JP3890171B2 - 遠心転動造粒装置およびそれを用いた粉粒体処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体の造粒処理技術に関し、特に、遠心転動造粒装置により医薬品や食料品などの球形粒子を造粒する場合に有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉体の造粒装置には多くの種類があり、そこでは、転動造粒法や撹拌造粒法、押出造粒法、破砕造粒法、流動層造粒法など、種々の方法により造粒処理が行われている。これらの造粒法のうち、球形あるいは球形に近い顆粒を得るためには、粉体を転動させつつ造粒する転動造粒法が最も適しており、それを実行する転動造粒装置には大別して次の２型式が存在する。すなわち、ドラム型あるいは傾斜パン型、傾斜円錐型等の容器本体を回転させる型式と、例えば、特公昭４６−１０８７８号公報や特公昭４６−２２５４４号公報の装置のように、円筒型容器の底部に回転皿を配設してその上で粉粒体を転動させる型式とが存在する。
【０００３】
この場合、容器を回転させる型式のものは、主として鉱石や肥料等の造粒に用いられ、そこでは比較的大きく、粒度分布の広い粒子が生成される。一方、回転皿を用いたものは遠心転動造粒装置（以下、ＣＦ装置と略記する）とも呼ばれ、粒子に回転皿の回転による遠心力を付与して球形造粒を行っている。このため、この型式の装置では、粒度分布の狭い小さな造粒物を得ることができ、一般に医薬品や食品等の分野において使用されている。
【０００４】
ここで、円筒容器と回転皿の組み合わせからなるＣＦ装置では、円筒容器の内壁と回転皿の外縁部との間に、円環状の狭いスリットが形成されている。この場合、前記スリットは、容器内の粒子が回転皿から落下するの防止するため幅狭に形成されており、さらに、そこには下方から上に向かって空気を送給できるようになっている。そして、ＣＦ装置では、このスリットに空気を送給しつつ回転皿を回転させることにより、回転皿上の粒子を遠心力を利用して転動させ球形造粒を行っている。
【０００５】
ところが、このようなＣＦ装置では、回転皿の周囲に形成されたスリットの幅が狭いため、スリットを通過する空気（スリットエア）の流量が小さく、生成粒子の乾燥にはほとんど寄与しない。このため、ＣＦ装置自体は乾燥能力に乏しく、生成された球形粒子は他の乾燥装置に移されて乾燥処理される。すなわち、生成粒子をＣＦ装置から取り出し、それを別途流動層装置等により乾燥させて製品化している。従って、球形粒子は得られるものの生産性の点で問題があり、その改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、特公昭６１−８７３６号公報や特開昭６２−６５７２９号公報、特開昭５９−４９８３８号公報等のように、円筒容器と回転皿を組み合わせた転動造粒装置において、乾燥機能を付与したものが開発され、現在では多機能型の造粒コーティング装置として市販されている。例えば、フロイント産業株式会社製のスパイラフロー（商品名）などはその一例であり、そこでは、回転皿に通気部を設け、この通気部の下方から空気を導入して乾燥処理を同一装置内にて実行できるようにしている。すなわち、かかる多機能型の装置では、造粒と並行して、あるいは造粒終了後に、前記通気部等から空気を送給して造粒物を乾燥させることができることになる。従って、そこでは生成物を他の乾燥装置に移送して乾燥する必要がなく、その分生産性の向上を図ることが可能となっている。
【０００７】
一方、このような通気部を形成した装置の他にも、例えば特開昭６１−２４２６２８号公報のように、円筒容器と回転皿との間のスリット幅を広く取り、スリットエアの流量を増加させるようにしたものも提案されている。この場合、かかる装置ではスリット幅の拡大に伴い、スリットから粉体が落下し易くなるため、スリット部には粉体の落下防止機構が別途設けられている。そして、当該装置では、この機構により粉体の落下を防止しつつ、増量されたスリットエアにより乾燥能力の向上が図られている。なお、前述の多機能型の装置においても、スリットエアの増量により乾燥能力を向上できるようになっているものもある。
【０００８】
また、これらの装置ではさらに、通気部からのエアやスリットエアの増量により容器内に流動層を形成することもでき、これにより、重質の球形粒子から不定形の軽質粒子まで、種々の形態の粒子を造粒することが可能となっている。さらに、前述の装置は粒子のコーティングにも利用でき、種々の造粒コーティング処理を行える多機能の装置として広く活用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、真球度が良好で、かつ粒度分布が狭い球形粒子の製造においては、このような多機能型の装置によって得られる造粒物の物性が、乾燥機能を有しないＣＦ装置のそれに及ばないことが発明者らの調査により判明した。特に近時では、粒度が小さく、粒度分布の狭い球形粒子が製剤上要求されるようになって来ており、かかる造粒物は前述のような多機能型の装置では対応できず、その改善が求められていた。
【００１０】
この場合、前述の多機能型装置では、通気部等を通過する空気により粉粒体が浮力を受け、粒子が充分な転動作用と圧縮作用を受けないため、造粒物の物性が向上しないものと推測される。ところが、これを避けるため流通空気量を減少させると、通気部等から粉粒体の落下を防止できない。従って、ある程度以上の空気流通量は確保せざるを得ず、乾燥機能を有しないＣＦ装置よりも造粒物の物性低下は避けられない。
【００１１】
一方、乾燥機能を有しない従来のＣＦ装置では、得られる造粒物の物性は良好であるものの、乾燥機能がなく、前述のように他の乾燥装置に移送する手間がかかり、生産性の問題が解決されない。
【００１２】
なお、特公昭４６−１０８７８号公報の第５図や、特公昭４６−２２５４４号公報の第２図、第３図には、遠心転動造粒装置の上部空間に空気吹込口を設けた装置が提案されているが、これらの装置のように回転皿から離れた位置に空気の吹込口を設けても造粒物の乾燥にはほとんど寄与せず、実用化されるには至っていない。
【００１３】
