JP3388363B2 - 造粒やコーティング等を行なう装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は造粒装置で、造粒中の粒
子の形状、粒子径等を観察可能にした造粒装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の造粒装置には、流動層造粒装置、
転動造粒装置等の各種の造粒装置が知られている。これ
ら造粒装置は、造粒の目的に応じて主として用いられる
造粒装置が異なっている。例えば流動層造粒装置におい
ては、形状としては不定形で比較的粒径は大きいものが
多く、又転動造粒装置においては、形状は比較的球形で
ある。しかし造粒方法が一定であっても造粒条件の差異
によって一定の範囲内で形状、粒径等がかわることがわ
かっている。

【０００３】一方、造粒物の使用目的等において望まし
い粒子形状や望ましい粒径その他が異なり、そのために
使用目的等に応じてそれに適した造粒方法、造粒手段、
造粒装置が用いられる。しかし出来る限り目的にかなっ
た造粒物を得るためには、造粒方法として望ましい方法
にて造粒したとしても、造粒条件の設定が問題になる。
しかも所望の通りの造粒物が得られたか否かについての
確認が困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたような理由
から、造粒中の粒子の形状、粒径等が観察出来る造粒装
置が望まれていた。しかし造粒中の造粒槽内は、いずれ
の方法の造粒装置においても、造粒中の個々の粒子の形
状や粒径を直接観察出来ない。

【０００５】本発明は、造粒中の粒子形状や粒径を静止
画像として撮影することを可能にした造粒装置を提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の造粒装置は、撮
影装置および高速ストロボ装置を備えていて、これら撮
影装置、高速ストロボ装置の先端を並置させて一体にし
た先端部を少なくともその端面が造粒槽内の原料粒体に
近接した位置に配置したもので、更に先端部に熱風の噴
射口および温度センサーを配置したものである。本発明
の装置は、以上の通りの構成であって、その温度センサ
ーにより先端部付近の温度を検出してその温度が所望温
度になるように噴射口よりの熱風の温度又は噴射量又は
その両者をコントロールするようにして、先端部の温度
を所望温度に保つことが可能であり、これによって先端
部が水滴等により曇るのを防止し又先端部に粉体が付着
するのを防止し、更に噴射口よりの熱風により粒体を分
散させることによって、高速ストロボ装置の発光を伴う
撮影により鮮明な静止画像を得、更に確実に分離した粒
体の静止画像をもとに粒子形状、粒子径の測定を可能に
しまた粒度分布を求めることが出来、又これら測定デー
ターにもとづいての制御も可能になる。

【０００７】本発明の装置は、造粒のみならずコーティ
ング液をスプレーすることによりコーティング装置とし
ても用いることが可能である。

【０００８】更に後の実施例中で詳細に述べるように、
本発明によれば水分量を一定にしての造粒で、粒子形状
の選定やシャープな粒子径の分布を効率的で確実に行な
い得る造粒方法を行なうことが可能となる。

【０００９】

【実施例】次に本発明の造粒装置の実施例を図面にもと
づいて説明する。

【００１０】図１は、本発明の造粒装置全体の構成を示
す図で、１は造粒槽、２は適宜な駆動手段による回転可
能なスリット板、３は適宜な駆動手段により回転する撹
拌羽根、４は送風口、５はバインダー又はコーティング
液を噴霧するスプレーガン、６は製品排出口、７は水分
計、１０は撮影装置である。

【００１１】この造粒装置は、図示していない原料供給
口より原料粉体等を投入し又スプレーガン５よりバイン
ダー液を噴霧しながら駆動手段の駆動によってスリット
板２を回転させ更に送風口４よりエアーを供給する。こ
れによってスリット板２の回転と下方より供給されるエ
アーとによって原料は矢印のように運動すると共に全体
としてスリット板２の上で回転する。又、スプレーガン
５よりの液体の噴霧によって原料が湿らされ、前記の運
動によって造粒が行なわれる。このようにして造粒操作
が進むと次第に粒体が形成される。

