給される気体を間歇的に供給する
べく制御する噴射気体制御装置を設け（請求項１０に対
応）てあればなおよく、このようにすれば、流動状態を
保っている粉粒体を吹き上げる気体の流れ、従って、流
動層の安定流動状態を乱すことを抑制できる。従って、
前記吹き上げる気体と粉粒体との接触機会はさらに均等
化される。

【００１４】〔付加的構成７及び作用効果〕そして、前
記請求項１０に記載の発明の間歇的に供給される気体の
供給時間が１回の供給につき０．１〜５秒間（請求項１
１に対応）であればさらによく、このようにすれば、前
記気体の間欠的供給の効果を一層効果的にできる。尚、
流動層の状態をあまり変化させずに良好に保つには、前
記気体の供給時間が５秒以下であることが好ましく、ま
た、前記供給時間が０．１秒未満であれば、気体噴射の
効果が有効に発揮されない。例えば、２０秒間連続して
気体噴射を続ければ、粉粒体の循環流動に平面内の循環
流動が加わり、上下方向の循環流動に乱れを生じるの
で、本発明の効果を一部阻害する。さらに好ましい気体
の供給時間は、０．１〜２秒間の範囲である。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら、造粒装置の例に付き以下に説
明する。粉粒体処理装置の一例である本発明に係わる造
粒装置は、その装置内に原料粉体（粉粒体の一種）及び
バインダを造粒原料として供給し、その造粒原料を流動
化して流動層を形成させ、その流動層内で前記造粒原料
を所望の状態の粒体に造粒するものである。

【００１６】図１に前記造粒装置の一例を示すが、その
本体外殻を形成するケーシングＢが、上部が下部よりも
若干拡径した円筒状体から形成されている。前記ケーシ
ングＢの上部には、前記原料粉体を前記ケーシングＢ内
にバッチ供給するための供給部１９が設けられている。
また、前記ケーシングＢ内の下部には、前記原料粉体と
バインダとからなる前記造粒原料を一旦貯留し、処理す
る処理部Ａが設けられ、この処理部Ａにおいて、前記原
料粉体の造粒が行われるようになっている。尚、前記ケ
ーシングＢの上部上方には、排気中の粉塵を濾過するた
めの濾過部１５が設けられている。

【００１７】一方、前記造粒原料のうちのバインダは、
前記ケーシングＢ内の中心部に鉛直姿勢に配置され、下
端の噴霧部１１ｂが前記ケーシングＢ内の下部下方に開
口した噴霧装置１１によって前記処理部Ａに噴霧供給さ
れるようになっている。前記噴霧装置１１の上端供給部
１１ａには、圧縮空気供給装置９及びバインダ供給装置
１０からの供給配管の下流端が接続されており、前記噴
霧部１１ｂから前記バインダを前記処理部Ａに向けて噴
霧されるようにしてある。即ち、前記バインダは前記バ
インダ供給装置１０から供給され、前記圧縮空気供給装
置９からの圧縮空気をキャリアガスとして、前記噴霧装
置１１によって前記処理部Ａへ噴霧供給され、前記原料
粉体乃至は造粒原料の表面に付着する。

【００１８】尚、前記圧縮空気供給装置９及び前記バイ
ンダ供給装置１０からの供給配管は、前記ケーシングＢ
の下部側方のバインダ供給口１０ａにも接続されてお
り、前記ケーシングＢ内に開口して、バインダが圧縮空
気をキャリアガスとして前記処理部Ａへ別途適宜供給さ
れるようにしてある。このようにして、前記噴霧供給さ
れるバインダの不足乃至は前記造粒原料へのバインダの
付着不足を補うようにしてある。

【００１９】前記ケーシングＢの側方には、エアフィル
タ７ａ付の送風装置７が設けられており、その送風装置
７からの給気は、ヒータ８によって適温に加熱されて、
前記ケーシングＢの底部側方に設けられている給気口７
ｂを経て前記ケーシングＢの底部に供給されるようにな
っている。尚、前記ヒータ８の出口部に設けられたセン
サ８ａを用いて前記給気の温度を測定し、前記給気の温
度を設定値に合致するように制御している。