本発明の目的は、粒度が小さくて粒度分布の幅が狭く、かつ真球度の高い球形粒子を単一装置内にて効率良く製造し得る造粒装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の遠心転動造粒装置は、少なくとも粉粒体との接粉部の水平断面が円形に形成された固定壁と、前記固定壁の内側に所定間隔の間隙をおいて設けられ、回転駆動手段によって水平方向に回転する回転皿と、前記回転皿の上方に前記回転皿と近接して配設され、前記回転皿の上面側に対し気体を供給する給気手段とを有し、前記給気手段は、前記回転皿に近接した下方位置と前記下方位置よりも前記回転皿から離れた上方位置との間で上下方向に移動可能に配設されてなることを特徴としている。
【００１５】
これにより、本発明の遠心転動造粒装置では、従来の遠心転動造粒装置装置と同様に、粒子径が小さく、粒度分布の狭い重質の球形粒子を造粒することができる上に、造粒処理後の生成物を同一装置内にて乾燥処理を行うことが可能となる。従って、生成物を他の装置に移送して乾燥処理を行う必要がなく、生産性の向上が図られる。
【００１６】
この場合、前記給気手段が、前記回転皿の中央部上方から前記回転皿に対して気体を供給するようにしても良い。また、前記給気手段を、円柱状の直管部と、前記円柱状の直管部と連通して前記直管部の下に配設され、その下端部側が拡径して円錐状に形成された給気口とを有する構成としても良い。さらに、前記給気手段が、前記回転皿の周辺部上方から前記回転皿に対して気体を供給するようにしても良い。
【００１７】
さらに、前記給気手段を、少なくともその一部が前記粉粒体の粒子層中に進入した状態で配設するようにしても良く、これにより粒子層中に気体が導入され、造粒物が流動状態となり、その乾燥がより効率良く実行される。
【００１８】
また、前記回転皿は、その周辺部が中心に向かって下向きに傾斜した垂直断面を有する構成としても良く、前記回転皿の中心部分に隆起部を設けても良い。さらに、前記固定壁と前記回転皿との間に形成された前記間隙に対し、その下方から上方に向かって気体を供給するようにしても良い。
【００１９】
一方、本発明の粉粒体処理方法は、少なくとも粉粒体との接粉部の水平断面が円形に形成された固定壁と、前記固定壁の内側に所定間隔の間隙をおいて設けられ、回転駆動手段によって水平方向に回転する回転皿と、前記回転皿の上方に前記回転皿に近接した下方位置と前記下方位置よりも前記回転皿から離れた上方位置との間で上下方向に移動可能に配設され、前記回転皿の上面側に対し気体を供給する給気手段とを有する遠心転動造粒装置に粉粒体を仕込み、前記隙間の下方から上方に向かって気体を供給しつつ前記回転皿を回転し、溶剤、溶液、分散液または溶融液の少なくとも何れか一種を供給して前記粉粒体を造粒またはコーティングし、前記給気手段から気体を供給して前記粉粒体の造粒物を乾燥させることを特徴としている。
【００２０】
この場合、前記給気手段から気体を供給し、前記粉粒体の造粒物を乾燥させるようにしても良く、また、前記遠心転動造粒装置に対し、さらに粉体を供給しても良い。
【００２１】
加えて、前記給気手段を前記上方位置に配置した状態で造粒工程またはコーティング工程の少なくとも一工程を実施し、前記給気手段を前記下方位置に配置した状態で乾燥工程を実施するようにしても良い。
【００２２】
また、前記給気手段を、前記回転皿に近接した下方位置に配置した状態で造粒工程またはコーティング工程の少なくとも一工程を実施するようにしても良い。
【００２３】
さらに、前記給気手段を、前記回転皿に近接した下方位置に配置した状態で乾燥工程を実施するようにしても良い。
【００２４】
また、前記造粒工程においては、前記給気手段からの空気の供給を停止させても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１である遠心転動造粒コーティング装置の構成を示す断面図である。
【００２６】
図１に示したように、本実施の形態による遠心転動造粒コーティング装置（以下、ＣＦ装置と称する）１は、粉粒体２を遠心転動させて造粒したり、コーティング層を形成したりする装置である。このＣＦ装置１では、粉粒体２にバインダー液や粉体を所定速度で添加し、粉粒体を芯として、あるいは粉体同士を結合させて球形顆粒などの造粒処理が行われる。また、そこでは球形顆粒等を遠心転動させつつ粉体やバインダー液を加えることにより、顆粒等の上にコーティング層を形成することもできるようになっている。
【００２７】
このようなＣＦ装置１は、装置上部に位置する遠心転動部３と、その下部に位置する回転駆動部４から構成されている。遠心転動部３には、投入された粉粒体２を遠心転動させて造粒コーティング処理を行う遠心転動室６が形成されている。遠心転動室６は、ＣＦ装置１のハウジングをなす円筒状の固定壁７と、粉粒体２を遠心転動させ遠心転動室６の実質的な底部となる回転皿５とから構成される。なお、遠心転動室６の上部は開放状態となっていても良いが、外部と連通する必要のある部分以外を密閉状態とすることも可能である。
【００２８】
固定壁７は、粉粒体２との接粉部７ａの水平断面が円形になっており、回転皿５と固定壁７の内壁との間には所定間隔の間隙１２が形成されている。ここで接粉部７ａの水平断面を円形とするのは、遠心転動する粉粒体の運動を円滑にし、デッドスペースを作らないためである。従って、ここでは固定壁７が遠心転動部３の全高に亘って同様の円形水平断面を持つ形態となっているが、接粉部７ａ以外の部分の断面形状は円形には限定されない。つまり、固定壁７は、円錐状や球状であっても良く、その一部が円形断面の接粉部７ａを構成する形でも良い。
【００２９】
なお、固定壁７の材質には特に制限はないが、ステンレス、鉄、軽合金、強化プラスチック等、種々の素材を使用することが可能である。また、接粉部７ａの一部または全部にフッ素樹脂やポリエーテルなどの非付着性樹脂のライニングを施しても良い。さらに、後述する回転皿５の中央部５ａや傾斜部５ｂにも非付着性樹脂のライニングを施しても良く、これらのライニングにより、造粒物やコーティング処理物が接粉部７ａや回転皿５に付着するのを防止できる。
【００３０】