【００１２】撮影装置１０は、例えば図１，図２に示す
ようにその先端部１１が造粒槽１の側壁に固定され、そ
の先端面が壁面付近に位置し粉粒体が近くに存在する位
置に設置してある。この先端部１１には、例えば光ファ
イバースコープ１２の先が位置し光ファイバーの他端に
はＣＣＤカメラ１３が取り付けられＣＣＵ１４および静
止画像処理装置を介して粒子計測処理装置２６へ接続さ
れている。この粒子計測処理装置２６はＶＴＲ２７、画
像認識装置２８、パソコン２９、プリンター３０やカラ
ーモニター１５，３０にて構成されている。これら撮影
装置１０と静止画像処理装置、粒子計測処理装置等によ
りカラーモニターによる観察やプリンターによる静止画
像を得る。更にこれら装置による粒子計測をもとに造粒
コーティング制御装置３２により各種の制御が行なわれ
る。１６はパージエアー供給口でエアーヒーター１７に
て加熱した後に撮影装置１０の先端部１１にエアー噴射
口１８が位置するようになっている。１９はパージエア
ー温度調節器で、先端に設けられている温度センサー２
０により検出された、先端部の温度により先端部分の温
度が設定された温度になるようにエアーヒーター１７を
コントロールする。２１は高速ストロボ装置で、ＣＣＵ
カメラ制御部よりの静止画像処理装置２５を介してのス
トロボ制御部２４よりの発光指示信号によりストロボ光
源部２３が発光される。それとともに造粒中の粒子が撮
影される。

【００１３】本発明の造粒装置は、前記のような構成の
撮影装置１０を備えているので、造粒中の粉粒体の形状
や粒径等をカラーモニター１５にて観察が可能であり、
しかも撮影された画像にもとづく画像処理を行なうこと
によって正確な粒径（個々の粒子の粒径や平均粒径等）
の測定が可能であり又形状も不定形、楕円形、球形等の
分類や真円度その他正確で詳細な形状分析が可能であ
る。

【００１４】しかも、撮影装置１０が前記のような構成
であるため、パージエアーの供給により撮影しようとす
る部分への乾燥した一定温度のエアーを供給して湿気に
より観察しにくい雰囲気を観察可能な状態に変化させる
ため明瞭な観察、撮影が可能になる。特に撮影装置１０
の先端部１１の湿気による曇りや粉体等の付着を完全に
防止し得るので良好な撮影が可能になる。更にパージエ
アーにより撮影可能な範囲に存在する粒体を互いに離す
ことにより個々の粒体が比較的分離した状況にての撮影
が可能となり、又高速ストロボ装置における瞬時の撮影
により静止画像としてとらえることが出来、これによっ
て画像処理が容易になり、粒径、粒子形状、粒度分布等
の正確な分析が簡単に行ない得る。尚パージエアーの温
度は、撮影装置の先端部１１の周辺が常に乾燥した状態
におかれて曇ることなく又粉体の付着がない温度で更に
造粒等の操作に影響を与えることのない温度が望まし
く、４０℃〜６０℃が適している。

【００１５】図３は、本発明の他の第２の実施例を示す
図で、造粒槽等は、図１と基本的に同じであるが、撮影
装置の配置位置特に撮影装置の先端部１１の配置位置の
異なる例である。この図３の実施例では、原料が流動化
して粒子が上昇した部分を上方より撮影するようにした
もので、特に上方に吹き上げられて粒子が分散した状態
に撮影が可能になるようにしたものである。尚撮影装置
の具体的構成も図１，図２に示すものと同じである。

【００１６】上記のように、この実施例は、粒子が分散
した状態における撮影が可能でありしかもパージエアー
の吹き付けにより各粒子を更に分離して撮影出来、した
がって画像処理が一層容易になる。

【００１７】以上述べたように、本発明は、湿った雰囲
気での撮影しにくい個所での撮影を可能にするために加
熱されたパージエアーにより撮影すべき部分の乾燥等と
撮影装置先端部の乾燥や付着物の除去により鮮明な画像
での撮影を行ない得るようにしたものである。それに加
えて、撮影装置先端部の設置個所を自由に選択出来るた
めに原料の粒子が比較的分散する個所に設置し、更にパ
ージエアーによって各粒子が一層分離した状態での撮影
が可能になる。そのため図１の実施例では造粒槽の壁面
で粒子が比較的分散する個所に、また図３の実施例で
は、前述のように粒子が吹き上げられて分散している個
所に設置してある。