【００２０】前記濾過部１５には、外部は吸引排気する
ための排気装置１２に通じる配管が接続されており、ま
た、前記濾過部１５内には、排気を濾過する前記濾過部
１５に設けたバグフィルタ１５ａを洗浄するためのブロ
ー管１５ｂも設けられている。このブロー管１５ｂにも
前記圧縮空気供給装置９からの供給配管が分岐接続され
ている。つまり、前記バグフィルタ１５ａに目詰まりが
生じた時には、適宜、前記ブロー管１５ｂから前記バグ
フィルタ１５ａに向けて、排気流路とは逆方向に圧縮空
気を噴出し、前記バグフィルタ１５ａに補足され、付着
して目詰まりを起こした粉塵を前記処理部Ａに向けて吹
き落とす、所謂逆洗浄が可能なように構成されている。
吹き落とされた粉塵は、前記処理部Ａへ戻され処理され
る。

【００２１】尚、前記バインダは、溶媒に溶解した状態
で前記処理部Ａへ供給されるので、その溶媒を、造粒と
並行して除去する必要がある。このため、前記処理部Ａ
に収容した前記造粒原料に対して、下方から前記加熱し
た給気を供給して、この給気と接触することによって蒸
散させて前記溶媒を除去するようにしている。つまり、
前記加熱した給気を前記回転円盤２から上方に供給し
て、前記造粒原料を流動化させ、それらと接触させるこ
とによって、造粒された粒体中に残存するバインダの溶
媒を加熱蒸発させることで、前記溶媒を蒸散させるので
ある。

【００２２】前記ケーシングＢ内下部には、前記給気口
７ｂの上方に設けられた、造粒原料の落下を防止しなが
ら前記給気口７ｂからの供給気体を上方に通気可能な、
ステンレス鋼製の焼結板からなる通気床２０の直上に、
その上方空間を前記処理部Ａとする回転円盤２を設けて
ある。前記回転円盤２は、前記ケーシングＢの底部下方
に配置されたモータ１３の鉛直方向の回転軸芯周りに回
転自在に設けられ、且つ、前記回転円盤２の回転軸芯位
置に貫通する軸孔に嵌合挿通自在な駆動軸１４の上端部
に、前記軸孔を外嵌嵌合させ、前記駆動軸１４の上端部
に形成された雄ネジにナットを螺合させて締め付け、前
記回転円盤２が前記駆動軸１４と前記鉛直方向の軸芯周
りに一体回転するようにしてある。

【００２３】前記ケーシングＢの下部には、さらに、前
記処理部Ａ内の粉粒体である造粒原料に向けて気体を噴
出する気体噴射ノズル１を３本前記ケーシングＢの周部
の、前記回転円盤２の上面から適当な高さの位置に、周
方向に等間隔に均等配置し、夫々の気体噴射ノズル１の
噴出する気体が前記回転円盤２の回転中心部に向けて集
中する方向に設けられている（図３参照）。前記ケーシ
ングＢの側方には、前記気体噴射ノズル１に気体を供給
する気体供給装置４が設けてあり、夫々レギュレータを
介設した、高圧気体を供給する高圧気体供給経路と、低
圧気体を供給する低圧気体供給経路とを通じて、夫々バ
ルブ５を介して前記気体噴射ノズル１に接続して、任意
に気体を前記処理部Ａ内の造粒原料に向けて噴出できる
ように構成してある。

【００２４】前記回転円盤２は、前記ケーシングＢの底
部から気体の供給を受けてその気体を前記処理部Ａに向
けて通気させる通気体に構成してある。詳しくは、前記
回転円盤２は、図２及び図３に示すように、前記ケーシ
ングＢの底部からの前記給気を上方に通気させるための
複数の円弧状の透孔１６を同心状に形成した円盤からな
り、前記透孔１６には、通気性を有するステンレス鋼製
の焼結体からなる多孔体１７を充填してある。従って、
前記ケーシングＢの底部から供給される流体は、前記透
孔１６を透過して、前記回転円盤２の上に供給される前
記造粒原料を、その上昇流によって流動化し、前記回転
円盤２上に流動層を形成する。尚、先述のように、前記
造粒原料が前記処理部Ａの外周部ほど多く偏在する点に
鑑みて、前記回転円盤２の通気性を、その外周部寄りほ
ど大なるように、前記透孔１６の断面積及び通気度を設
定してある。