遠心転動室６内の回転皿５の中央上方には、給気装置（給気手段）２１が設けられている。図２は、給気装置２１の配設状態を示す説明図であり、遠心転動室６の天井部分を省略して給気装置２１を上部から見た状態を示している。この給気装置２１は、ストレートの円筒形に形成された直管部２５と、直管部２５の下側に配設された傘状の給気口２３とから構成されている。直管部２５と給気口２３とは内部で連通しており、直管部２５はＣＦ装置１外に設けられたブロア等の図示しない送風手段と接続されている。
【００３１】
給気装置２１は、図示しない駆動手段によって遠心転動室６内を上下方向に移動可能な状態で取り付けられている。そして、図１中に一点鎖線にて示した上方位置Ｈと実線にて示した下方位置Ｌとの間を移動できるようになっている。但し、給気装置２１を固定構造とすることも勿論可能である。
【００３２】
また、直管部２５の下端には、下側が拡径した円錐状の給気口２３が取り付けられている。この給気口２３は、給気装置２１を下方位置Ｌに降ろしたとき、その下端部にて回転皿５を傘状に覆うよう構成されている。そして、この給気口２３の開口部２３ａから、回転皿５の上面側に対し広く乾燥エア２２を供給できるようになっている。そして、給気口２３の下端周縁２３ｂと回転皿５との間の間隙から乾燥エア２２が噴出する。これにより、遠心転動室６内にて造粒物が流動する形となり、その乾燥が促進される。すなわち、当該ＣＦ装置１では、この乾燥エア２２により生成された造粒物を乾燥させることが可能になっており、単一装置内において造粒処理から乾燥処理まで実施できるようになっている。
【００３３】
遠心転動室６の上方からはさらに、回転皿５に粉粒体２を供給する供給管９がその投入口９ａを回転皿５に臨ませて設けられている。また、図示しないタンクに貯蔵させたバインダー液や粉体を粉粒体２上に噴霧するためのスプレーノズル１５も設けられている。この場合、スプレーノズル１５として、二流体ないし三流体構造のノズルを用いることもできる。スプレーノズル１５の位置は、図示したように粉粒体層の上方にあっても、また側方から粉粒体層中にスプレーするように設置しても良く、その他どのような位置であっても、粉粒体にスプレー液を供給するという目的が達成されれば良い。
【００３４】
回転皿５は、中心側に位置する平面上の中央部５ａと、この中央部５ａの外側において中心に向かって下向き直線状に傾斜した傾斜部５ｂとから形成されている。当該ＣＦ装置１では、回転皿５の垂直断面は、傾斜部５ｂの水平方向の寸法（Ｐ）が、回転皿５の直径（Ｄ）に対してＰ≧０. ２５Ｄ（好ましくは、０. ４Ｄ≧Ｐ≧０. ２５Ｄ）の関係を有するように構成されている。また、傾斜部５ｂの中央部５ａからの高さ（Ｈ）は、直径（Ｄ）に対して０. １Ｄ≦Ｈ≦０. ３３Ｄ（好ましくは、０. １Ｄ≦Ｈ≦０. ２５Ｄ）の範囲にある。これにより当該ＣＦ装置１では回転皿５の遠心力が充分に有効利用され、粉粒体２が傾斜部５ｂ上にて効果的に遠心転動されることになる。
【００３５】
回転皿５の中央部５ａの中心には円錐状の隆起部８が形成されており、これにより回転皿５はその歪みが防止されて強度が確保される。また、この隆起部８により、回転皿５の中央付近にある粉粒体２を遠心転動作用が行われる傾斜部５ｂに積極的に移動させるようにもなっている。
【００３６】
固定壁７の内壁部のうち、遠心転動時における粉粒体２が接触する部分、すなわち接粉部７ａは、回転皿５の中央部５ａに対して実質的に垂直に形成されている。これにより、回転皿５上にて遠心転動する粉粒体２は、余分な抵抗を受けることなく接粉部７ａに沿って上方に押し上げられる。
【００３７】
固定壁７の下部側には、回転皿５と固定壁７との間の間隙１２を流通するスリットエア１０を、回転皿５の下側に形成された流体室１１に取り入れるエア供給ポート７ｂが開設されている。ここから取り入れられた空気は、流体室１１から環状の間隙１２を通るスリットエア１０となって遠心転動室６内に導入される。この場合、前記間隙１２は、スリットエア１０を下方から送入したときに、遠心転動室６内の粉粒体２がそこから落下しない程度の幅に形成されている。従って、間隙１２にスリットエア１０を流通させることにより、間隙１２から粉粒体２が落下することが防止され、遠心転動室６に粉粒体２を仕込んだとき、この粉粒体２が回転皿５によって全て載支される形となる。
【００３８】
なお、図３に示したように、固定壁７内部にテーパー状の凸部３１を設けると共に、回転皿５を上下可動に設置し、間隙１２の幅を変えられるようにしてスリットエア１０の量を調整できるようにしても良い。
【００３９】
一方、回転駆動部４には、回転皿５を回転させるモータ（回転駆動手段）１３が、ケーシング１４内に収容されて設けられている。このモータ１３はのシャフト１３ａは回転皿５の回転中心軸に固定され、これによって回転皿５が水平方向に回転されるようになっている。
【００４０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。当該ＣＦ装置１では、給気装置２１を上方位置Ｈに引き上げた上で造粒処理を行い、造粒工程終了後に給気装置２１を下方位置Ｌまで下げ、引き続いて乾燥処理を行う。
【００４１】
そこで、まず造粒工程においては、給気装置２１を上方位置Ｈに配置した状態で給気を停止させ、遠心転動室６内の回転皿５上に被処理原料である粉粒体２を供給管９の投入口９ａから所定量投入する。この際、原料に用いる粉粒体は、粉体であっても、また核となる粒体であっても良い。なお、造粒条件によっては、給気装置２１を下方位置Ｌに配置した状態で給気装置２１から給気しつつ造粒またはコーティング処理を行っても良い。
【００４２】
そして、間隙１２からスリットエア１０を流通させつつ、モータ１３によって回転皿５を回転させ、回転皿５上にて粉粒体２を遠心転動させる。この場合の回転皿５の回転速度は任意であるが、通常は３０〜３００ＲＰＭである。
【００４３】
また、粉体同士あるいは核粒子上に粉体を付着させるため、スプレーノズル１５から溶剤またはバインダー液を溶解した溶液、エマルジョンや懸濁液のような分散液、場合によっては溶融液を遠心転動室６内に噴霧する。この溶剤や溶液は、粉粒体の物性や所望の造粒物に応じて一方だけとしても良く、造粒の進行段階に応じて一方から他方に変更しても良い。溶液を用いる場合には、粉粒体と同一成分の物質を溶質とするのが通常であるが、他の物質を用いても良い。また、必要に応じて造粒工程中に粉体を供給しても良い。
【００４４】