【００１８】しかし、本発明で用いている撮影装置の先
端部は、極めて小さくいかなる個所への設置も可能であ
るため、観察や分析内容に応じて最も適した位置に配置
することが可能である。

【００１９】以上述べた本発明の造粒装置を用いての造
粒方法について述べる。まず造粒槽１内に原料を投入
し、スプレーガン５よりバインダー液を噴霧し、送風口
４より送風し、スリット板２を回転させて造粒を行な
う。ここで送風口４よりの流速により原料は空気流の加
わった旋回流による転動造粒又は流動化された流動層造
粒が行なわれる。このようにして進行する造粒操作を、
前記の撮影装置１０により撮影又モニター１５により観
察し、粒子形状や粒子径の測定結果にもとづいて造粒操
作が正しく進行するようにスプレーガンよりの噴霧液量
等をコントロールし、造粒終了の確認により造粒操作を
停止する。この場合撮像装置により得られた画像のデー
ターにもとづき画像処理を行ない、上記のような制御を
自動的に行なうことも出来る。例えば画像処理を行なっ
て得られた粒子形状や粒子径にもとづいて加液ポンプの
停止によりバインダー液の噴霧の停止や粒子径等と造粒
条件との関係にもとづくプログラムを設定し、このプロ
グラムに追従するように加液量の調整によるバインダー
液の噴霧量の調整、撹拌羽根の回転速度の調整、送風量
のコントロールによる粉体層高の制御を行なって自動的
に造粒操作を進行させ停止させることも出来る。

【００２０】以上述べたように、本発明の主目的は、造
粒中の粒子形状、粒径等の観察や画像処理による分析に
あるが、分析結果の利用に関しては、他のデータと組み
合わせることにより、各種の造粒を適切に行なうことが
可能になる。

【００２１】前記の実施例の造粒装置には、いずれも水
分計を設置し水分量の検出および造粒中水分量のコント
ロールを行ない得るようにしている。これと前記の粒子
の撮影および画像処理のデータとによって、次に述べる
ような従来行なわれなかった造粒が可能になる。

【００２２】まず、造粒開始からの粒子径の変化を撮影
装置を用いて撮影した画像により観察し、粒径が所定の
値に達した時点での水分量を水分計で測定し、以後水分
量が前記の測定した水分量になるようにスプレーガン５
よりの加湿と下方よりの送風量等のコントロールを水分
計よりの値をもとに行なう。これによって一定水分量で
の造粒が続けられる。これと同時に所定時間間隔にて前
記撮影装置を用いて撮影して静止画像を得るようにす
る。この画像をもとに各粒子の形状を求め所定の形状に
達したところで造粒操作を中止すれば、所定水分量の所
定の粒径、嵩密度での所望の形状の造粒物を得ることが
出来る。

【００２３】以上のように水分量を一定に保っての粒子
造粒は、粒子径を一定に保っての造粒が目的で行なわれ
るものである。つまり粒子径を一定に保った上で造粒を
続けることによって前述のように粒子形状がより球形の
ものを得ることが出来、更に一層粒子径が一定であって
一層嵩密度の高い粒子を得ることが出来る。従来は、造
粒中の粒子の形状等を正確に把握出来ないために、水分
量と粒子径との相関にもとづいて、水分量を一定に保つ
ことが粒子径を一定に保つことにつながるとの認識にも
とづいて水分量を一定に保っての造粒が行なわれてい
た。

【００２４】上述のように、本発明の装置における撮影
装置により得られた粒子径によりまず正確な粒子系を把
握した後に、この粒子径が保たれるために水分量を一定
に保っての造粒を行なうことが、造粒過程のすべてを水
分量の測定にもとづく制御よりもより正確な制御を行な
い得る。したがって、一定の粒子径に達した後も撮影装
置による直接の粒子径測定にもとづいて粒子径を一定に
保った造粒を行なうことは効果的である。