【００２５】前記回転円盤２の上面に、即ち前記流動層
内に、前記気体噴射ノズル１からの噴射気体を受け止め
る受止手段３を設けてある。前記受止手段３は、前記回
転円盤２の回転中心部に設けてあり、前記ナットがこの
受止手段３を構成し、全体形状が略円錐状で、且つ、内
部に下向き開口の雌ネジが形成されており、前記略円錐
状の面が吹き付けられる粉粒体である造粒原料或いは原
料粉体を受け止め、粉粒体を破砕するように形成してあ
る。また、前記ナットにはネジ締めと前記処理部Ａ内を
攪拌するための攪拌羽根２１を取付けてある。前記受止
手段３を上記のように略円錐状に形成してあるので、前
記気体噴射ノズル１からの噴射気体を受け止めて、吹き
付けられる粉粒体を破砕する他に、前記噴射気体の方向
を上方に偏向させる機能も有する。従って、前記回転円
盤２の回転に伴う遠心力に起因する循環流動とは逆方向
の循環流動を誘起することになる。

【００２６】また、前記高圧及び低圧の気体供給経路を
経由して前記気体噴射ノズル１へ供給される気体を間歇
的に供給するべく、前記夫々のバルブ５を介して制御す
る噴射気体制御装置６を設けてある。この噴射気体制御
装置６は、前記間歇的に供給される気体の供給間隔を
０．５〜１０秒に、供給時間を０．１〜５秒間に、夫々
設定可能に構成してある。

【００２７】前記気体供給装置４は、０．１５〜１ＭＰ
ａの圧力で気体を供給可能であり、前記低圧気体供給経
路には、供給気体の圧力を０．１〜０．５ＭＰａに調整
可能なレギュレータＲ１が設けられており、低圧側バル
ブ５ａで前記低圧気体供給経路の開閉が行われ、前記高
圧気体供給経路には、供給気体の圧力を０．３〜０．８
ＭＰａに調整可能なレギュレータＲ２が設けられてお
り、高圧側バルブ５ｂで前記高圧気体供給経路の開閉が
行われるようになっている。前記噴射気体制御装置６の
制御するバルブ５として、前記造粒原料を破砕、即ち、
粉砕若しくは解砕しようとするとき等（破砕モードと呼
ぶ。）には前記高圧側バルブ５ｂを、前記造粒原料を分
散させようとするとき或いは乾燥させようとするとき等
（分散モードと呼ぶ。）には前記低圧側バルブ５ａを、
夫々制御し、開閉する。

【００２８】上述の造粒装置においては、分散モードに
用いる前記低圧気体供給路に設けたレギュレータＲ１は
０．３ＭＰａに設定してあり、破砕モードに用いる前記
高圧気体供給経路に設けたレギュレータＲ２は０．６Ｍ
Ｐａに設定してあり、前記低圧側バルブ５ａ、前記高圧
側バルブ５ｂ共に、前記噴射気体制御装置６によって、
１秒の間隔で、０．３秒間開弁される。

【００２９】さらに、前記前記回転円盤２の下方には円
環状の蒸気噴射管１８が配置され、前記ケーシングＢの
外部から水蒸気が供給されるようにしてある（図２参
照）。前記蒸気噴射管１８は、図４に示すように、その
上面にノズル孔１８ａが複数設けてあり、蒸気を上方に
向けて噴出できるようにしてある。これは、前記通気床
２０及び前記多孔体１７の目詰まり除去用の洗浄に用い
られ、さらには、粉粒体処理装置の濾過部１５に到る全
経路の洗浄にも用いられる。つまり、１バッチの造粒工
程が終わり、粒状体が排出される（排出路は図示省略）
と、前記蒸気噴射管１８のノズル孔１８ａから蒸気が噴
射され、前記通気床２０に吹き付けられ、この通気床２
０を洗浄すると同時に、その直上にある前記回転円盤２
の多孔体１７をも洗浄する。この際、前記排気装置１２
は造粒装置の内部から前記噴射される蒸気を吸引する。