これにより、遠心転動室６内の回転皿５の上では粉粒体２が遠心転動され、その状態の粉粒体２に対しバインダー液や粉体が供給される。従って、粉粒体２が遠心転動されて球形造粒される。
【００４５】
前記の球形造粒に引き続いて、あるいは、別途製造した球形粒子を本発明の装置に仕込み、その上に薬剤や溶出制御層をコーティングすることもできる。また、球形粒子だけでなく、不定形粒子や粉体の上に薬剤や溶出制御層をコーティングすることもできる。
【００４６】
造粒粒子が所望の粒径に達したところで溶剤や溶液の供給を停止して造粒処理を終了する。この際、当該装置１は従来の単機能型のＣＦ装置と全く同様の造粒工程を採るため、粒子径が小さく、粒度分布の狭い球形粒子を造粒することができる。但し、大きな球形粒子の製造をも行い得ることは言うまでもない。また、操作条件によっては球形粒子だけでなく、不定形粒子や、楕円球や碁石状など真球形ではないが一定の疑似球状形態を有する偏球状粒子や団粒状粒子を製造することも可能である。
【００４７】
このように造粒工程が終了した後、造粒物の乾燥処理が実施される。従来のＣＦ装置では、装置の乾燥能力が乏しいため、乾燥処理は他の装置に造粒物を移送して行われていた。これに対し当該ＣＦ装置１では、従来の装置と同様の真球性、粒度を有する造粒物を造粒可能でありながら、同一装置内にて乾燥処理まで実施できるようになっている。
【００４８】
すなわち、造粒工程終了後、先に上方位置Ｈに引き上げられていた給気装置２１からの給気を開始し、それを徐々に下方位置Ｌまで移動させる。そして、給気装置２１から回転皿５上の造粒物層内に乾燥エア２２を導入し流動状態とする。これにより、造粒物は乾燥エア２２によって速やかに乾燥され、所望の球形粒子製品が効率良く製造されることになる。この際、前記間隙１２を広げてスリットエア１０を増量し、より乾燥能力の向上を図ることも可能である。
【００４９】
なお、乾燥工程においては、回転皿５は回転状態であっても停止状態であっても良い。また、給気装置２１の下方位置Ｌの高さには特に制限はないが、給気装置２１の少なくとも一部が造粒物の集積層中に進入するようにし、造粒物が乾燥エア２２によって流動ないしはそれに近い状態の上下運動を行うようにするのが好ましい。つまり、当該ＣＦ装置１においても、給気口２３の開口部２３ａ周縁が粒子層中に埋没するような位置に給気装置２１を配置して乾燥効率を向上させるようにするのが望ましい。
【００５０】
このように本発明によるＣＦ装置１では、従来の単機能型のＣＦ装置と全く同様に、粒子径が小さく、粒度分布の狭い重質の球形粒子を造粒することができる上に、それを同一装置内にて乾燥処理を行うことも可能である。従って、単機能型ＣＦ装置での物性を備えた製品を、多機能型の粉粒体処理装置並の生産性で製造することができ、市場のニーズに応えた製品を効率良く製造することが可能となる。
【００５１】
なお、当該装置では、「造粒→乾燥」、「コーティング→乾燥」、「コーティング＋乾燥（コーティングしつつ乾燥する）」、「造粒→コーティング→乾燥」、「造粒→コーティング＋乾燥」などの各種処理パターンが可能である。そして、前述の実施の形態では、このうち「造粒→乾燥」の処理について、給気装置２１を上方位置Ｈに配置して造粒処理を行い、その後下方位置Ｌにて乾燥処理を行う処理形態を示したが、この場合、給気装置２１を下方位置Ｌに配置した状態で造粒処理と乾燥処理の両方を行い、全ての処理を下方位置Ｌにて実施することもできる。
【００５２】
また、前述のように当該装置ではコーティング処理も可能であり、前記処理パターンのうち「コーティング→乾燥」の処理について、造粒処理後の粒子や別途仕込んだ粒子を、給気装置２１を上方位置Ｈに配置してコーティング処理を行い、その後下方位置Ｌにて乾燥処理することもできる。また、給気装置２１を当初から下方位置Ｌに配置し、コーティング処理と乾燥処理を、連続的（「コーティング→乾燥」）または同時進行状態（「コーティング＋乾燥」）にて実行することもできる。
【００５３】
さらに、「造粒→コーティング→乾燥」という一連の処理を、当該装置にて実行することもでき、この際、少なくとも乾燥工程においては給気装置２１を下方位置Ｌに配置して処理を行うが、造粒処理やコーティング処理においては給気装置２１は、上方・下方何れの位置に配置しても良い。すなわち、造粒から乾燥まで全て下方位置Ｌにて処理を行ったり、造粒処理のみ上方位置Ｈにて行ったりすることも可能である。
【００５４】
加えて、「造粒→コーティング＋乾燥」の処理を行うに際しても、少なくともコーティングしつつ乾燥を行う処理工程においては給気装置２１を下方位置Ｌに配置して処理を行うが、造粒処理においては給気装置２１は、上方・下方何れの位置に配置しても良い。
【００５５】
一方、給気装置２１は図１のものには限られず、種々の形態を採ることが可能である。図４〜図１０は、回転皿５の中央上方から乾燥エア２２を供給する構成を有する給気装置２１の第１〜第７変形例である。なお、図４以後の図面においては、装置の主要部のみを示し、図１の装置と共通の部分については記載を省略すると共に、図１の給気装置２１と同様の部材、部品については同一の符号付しその詳細を省略する。
【００５６】
図４の装置は、給気装置２１を直管部２５のみによって形成して遠心転動室６の中央に配置し、傘状の給気口２３を省いたものである。この場合、直管部２５の開口部２５ａが、隆起部８の上方に位置するよう構成される。また、回転皿５も外周部に縁５ｃを立ち上がらせた平板状となっている。
【００５７】
図５の装置は、回転皿５として、図１の回転皿５における中央部５ａを廃し、外縁から隆起部８の基部からに向かって傾斜部５ｂを形成したものを用いている。また、給気装置２１の給気口２３の開き角度も図１のものより大きく形成されている。
【００５８】
図６の装置は、給気装置２１として、下端部が拡径したテーパー状の円筒部材を用いたものである。また、回転皿５としては、傾斜部５ｂが図１のものよりやや急傾斜で深く形成されると共に、隆起部８が省かれた形態のものが使用されている。
【００５９】
図７の装置では、固定壁７として裾が絞られたものが使用され、回転皿５の傾斜部５ｂが固定壁の裾絞り部７ｃと同じ傾斜角に形成されている。この場合、給気装置２１としては、給気口２３に回転皿５の上面をほぼ覆う形でフランジ２４を設けたものが用いられている。