【００２５】更に水分量を一定に保っての造粒を行ない
ながら、撮影装置を用いての画像処理等により粒子径を
測定すれば一層微妙なコントロールによる正確な粒子径
のコントロールが可能になる。

【００２６】以上のことから、本発明の装置を用いての
一定の粒子径でのより真球度の高い又より嵩密度の高い
造粒方法としては、撮影装置による粒子径の測定により
粒子径が所定値に達した後は、次のような制御になる。
その１として水分量を一定に保つことによる粒子径を一
定にする制御、その２として画像にもとづく粒子径が一
定になるようにする制御、その３として水分量が一定に
なるようにしながら更に画像にもとづく粒子径の測定に
より微小な調整を行なっての制御である。

【００２７】又造粒開始から所定の粒子径になるまでの
工程として、赤外線水分計による水分量の検出により、
所定粒子径に対応する水分量よりは若干少ない水分量
（所定粒子径より僅かに小さい径）までを求め、その後
所定の粒子径になるまでを画像により定めてもよい。

【００２８】一般に造粒が行なわれる場合、造粒開始か
ら次第に水分量が増大する。前述のように水分計を用い
ることによって水分量が一定の状態を保っての造粒が可
能である。しかも水分量と平均粒子径とは一定の相関が
あり、水分量を一定に保つことにより粒子径等も一定に
保つことが出来る。この場合、粒子の形状は造粒初期に
おいては、不定形なものが多く、次第に楕円形になり更
に円形に近づき遂にその多くが真円になる。つまり真円
度が増大する。したがって所定形状の時に造粒を停止す
ることによって必要とする形状の造粒物を得ることが出
来る。

【００２９】従来、この形状のコントロールは、所定水
分量に達した後の造粒時間の設定によって行なわれてい
る。この時間の決定は、造粒実験を行ない、各造粒時間
に中止して粒径の測定を行なうという面倒な操作を繰り
返し行なうことにより求められていた。

【００３０】しかしながら、水分量により粒子径等をコ
ントロールする場合必ずしも正確なコントロールは出来
ない。しかも造粒条件の僅かなずれによって、造粒時間
に応じた粒子形状の変化が多少異なるため、ほぼ予定し
た形状のものが得られるものの、満足な結果が得られる
とは云えない。また出来る限り真円に近いものを得よう
とする場合は、造粒時間を出来る限り長くすることによ
って所望のものが得られるが、不必要に造粒時間を長く
することになり、能率上好ましくない。そのため真円に
なるまでの時間を定めて造粒を行なうが、同様に造粒条
件の変化等により十分に満足な結果が得られるとは限ら
ない。

【００３１】更に水分量を一定にしての造粒において、
造粒時間に応じて粒度分布が次第にシャープな形状を描
くことが知られている。つまり平均粒子径を中心とした
ばらつきは造粒時間に応じて少なくなることが知られて
いる。したがって粒子径において歩留りのよい時に造粒
操作を停止することが望ましい。この場合も、比較的造
粒時間が短く、しかも歩留りのよい造粒時間を設定して
造粒が行なわれる。しかし粒子の形状の場合と同様に十
分に満足する結果が得られているとは云えない。

【００３２】上記の実施例の装置を用いることにより、
撮影装置１０により撮影および画像処理によって、粒度
分布の状況およびその変化が、造粒操作を行ないながら
検知出来るので、所定の粒度分布の時の造粒停止が可能
である。

【００３３】しかも、所定の粒子径になるまでは、画像
を観察し、粒子径の測定を行なうため、所定の粒子径に
達したか否かを水分量の測定にもとづく推定ではなく、
得られた画像にもとづく実際の測定値をもとにするため
正確に設定し得る。更に所定の粒径になった後は、水分
量のコントロールにより粒子径を一定にコントロール
し、一方画像により形状の観察を行なうので、粒子径の
コントロールが容易である。