【００３０】上述の造粒装置においては、前記気体噴射
ノズル１から噴射する気体の圧力を２段階に調整してあ
るので、例えば、原料粉末を粗大粒のまま前記供給部１
５から供給し、前記回転円盤２上で流動層化し、バイン
ダを供給しないままに、前記気体噴射ノズル１から前記
破砕モードにおいて気体を間歇噴射し、原料粉末を粉砕
し、所望の粒径分布に近づいたところでバインダを供給
し、造粒の進行したところで、前記気体噴射ノズル１か
らの気体噴射を分散モードに切換えることにより、バイ
ンダの溶媒を蒸散させて、所望の粒度分布の造粒物を得
ることが出来る。

【００３１】上記の造粒装置の操業の一例は以下の通り
である。先ず、給気口７ｂから送風装置７からの給気を
供給し、排気装置１２でケーシングＢの上方から排気し
ながら、粗粒の原料粉末が供給部１９から処理部Ａに装
入される。そこで、１秒間隔で０．３秒間、繰り返し気
体噴射ノズル１から破砕モードで気体噴射が行われる。
尚、この際の気体噴射圧力は０．６ＭＰａにしておく。
こうして、前記原料粉末を造粒の前処理として予備粉砕
する。原料粉末を所望の粒径分布の細粒に粉砕すれば、
予備粉砕の工程を終了する。予備粉砕の工程を終わる
と、造粒の工程に移る。前記気体噴射ノズル１からの気
体噴射と前記バインダ供給装置１０からのバインダ噴霧
とは交互に行われ、３秒間のバインダ噴霧と、バインダ
噴霧を停止しての０．３秒間の気体噴射とが交互に繰り
返し行われる。つまり、造粒、破砕が交互に行われるの
である。尚、この際の気体噴射圧力は０．４ＭＰａにし
ておく。このようにして、バインダを選択し、造粒と破
砕を繰り返すことによって、粉粒体の過度の凝集を抑制
し、所望の粒径分布を有する粒状物に造粒できるように
なる。造粒の工程が終了すると、乾燥の工程に移行す
る。造粒工程中にも粉粒体が加熱された給気と接触し、
加熱されるので、バインダ中の溶媒の多くは蒸散する
が、造粒工程の終了時においてもなお幾分かの溶媒は粉
粒体中に残存している。この残存溶媒を蒸散させるため
には乾燥が必要になる。この乾燥の工程においては、勿
論バインダの噴霧は行わず、気体噴射は分散モードで行
われる。つまり、乾燥のために流動層を攪拌するのであ
る。以上で粗粒から所望の粒径の微粉からなる造粒物を
形成し、乾燥する造粒の全工程を終わるが、上記のとお
り、本発明の造粒装置においては、従来複数の処理装置
を用いて行っていた粉砕・造粒・乾燥を一貫して同一の
装置で行うことが可能になった。尚、上記の気体噴射の
圧力条件、時間、間隔等は、造粒装置の規模、原料粉末
の性状、選択するバインダの性状等によって異なるもの
で、本発明の粉粒体処理装置にとって普遍的なものでは
ない。