【００６０】
図８の装置では、固定壁７が曲面状に形成されている。この場合、固定壁７の接粉部７ａの水平断面は、球の一断面として円形に形成される。給気装置２１としては図５のものと同様のものが使用される。回転皿５としては、図１の回転皿５の隆起部８を細く尖らせた形態のものが使用され、給気装置２１を下方位置Ｌに降ろしたとき、隆起部８の先端が直管部２５の開口部２５ａの位置に来るようになっている。
【００６１】
図９の装置は、回転皿５として、隆起部８を半球状に形成し、傾斜部５ｂを隆起部８の基部から曲面状に立ち上げ、その後直線的に形成したものを用いている。また、給気装置２１としては、給気口２３の側壁２３ｃが、これまでのものとは逆に回転皿５の傾斜部５ｂに沿って立ち上がっている形態のものが使用されている。この場合、側壁２３ｃの上端縁と直管部２５との間には、舞い上がった造粒物が側壁２３ｃの内側に溜まらないようにカバー２６が取り付けられている。
【００６２】
図１０の装置は、回転皿５として、隆起部８を楕円半球状に形成すると共に、傾斜部５ｂもまた曲面に形成したものを用いている。この際、給気装置２１としては、図１のものにおいて給気口２３の下端周縁２３ｂにフランジ２３ｄを形成したものが用いられている。
【００６３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２として、給気装置２１により回転皿５の周辺部上方から乾燥エア２２を供給する形態のＣＦ装置を説明する。図１１は、本発明の実施の形態２であるＣＦ装置の主要部の構成を示す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上方からの斜視図である。
【００６４】
図１１の装置では、給気装置２１に太筒状の直管部２５が採用されている。ここでは、直管部２５と固定壁７内面との間には間隙２７が形成されており、この間隙２７を乾燥エア２２が流通する。また、図１１（ａ）に示したように、直管部２５の下端には、間隙２７の開口部２７ａが形成される。そして、この開口部２７ａから、回転皿５の周辺部に位置する傾斜部５ｂに対し上方より乾燥エア２２が供給される。これにより、回転皿５上の造粒物に乾燥エア２２が供給され、造粒物の乾燥処理が実施される。なお、本実施の形態においても、給気装置２１は上下方向に移動可能に設置されている。
【００６５】
一方、このように回転皿５の周辺部上方から乾燥エア２２を供給する場合においても種々の変形例が想定し得る。図１２, １２は、実施の形態２のＣＦ装置の第１および第２変形例である。
【００６６】
図１２の装置では、遠心転動室６の中央に配設された給気装置２１の直管部２５が回転皿５の上方にて分岐し、その分岐管２８が回転皿５の周辺上方に延びて開口した形態となっている。この場合、分岐管２８は、図１２では２本記載されているが、等分に４本設けるなど適宜その本数を増減することが可能である。
【００６７】
図１３の装置では、遠心転動室６の周辺部に、給気装置２１の直管部２５が複数本配設されている。図１３のものでは、図１３（ｂ）に示したように４本の直管部２５が等分に設けられており、その下端開口部から回転皿５の周辺部に乾燥エア２２が供給される。なお、この場合も直管部２５の本数を、例えば２本や６本など適宜増減することが可能である。
【００６８】
（実施の形態３）
さらに、本発明の実施の形態３として、遠心転動室６の側方から回転皿５に乾燥エア２２を供給する形態のＣＦ装置を説明する。図１４は、本発明の実施の形態３であるＣＦ装置の主要部の構成を示す説明図である。
【００６９】
図１４の装置では、給気装置２１が固定壁７に配設されている。給気装置２１は、回転皿５の上方側部に開口しており、そこから回転皿５の上方に乾燥エア２２が供給される。この場合、給気装置２１の開口部２９には開閉扉３０が設けられており、造粒工程中はこの開閉扉３０が閉鎖される。そして、乾燥工程に際し、それが開放され乾燥エア２２が遠心転動室６内に導入される。
【００７０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、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いうまでもない。
【００７１】
たとえば、固定壁７の内側には、転動作用の調整のためバッフルや案内板を設けることも可能である。また、ＣＦ装置１の工程制御のため、遠心転動室６内に温度や湿度、内容物集積量等を検知するセンサを設けても良い。さらに、バグフィルタやカートリッジフィルタなどのフィルタやサイクロン等を付設しても良く、乾燥エア２２やスリットエア１０の加熱、冷却、除湿等を行う装置を設けても良い。加えて、固定壁７の外側に、ジャケットなどの温度調節手段を配設することも可能である。
【００７２】
なお、前述の実施の形態や変形例はあくまでも本発明の一例であり、給気装置２１と回転皿５の組み合わせも前記の例には限定されず、例えば図４の回転皿５に図１の給気装置２１を用いるなど、種々組み合わせを変更できることは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の遠心転動造粒装置および粉粒体処理方法によれば、回転皿の上方に、乾燥エアを供給する給気装置を設け、この乾燥エアにより造粒物を乾燥させるようにしたことにより、造粒物を同じ装置内にて乾燥させることができ、造粒物を他の装置に移送して乾燥処理を行う必要がなく、生産性の向上を図ることが可能となる。この場合、造粒された製品は、従来の多機能型の造粒コーティング装置では為し得ない、粒子径が小さく、粒度分布の狭い重質の球形粒子となり、高品質の球形粒子を効率良く生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である遠心転動造粒コーティング装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の造粒コーティング装置に適用される給気装置の配設状態を示す説明図である。
【図３】図１の造粒コーティング装置において、固定壁と回転皿との間の間隙を可変に形成した構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態１の造粒コーティング装置の第１変形例である。