【００３４】以上の実施例は、回転するスリット板上で
のエアーを供給しながら原料を転動させるいわば転動造
粒の場合について述べたが、スリット板の回転のみの転
動造粒方法や、スリット板の回転を停止した状態での流
動層造粒方法にも適用出来る。又撹拌羽根による撹拌を
加えてもよい。

【００３５】更にスプレーガンよりのコーティング液の
供給による流動層でのコーティング方法や他のコーティ
ング方法にも適用できる。

【００３６】即ち、コーティングの際に、前記実施例の
中の撮像装置を用い又そのデーターにもとづく画像処理
の粒度分布、膜厚、凝集の度合い、色むら、粒子表面の
平滑度等の評価を行ない、評価結果によりコーティング
の際の諸条件を制御して所望の良好なコーティングを行
なうことが出来る。

【００３７】例えば膜厚の制御においては、照明方法を
工夫することによりコーティングされた透明な膜の部分
と核粒子の部分との明度や透過率等の差を求め膜厚を測
定出来る。

【００３８】又、予め核粒子の粒度分布を測定し、コー
ティングの進行による粒度分布の変化を検出することに
より膜厚および膜厚の変化を測定し得る。つまり核粒子
の粒度分布とコーティングが進行した時点での粒度分布
の差から粒子径の変化（増加）を求める。ここで凝集の
ない粒子のみを選択して測定すれば、前記の粒子径の増
加が膜厚の増加となる。

【００３９】以上例示した方法により測定された膜厚が
所定の値になった時にコーティング操作を停止すればよ
い。

【００４０】更に凝集の割合を検出することによりコー
ティング液の量をコントロールし又乾燥速度のコントロ
ールにより粒子の凝集を防ぐことが出来る。

【００４１】又明度の違い等にもとづいてコーティング
操作における色むら等の検出が可能になる。

【００４２】図２は、撮像装置１０の先端部１１の例を
示す拡大図で、レンズＬおよびそれにより形成される像
を伝送する光ファイバーや照明光を伝送する光ファイバ
ー２２よりなる光ファイバースコープを構成し、そのカ
バーよりなり、カバーにはパージエアー供給口１６と温
度センサーが取付けられている。又カバーの先端面は、
パージエアー噴射口を兼ねた撮影のための開口１８を有
している。つまり開口１８を通して撮影が行なわれると
共にパージエアー供給口よりのエアーは、カバーとファ
イバーとの間を通って開口１８より噴射される。

【００４３】図４は、本発明の他の第３の実施例で、第
２の実施例同様に撮影装置の先端部を造粒槽上部に設置
した例で、粒子が比較的分散した状態での撮影が可能で
ある。

【００４４】図５は、本発明の第４の実施例を示す図
で、ＣＣＤカメラ部１３も造粒槽内部に配置した例で、
同様に上方より粒子が比較的分散した状態での撮影が可
能である。

【００４５】図６は、本発明の第５の実施例を示す図
で、造粒槽１に粉粒体の流路（粒子分散管）３５を形成
し、その上部に撮影装置の先端部１１を又下部にはエア
ー供給口３６を設けたものである。この第５の実施例に
おいては、エアー供給口３６よりのエアーにより造粒槽
１内の粉粒体を吸引して粉粒体を矢印のように分散させ
ながら移動し撮影装置にて撮影するようにした。この実
施例においては、造粒中の粉粒体から分離ししかも十分
に分散させることが可能であるため個々の粒子の形状、
径を測定し得る。

【００４６】図７，図８は夫々第６，第７の実施例で、
造粒槽１内に粒子分散管３５を設けたもので、同様に粒
子分散管の下部にエアー供給口３６を又上部付近には撮
影装置の先端部１１を設けたものである。

【００４７】図９は他のコーティング装置つまり、パン
コーティング装置に本発明を適用した実施例８を示す図
で、（Ａ）は回転軸３７に沿った断面図、（Ｂ）はそれ
に垂直な断面図である。