【００３２】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。〈１〉上記実施の形態では、本発明の粉粒体処理装置を
造粒装置として用いる例を示したが、本発明の用途は上
記に限らず、粉粒体の高分散混合、粉体の凝集を伴わな
いコーティングにも用いられ、また、粉粒体の表面に反
応ガスを接触させることを利用した粉粒体の表面反応に
も利用可能で、粉粒体の混合においては、装置の操作条
件により、精密混合、高速混合などを容易に行い得る。〈２〉前記実施の形態においては、処理部Ａに流動層を
形成させる例を示したが、前記処理部Ａには粉粒体が浮
遊混合する混合層を形成させてもよく、本発明において
は、前記混合層をも含めて流動層と呼ぶ。〈３〉気体噴射ノズル１を、前記回転円盤２の上面から
適当な高さの位置に、３本設けた例を示したが、その位
置並びに数は任意で、また、その配置間隔についても装
置の設計に応じて任意に配置し得る。〈４〉前記実施の形態においては、回転円盤２の駆動軸
への固定ナットを受止手段３として用いたものを示した
が、前記攪拌羽根２１を受止手段として用いることも可
能である。なお、前記受止手段３は必須ではなく、粉粒
体同士を衝突させるカウンタージェットミルの粉砕作用
と同様の作用を果たすように、前記気体噴射ノズル１か
らの噴射気体によって吹き込まれる粉粒体同士が衝突す
るように前記気体噴射ノズル１を配置してあればよい。〈５〉前記実施の形態においては、気体噴射ノズル１か
ら間歇的に気体を噴射する例を示したが、この気体噴射
は必ずしも間歇的である必要はなく、例えば、処理部Ａ
に混合層を形成して、分散モードで連続的に気体噴射を
行ってもよい。これは、粉粒体の乾燥などに効果的であ
る。〈６〉回転円盤２の構成は任意であり、前記実施の形態
に示したものに限らず、流動床或いは混合床を形成しう
るように、ケーシングＢの下方から供給される粒体を処
理部Ａに吹き上げる機能を有すればよい。〈７〉前記実施の状態に示した気体供給装置４の気体供
給経路は２経路に限るものでなく、そのモードも先述の
２モードに限られるものではなく、３以上の複数のモー
ドを設定することが可能であり、これらのモードを適宜
組み合わせることによって好適な処理が可能になる。
尚、前記実施の形態の例においては、両気体供給路に夫
々バルブ５を設けたが、各気体供給路の気体噴射ノズル
１への配管への合流点に切換バルブを設けて制御するよ
うにしてもよい。〈８〉また、回転円盤２の上面に図５に示すような攪拌
羽根２１を取付けてあってもよく、この攪拌羽根２１に
よっても、流動層に回転軸方向の運動を与えられるの
で、図１に示した攪拌羽根２１と同様に流動層の攪拌効
果を一層高めることが出来る。尚、この図に示す回転円
盤２においては、前記多孔体１７を充填した透孔１６に
代えて、前記回転円盤２の回転（その回転方向は、図中
白き矢印にて示す）に伴ってその中に粉粒体が入り込む
ことを回避する方向に、その厚さ方向において傾斜させ
たスリット１６ａを設けてある。このように前記回転円
盤２を構成することによって、前記多孔体１７を充填す
ること無く、粉粒体の落下を防止しつつ給気を流動層内
に導く通気口を形成することが出来る。図中単なる矢印
は通気方向を示している。〈９〉前記実施の形態における送風装置７、ヒータ８、
圧縮空気供給装置９、バインダ供給装置１０、噴霧装置
１１、排気装置１２、モータ１３、濾過部１５、蒸気噴
射管１８、供給部１９等、及びその付帯装置類について
の構成は任意で、先述の構成に限られるものではない。

【００３３】

【実施例】

〔第１実施例〕本発明の粉粒体処理装置の造粒時の粗大
粒子生成の抑制の効果を図６に示す。尚、本発明の装置
には図２に示した攪拌羽根２１を備えている。造粒原料
には乳糖とコーンスターチの混合粉体（乳糖７０％、コ
ーンスターチ３０％）（平均粒径６９μｍ）を用い、平
均粒径５００μｍに造粒した。操作条件は、バインダー
にヒドロキシプロピルセルロース水溶液を使用し、給気
温度を６０℃とし、給気流体の流動風速を０．５ｍ／ｓ
とした。

【００３４】図は篩下粒度分布を示し、図中曲線ａは本
発明の装置によるものを示し、曲線ｂは図９に示した回
転円盤２と攪拌羽根２１を装着するが、気体噴射を行わ
ない装置（以下、比較装置という。）によるものを示
す。尚、曲線ｃは原料粉体の粒度分布を示す。図に見る
ように、比較装置においては粒径１０００μｍ以上の
ものが２０数％含まれているが、本発明の装置によって
造粒したものには１０００μｍの粒径のものはほとんど
含まれていない（粒径が１０００μｍ以上になると製品
価値が低下する。）。