【図５】実施の形態１の造粒コーティング装置の第２変形例である。
【図６】実施の形態１の造粒コーティング装置の第３変形例である。
【図７】実施の形態１の造粒コーティング装置の第４変形例である。
【図８】実施の形態１の造粒コーティング装置の第５変形例である。
【図９】実施の形態１の造粒コーティング装置の第６変形例である。
【図１０】実施の形態１の造粒コーティング装置の第７変形例である。
【図１１】本発明の実施の形態２である遠心転動造粒コーティング装置の主要部の構成を示す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上方からの斜視図である。
【図１２】実施の形態２の造粒コーティング装置の第１変形例である。
【図１３】実施の形態２の造粒コーティング装置の第２変形例である。
【図１４】本発明の実施の形態３である遠心転動造粒コーティング装置の主要部の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 遠心転動造粒コーティング装置
２ 粉粒体
３ 遠心転動部
４ 回転駆動部
５ 回転皿
５ａ 中央部
５ｂ 傾斜部
５ｃ 縁
６ 遠心転動室
７ 固定壁
７ａ 接粉部
７ｂ エア供給ポート
７ｃ 裾絞り部
８ 隆起部
９ 供給管
９ａ 投入口
１０ スリットエア
１１ 流体室
１２ 間隙
１３ モータ
１３ａ シャフト
１４ ケーシング
１５ スプレーノズル
２１ 給気装置
２２ 乾燥エア
２３ 給気口
２３ａ 開口部
２３ｂ 下端周縁
２３ｃ 側壁
２３ｄ フランジ
２４ フランジ
２５ 直管部
２５ａ 開口部
２６ カバー
２７ 間隙
２７ａ 開口部
２８ 分岐管
２９ 開口部
３０ 開閉扉
３１ 凸部
Ｈ 上方位置
Ｌ 下方位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体の造粒処理技術に関し、特に、遠心転動造粒装置により医薬品や食料品などの球形粒子を造粒する場合に有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉体の造粒装置には多くの種類があり、そこでは、転動造粒法や撹拌造粒法、押出造粒法、破砕造粒法、流動層造粒法など、種々の方法により造粒処理が行われている。これらの造粒法のうち、球形あるいは球形に近い顆粒を得るためには、粉体を転動させつつ造粒する転動造粒法が最も適しており、それを実行する転動造粒装置には大別して次の２型式が存在する。すなわち、ドラム型あるいは傾斜パン型、傾斜円錐型等の容器本体を回転させる型式と、例えば、特公昭４６−１０８７８号公報や特公昭４６−２２５４４号公報の装置のように、円筒型容器の底部に回転皿を配設してその上で粉粒体を転動させる型式とが存在する。
【０００３】
この場合、容器を回転させる型式のものは、主として鉱石や肥料等の造粒に用いられ、そこでは比較的大きく、粒度分布の広い粒子が生成される。一方、回転皿を用いたものは遠心転動造粒装置（以下、ＣＦ装置と略記する）とも呼ばれ、粒子に回転皿の回転による遠心力を付与して球形造粒を行っている。このため、この型式の装置では、粒度分布の狭い小さな造粒物を得ることができ、一般に医薬品や食品等の分野において使用されている。
【０００４】
ここで、円筒容器と回転皿の組み合わせからなるＣＦ装置では、円筒容器の内壁と回転皿の外縁部との間に、円環状の狭いスリットが形成されている。この場合、前記スリットは、容器内の粒子が回転皿から落下するの防止するため幅狭に形成されており、さらに、そこには下方から上に向かって空気を送給できるようになっている。そして、ＣＦ装置では、このスリットに空気を送給しつつ回転皿を回転させることにより、回転皿上の粒子を遠心力を利用して転動させ球形造粒を行っている。
【０００５】
ところが、このようなＣＦ装置では、回転皿の周囲に形成されたスリットの幅が狭いため、スリットを通過する空気（スリットエア）の流量が小さく、生成粒子の乾燥にはほとんど寄与しない。このため、ＣＦ装置自体は乾燥能力に乏しく、生成された球形粒子は他の乾燥装置に移されて乾燥処理される。すなわち、生成粒子をＣＦ装置から取り出し、それを別途流動層装置等により乾燥させて製品化している。従って、球形粒子は得られるものの生産性の点で問題があり、その改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、特公昭６１−８７３６号公報や特開昭６２−６５７２９号公報、特開昭５９−４９８３８号公報等のように、円筒容器と回転皿を組み合わせた転動造粒装置において、乾燥機能を付与したものが開発され、現在では多機能型の造粒コーティング装置として市販されている。例えば、フロイント産業株式会社製のスパイラフロー（商品名）などはその一例であり、そこでは、回転皿に通気部を設け、この通気部の下方から空気を導入して乾燥処理を同一装置内にて実行できるようにしている。すなわち、かかる多機能型の装置では、造粒と並行して、あるいは造粒終了後に、前記通気部等から空気を送給して造粒物を乾燥させることができることになる。従って、そこでは生成物を他の乾燥装置に移送して乾燥する必要がなく、その分生産性の向上を図ることが可能となっている。
【０００７】
一方、このような通気部を形成した装置の他にも、例えば特開昭６１−２４２６２８号公報のように、円筒容器と回転皿との間のスリット幅を広く取り、スリットエアの流量を増加させるようにしたものも提案されている。この場合、かかる装置ではスリット幅の拡大に伴い、スリットから粉体が落下し易くなるため、スリット部には粉体の落下防止機構が別途設けられている。そして、当該装置では、この機構により粉体の落下を防止しつつ、増量されたスリットエアにより乾燥能力の向上が図られている。なお、前述の多機能型の装置においても、スリットエアの増量により乾燥能力を向上できるようになっているものもある。
【０００８】