【００４８】この実施例では従来のパンコーティング装
置のコーティングパンを回転させる回転軸に図１等に示
す撮影装置の先端部１１を取付けたものである。

【００４９】この実施例においても、コーティング中の
粒子を観察、計測し、それにもとづき錠剤の膜厚、表面
状態（平滑度等）、疑集の有無、色むら等の評価を行な
う。それと共にコーティング液量、ドラムの回転数、空
気量、熱風温度を制御出来る。又水分計を設け一定水分
に制御し、最良な状態でのコーティングを行なうことも
出来る。

【００５０】実施例では撮影装置としてファイバースコ
ープを用いたが、レンズによる画像の伝達する方法や先
端部内にＣＣＤを配置して電気信号をケーブルにより送
り画像を得るようにしてもよい。更に高速ストロボ装置
の代りにレーザー発光装置を用いることも可能である。

【００５１】

【発明の効果】本発明の装置は、造粒、コーティング等
の操作中に粒子等を分離しての観察や撮影が可能であっ
て、したがって操作中の粒子の形状や粒子径等を正確に
把握出来、これを利用して所望の造粒やコーティングそ
の他を行なうことが出来る。更に得られた画像情報にも
とづく制御が可能になり、良好な造粒、コーティング等
を行ない得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の全体の構成を示す
図

【図２】 本発明の第１の実施例の撮影装置の先端部
の断面図

【図３】 本発明の第２の実施例の装置の断面図

【図４】 本発明の第３の実施例の装置の断面図

【図５】 本発明の第４の実施例の装置の断面図

【図６】 本発明の第５の実施例の装置の断面図

【図７】 本発明の第６の実施例の装置の断面図

【図８】 本発明の第７の実施例の装置の断面図

【図９】 本発明の第８の実施例の装置の断面図

【符号の説明】

１ 造粒槽 ２ スリット板 ３ 撹拌羽根 ４ 送風口 ５ スプレーガン ６ 製品排出口 ７ 水分計 １０ 撮影装置 １２ 光ファイバースコープ １７ バージエア供給口 ２３ ストロボ光源部 ３５ 粒子分散管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 信治 大阪府大阪市城東区中央２丁目２番30号 不二パウダル株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−285363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 2/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 造粒、コーティング等の操作を行なう
   装置で、それぞれの先端部が一体に構成され該先端部の
   少なくとも端面が原料粒体の近傍に位置するように配置
   された撮影装置および高速ストロボ装置を備え、前記の
   先端部に設けられた熱風供給口とを有し、口よりの熱風
   の供給により先端部並びにその近傍の温度を所定の温度
   とし又その近傍の粒体を分散させた上で高速ストロボを
   発生させて撮影を行なうようにして造粒、コーティング
   操作を行なう装置。
2. 【請求項２】 前記先端部に更に温度センサーを設
   け、前記温度センサーの検出値にもとづいて熱風の供給
   量や温度をコントロールすることによって、先端部並び
   にその近傍の温度を所定の温度に保つようにした請求項
   １の装置。
3. 【請求項３】 請求項１の装置において、前記撮影装
   置により得られた画像をもとに粒体の形状、粒径等の変
   化を観察又は粒度分布の測定を行ない所望の粒体の形
   状、粒径又は粒度分布に達した時に操作を停止するよう
   にした造粒、コーティング方法。
4. 【請求項４】 更に水分計を備えた請求項１の造粒、
   コーティングを行なう装置。
5. 【請求項５】 請求項４の装置において、前記撮影装
   置にて撮影した画像にもとづき平均粒子径が所定値に達
   した時の水分量を水分計にて測定し、前記水分量を一定
   に保つようにコントロールして前記の測定された一定の
   水分量を保持しながら更に撮影を行ない粒子の形状が所
   望になった時点で操作を停止するようにした造粒、コー
   ティング方法。
6. 【請求項６】 請求項４の装置において、前記撮影装
   置にて撮影した画像にもとづき平均粒子径が所定値に達
   した時の水分量を水分計にて測定し、前記、水分量を一
   定に保つようにコントロールして前記の測定された一定
   の水分量を保持しながら撮影を行ない、この撮影データ
   にもとづく画像処理により粒体の粒度分布を求め所定の
   分布に達した時点で操作を停止するようにした造粒、コ
   ーティング方法。