【００３５】〔第２実施例〕本発明の粉粒体処理装置の
粉粒体乾燥における効果を図７に示す。尚、造粒原料に
はフッ素樹脂の凝集体（凝集粒径４００μｍ〜数ｍｍ、
保有湿分４６％Ｗ．Ｂ）を用い、給気温度を１００℃、
処理部Ａの流動風速を０．８７ｍ／ｓに設定して行っ
た。

【００３６】図は粉粒体中の水分の時間変化を示し、図
中曲線ａは本発明の装置によるものを示し、曲線ｂは比
較装置、曲線ｃは回転円盤も攪拌羽根も装置せず、気
体噴射も行わない従来の装置（以下、比較装置とい
う。）によるものを示す。図に見るように、本発明の装
置によれば噴射気体の作用により粉粒体と流動気体との
接触が向上するため、乾燥が速く、粉粒体中の水分を
０．１％に迄乾燥させるに要する時間は、比較装置に
よる場合に比して約半分であった。

【００３７】〔第３実施例〕本発明の粉粒体処理装置の
造粒物へのコーティング造粒における粉砕効果を図８に
示す。尚、本発明の粉粒体処理装置には図２に示した攪
拌羽根２１は装着するが、回転円盤は装置していない。
造粒原料並びに操作条件は第１実施例と同じくして、平
均粒子径２５μｍに造粒した。

【００３８】図は篩下粒度分布を示し、図中曲線ａは本
発明の装置によるものを示し、曲線ｂは図９に示した攪
拌羽根２１は装着してあるが、回転円盤は装置せず、気
体噴射も行わない従来の装置（以下、比較装置とい
う。）によるものを示す。尚、曲線ｃは原料粉体の粒度
分布を示す。図に見るように、比較装置によるものの
粒度分布は原料粉体のそれと殆ど変わらないのに対し、
本発明の装置によれば、平均粒子径で２５μｍ程度の微
細粒子の製品が得られている。尚、電子顕微鏡観察の結
果でも、比較装置によるものでは、微細なコーンスタ
ーチ粒子が乳糖粒子の回りに付着しているのが観察され
たが、本発明の装置によるものにおいては、乳糖粒子の
回りへのコーンスターチ粒子の付着、凝集粒子群は観察
されなかった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
造粒において整粒された粒径の均一な製品が得られ、且
つ、流動層内の気体と粉粒体との接触の機会を促進し、
粉砕、混合、乾燥、コーティング、表面処理等の粉粒体
処理における処理時間を短縮できた。