また、これらの装置ではさらに、通気部からのエアやスリットエアの増量により容器内に流動層を形成することもでき、これにより、重質の球形粒子から不定形の軽質粒子まで、種々の形態の粒子を造粒することが可能となっている。さらに、前述の装置は粒子のコーティングにも利用でき、種々の造粒コーティング処理を行える多機能の装置として広く活用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、真球度が良好で、かつ粒度分布が狭い球形粒子の製造においては、このような多機能型の装置によって得られる造粒物の物性が、乾燥機能を有しないＣＦ装置のそれに及ばないことが発明者らの調査により判明した。特に近時では、粒度が小さく、粒度分布の狭い球形粒子が製剤上要求されるようになって来ており、かかる造粒物は前述のような多機能型の装置では対応できず、その改善が求められていた。
【００１０】
この場合、前述の多機能型装置では、通気部等を通過する空気により粉粒体が浮力を受け、粒子が充分な転動作用と圧縮作用を受けないため、造粒物の物性が向上しないものと推測される。ところが、これを避けるため流通空気量を減少させると、通気部等から粉粒体の落下を防止できない。従って、ある程度以上の空気流通量は確保せざるを得ず、乾燥機能を有しないＣＦ装置よりも造粒物の物性低下は避けられない。
【００１１】
一方、乾燥機能を有しない従来のＣＦ装置では、得られる造粒物の物性は良好であるものの、乾燥機能がなく、前述のように他の乾燥装置に移送する手間がかかり、生産性の問題が解決されない。
【００１２】
なお、特公昭４６−１０８７８号公報の第５図や、特公昭４６−２２５４４号公報の第２図、第３図には、遠心転動造粒装置の上部空間に空気吹込口を設けた装置が提案されているが、これらの装置のように回転皿から離れた位置に空気の吹込口を設けても造粒物の乾燥にはほとんど寄与せず、実用化されるには至っていない。
【００１３】
本発明の目的は、粒度が小さくて粒度分布の幅が狭く、かつ真球度の高い球形粒子を単一装置内にて効率良く製造し得る造粒装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の遠心転動造粒装置は、少なくとも粉粒体との接粉部の水平断面が円形に形成された固定壁と、前記固定壁の内側に所定間隔の間隙をおいて設けられ、回転駆動手段によって水平方向に回転する回転皿と、前記回転皿の上方に前記回転皿と近接して配設され、前記回転皿の上面側に対し気体を供給する給気手段とを有し、前記給気手段は、前記回転皿に近接した下方位置と前記下方位置よりも前記回転皿から離れた上方位置との間で上下方向に移動可能に配設されてなることを特徴としている。
【００１５】
これにより、本発明の遠心転動造粒装置では、従来の遠心転動造粒装置装置と同様に、粒子径が小さく、粒度分布の狭い重質の球形粒子を造粒することができる上に、造粒処理後の生成物を同一装置内にて乾燥処理を行うことが可能となる。従って、生成物を他の装置に移送して乾燥処理を行う必要がなく、生産性の向上が図られる。
【００１６】
この場合、前記給気手段が、前記回転皿の中央部上方から前記回転皿に対して気体を供給するようにしても良い。また、前記給気手段を、円柱状の直管部と、前記円柱状の直管部と連通して前記直管部の下に配設され、その下端部側が拡径して円錐状に形成された給気口とを有する構成としても良い。さらに、前記給気手段が、前記回転皿の周辺部上方から前記回転皿に対して気体を供給するようにしても良い。
【００１７】
さらに、前記給気手段を、少なくともその一部が前記粉粒体の粒子層中に進入した状態で配設するようにしても良く、これにより粒子層中に気体が導入され、造粒物が流動状態となり、その乾燥がより効率良く実行される。
【００１８】
また、前記回転皿は、その周辺部が中心に向かって下向きに傾斜した垂直断面を有する構成としても良く、前記回転皿の中心部分に隆起部を設けても良い。さらに、前記固定壁と前記回転皿との間に形成された前記間隙に対し、その下方から上方に向かって気体を供給するようにしても良い。
【００１９】
一方、本発明の粉粒体処理方法は、少なくとも粉粒体との接粉部の水平断面が円形に形成された固定壁と、前記固定壁の内側に所定間隔の間隙をおいて設けられ、回転駆動手段によって水平方向に回転する回転皿と、前記回転皿の上方に前記回転皿に近接した下方位置と前記下方位置よりも前記回転皿から離れた上方位置との間で上下方向に移動可能に配設され、前記回転皿の上面側に対し気体を供給する給気手段とを有する遠心転動造粒装置に粉粒体を仕込み、前記隙間の下方から上方に向かって気体を供給しつつ前記回転皿を回転し、溶剤、溶液、分散液または溶融液の少なくとも何れか一種を供給して前記粉粒体を造粒またはコーティングし、前記給気手段から気体を供給して前記粉粒体の造粒物を乾燥させることを特徴としている。
【００２０】
この場合、前記給気手段から気体を供給し、前記粉粒体の造粒物を乾燥させるようにしても良く、また、前記遠心転動造粒装置に対し、さらに粉体を供給しても良い。
【００２１】
加えて、前記給気手段を前記上方位置に配置した状態で造粒工程またはコーティング工程の少なくとも一工程を実施し、前記給気手段を前記下方位置に配置した状態で乾燥工程を実施するようにしても良い。
【００２２】
また、前記給気手段を、前記回転皿に近接した下方位置に配置した状態で造粒工程またはコーティング工程の少なくとも一工程を実施するようにしても良い。
【００２３】
さらに、前記給気手段を、前記回転皿に近接した下方位置に配置した状態で乾燥工程を実施するようにしても良い。
【００２４】
また、前記造粒工程においては、前記給気手段からの空気の供給を停止させても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１である遠心転動造粒コーティング装置の構成を示す断面図である。
【００２６】
図１に示したように、本実施の形態による遠心転動造粒コーティング装置（以下、ＣＦ装置と称する）１は、粉粒体２を遠心転動させて造粒したり、コーティング層を形成したりする装置である。このＣＦ装置１では、粉粒体２にバインダー液や粉体を所定速度で添加し、粉粒体を芯として、あるいは粉体同士を結合させて球形顆粒などの造粒処理が行われる。また、そこでは球形顆粒等を遠心転動させつつ粉体やバインダー液を加えることにより、顆粒等の上にコーティング層を形成することもできるようになっている。
【００２７】