【００４０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の造粒装置の構成説明図

【図２】本発明の実施の形態における回転円盤の一例を
示す要部縦断面図

【図３】本発明の実施の形態における回転円盤の一例を
示す要部平面図

【図４】本発明の別の実施の形態の蒸気噴射管の取付け
状態を示す要部平断面図

【図５】本発明の回転円盤の別の実施の形態と共に攪拌
羽根の別例を示す要部の斜視図

【図６】本発明の造粒時の粗大粒子生成の抑制への効果
を示す篩下粒径分布曲線図

【図７】本発明の乾燥への効果を示す保有水分−時間曲
線図

【図８】本発明のコーティング造粒時の生成粒径分布へ
の効果を示す篩下粒径分布曲線図

【図９】従来の装置における構成を示す説明図

【符号の説明】

１気体噴射ノズル２回転円盤３受止手段６噴射気体制御装置２０通気床２１攪拌羽根Ａ処理部Ｂケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 8/18 - 8/46 B01F 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粉粒体を貯留するとともに、その貯留粉
粒体を気体によって流動させる流動層を形成する処理部
（Ａ）を、略円筒状のケーシング（Ｂ）内の下部に形成
し、前記ケーシング（Ｂ）内下部に回転円盤（２）を、
鉛直方向の回転軸芯周りに回転自在に設けて、その回転
円盤（２）の上方空間を前記処理部（Ａ）とするととも
に、前記回転円盤（２）を、前記ケーシング（Ｂ）の底
部から気体の供給を受けてその気体を前記処理部（Ａ）
に向けて通気させる通気体に構成してある粉粒体処理装
置であって、前記ケーシング（Ｂ）の周部から前記処理部（Ａ）内の
粉粒体に向けて気体を噴出する気体噴射ノズル（１）を
複数設け、前記複数の気体噴射ノズル（１）夫々を、そ
の気体噴射方向が前記流動層内の一点に向けて集中する
ように取り付けてある粉粒体処理装置。
【請求項２】粉粒体を貯留するとともに、その貯留粉
粒体を気体によって流動させる流動層を形成する処理部
（Ａ）を、略円筒状のケーシング（Ｂ）内の下部に形成
し、前記ケーシング（Ｂ）内下部に回転円盤（２）を、
鉛直方向の回転軸芯周りに回転自在に設けて、その回転
円盤（２）の上方空間を前記処理部（Ａ）とするととも
に、前記回転円盤（２）を、前記ケーシング（Ｂ）の底
部から気体の供給を受けてその気体を前記処理部（Ａ）
に向けて通気させる通気体に構成してある粉粒体処理装
置であって、前記処理部（Ａ）内の粉粒体に向けて気体を噴出する複
数の気体噴射ノズル（１）を前記ケーシング（Ｂ）の周
部に設け、前記回転円盤（２）の上方の前記流動層内
に、前記気体噴射ノズル（１）からの噴射気体を受け止
める受止手段（３）を設け、前記気体噴射ノズル（１）
を、前記受止手段（３）に向けて気体を噴出するように
取付けてある粉粒体処理装置。
【請求項３】前記気体噴射ノズル（１）の複数を、前
記ケーシング（Ｂ）の周方向に分散配置してある請求項
２に記載の粉粒体処理装置。
【請求項４】前記受止手段（３）を、前記回転円盤
（２）の上面に設けてある請求項２または３に記載の粉
粒体処理装置。
【請求項５】前記受止手段（３）を、前記回転円盤
（２）の回転中心部に設けてある請求項４記載の粉粒体
処理装置。
【請求項６】前記気体噴射ノズル（１）を、その噴出
する気体が前記回転円盤（２）の回転中心部に向けて集
中する方向に設けられている請求項１〜５のいずれかに
記載の粉粒体処理装置。
【請求項７】粉粒体を貯留する筒状のケーシング
（Ｂ）内の下部に通気床（２０）を設け、貯留粉粒体を
前記通気床（２０）を通過させた気体によって流動させ
る流動層を形成する処理部（Ａ）を形成するとともに、
前記通気床（２０）の上方の前記流動層内に、鉛直方向
の回転軸芯周りに回転自在に攪拌羽根（２１）を設けて
ある粉粒体処理装置であって、前記ケーシング（Ｂ）の周部から前記処理部（Ａ）内の
粉粒体に向けて気体を噴出する気体噴射ノズル（１）を
複数設け、前記複数の気体噴射ノズル（１）夫々を、そ
の気体噴射方向が前記流動層内の一点に向けて集中する
ように取り付けてある粉粒体処理装置。
【請求項８】粉粒体を貯留する筒状のケーシング
（Ｂ）内の下部に通気床（２０）を設け、貯留粉粒体を
前記通気床（２０）を通過させた気体によって流動させ
る流動層を形成する処理部（Ａ）を形成するとともに、
前記通気床（２０）の上方の前記流動層内に、鉛直方向
の回転軸芯周りに回転自在に攪拌羽根（２１）を設けて
ある粉粒体処理装置であって、前記攪拌羽根（２１）に向けて気体を噴出する複数の気
体噴射ノズル（１）を、前記ケーシング（Ｂ）の周部に
設けてある粉粒体処理装置。
【請求項９】前記気体噴射ノズル（１）が、前記ケー
シング（Ｂ）に等間隔に均等配置されている請求項１〜
８のいずれかに記載の粉粒体処理装置。
【請求項１０】前記気体噴射ノズル（１）への気体供
給経路に供給される気体を間歇的に供給するべく制御す
る噴射気体制御装置（６）を設けてある請求項１〜９の
いずれかに記載の粉粒体処理装置。
【請求項１１】前記間歇的に供給される気体の供給時
間が１回の供給に付き０．１〜５秒間である請求項１０
記載の粉粒体処理装置。