このようなＣＦ装置１は、装置上部に位置する遠心転動部３と、その下部に位置する回転駆動部４から構成されている。遠心転動部３には、投入された粉粒体２を遠心転動させて造粒コーティング処理を行う遠心転動室６が形成されている。遠心転動室６は、ＣＦ装置１のハウジングをなす円筒状の固定壁７と、粉粒体２を遠心転動させ遠心転動室６の実質的な底部となる回転皿５とから構成される。なお、遠心転動室６の上部は開放状態となっていても良いが、外部と連通する必要のある部分以外を密閉状態とすることも可能である。
【００２８】
固定壁７は、粉粒体２との接粉部７ａの水平断面が円形になっており、回転皿５と固定壁７の内壁との間には所定間隔の間隙１２が形成されている。ここで接粉部７ａの水平断面を円形とするのは、遠心転動する粉粒体の運動を円滑にし、デッドスペースを作らないためである。従って、ここでは固定壁７が遠心転動部３の全高に亘って同様の円形水平断面を持つ形態となっているが、接粉部７ａ以外の部分の断面形状は円形には限定されない。つまり、固定壁７は、円錐状や球状であっても良く、その一部が円形断面の接粉部７ａを構成する形でも良い。
【００２９】
なお、固定壁７の材質には特に制限はないが、ステンレス、鉄、軽合金、強化プラスチック等、種々の素材を使用することが可能である。また、接粉部７ａの一部または全部にフッ素樹脂やポリエーテルなどの非付着性樹脂のライニングを施しても良い。さらに、後述する回転皿５の中央部５ａや傾斜部５ｂにも非付着性樹脂のライニングを施しても良く、これらのライニングにより、造粒物やコーティング処理物が接粉部７ａや回転皿５に付着するのを防止できる。
【００３０】
遠心転動室６内の回転皿５の中央上方には、給気装置（給気手段）２１が設けられている。図２は、給気装置２１の配設状態を示す説明図であり、遠心転動室６の天井部分を省略して給気装置２１を上部から見た状態を示している。この給気装置２１は、ストレートの円筒形に形成された直管部２５と、直管部２５の下側に配設された傘状の給気口２３とから構成されている。直管部２５と給気口２３とは内部で連通しており、直管部２５はＣＦ装置１外に設けられたブロア等の図示しない送風手段と接続されている。
【００３１】
給気装置２１は、図示しない駆動手段によって遠心転動室６内を上下方向に移動可能な状態で取り付けられている。そして、図１中に一点鎖線にて示した上方位置Ｈと実線にて示した下方位置Ｌとの間を移動できるようになっている。但し、給気装置２１を固定構造とすることも勿論可能である。
【００３２】
また、直管部２５の下端には、下側が拡径した円錐状の給気口２３が取り付けられている。この給気口２３は、給気装置２１を下方位置Ｌに降ろしたとき、その下端部にて回転皿５を傘状に覆うよう構成されている。そして、この給気口２３の開口部２３ａから、回転皿５の上面側に対し広く乾燥エア２２を供給できるようになっている。そして、給気口２３の下端周縁２３ｂと回転皿５との間の間隙から乾燥エア２２が噴出する。これにより、遠心転動室６内にて造粒物が流動する形となり、その乾燥が促進される。すなわち、当該ＣＦ装置１では、この乾燥エア２２により生成された造粒物を乾燥させることが可能になっており、単一装置内において造粒処理から乾燥処理まで実施できるようになっている。
【００３３】
遠心転動室６の上方からはさらに、回転皿５に粉粒体２を供給する供給管９がその投入口９ａを回転皿５に臨ませて設けられている。また、図示しないタンクに貯蔵させたバインダー液や粉体を粉粒体２上に噴霧するためのスプレーノズル１５も設けられている。この場合、スプレーノズル１５として、二流体ないし三流体構造のノズルを用いることもできる。スプレーノズル１５の位置は、図示したように粉粒体層の上方にあっても、また側方から粉粒体層中にスプレーするように設置しても良く、その他どのような位置であっても、粉粒体にスプレー液を供給するという目的が達成されれば良い。
【００３４】
回転皿５は、中心側に位置する平面上の中央部５ａと、この中央部５ａの外側において中心に向かって下向き直線状に傾斜した傾斜部５ｂとから形成されている。当該ＣＦ装置１では、回転皿５の垂直断面は、傾斜部５ｂの水平方向の寸法（Ｐ）が、回転皿５の直径（Ｄ）に対してＰ≧０. ２５Ｄ（好ましくは、０. ４Ｄ≧Ｐ≧０. ２５Ｄ）の関係を有するように構成されている。また、傾斜部５ｂの中央部５ａからの高さ（Ｈ）は、直径（Ｄ）に対して０. １Ｄ≦Ｈ≦０. ３３Ｄ（好ましくは、０. １Ｄ≦Ｈ≦０. ２５Ｄ）の範囲にある。これにより当該ＣＦ装置１では回転皿５の遠心力が充分に有効利用され、粉粒体２が傾斜部５ｂ上にて効果的に遠心転動されることになる。
【００３５】
回転皿５の中央部５ａの中心には円錐状の隆起部８が形成されており、これにより回転皿５はその歪みが防止されて強度が確保される。また、この隆起部８により、回転皿５の中央付近にある粉粒体２を遠心転動作用が行われる傾斜部５ｂに積極的に移動させるようにもなっている。
【００３６】
固定壁７の内壁部のうち、遠心転動時における粉粒体２が接触する部分、すなわち接粉部７ａは、回転皿５の中央部５ａに対して実質的に垂直に形成されている。これにより、回転皿５上にて遠心転動する粉粒体２は、余分な抵抗を受けることなく接粉部７ａに沿って上方に押し上げられる。
【００３７】
固定壁７の下部側には、回転皿５と固定壁７との間の間隙１２を流通するスリットエア１０を、回転皿５の下側に形成された流体室１１に取り入れるエア供給ポート７ｂが開設されている。ここから取り入れられた空気は、流体室１１から環状の間隙１２を通るスリットエア１０となって遠心転動室６内に導入される。この場合、前記間隙１２は、スリットエア１０を下方から送入したときに、遠心転動室６内の粉粒体２がそこから落下しない程度の幅に形成されている。従って、間隙１２にスリットエア１０を流通させることにより、間隙１２から粉粒体２が落下することが防止され、遠心転動室６に粉粒体２を仕込んだとき、この粉粒体２が回転皿５によって全て載支される形となる。
【００３８】
なお、図３に示したように、固定壁７内部にテーパー状の凸部３１を設けると共に、回転皿５を上下可動に設置し、間隙１２の幅を変えられるようにしてスリットエア１０の量を調整できるようにしても良い。
【００３９】
一方、回転駆動部４には、回転皿５を回転させるモータ（回転駆動手段）１３が、ケーシング１４内に収容されて設けられている。このモータ１３はのシャフト１３ａは回転皿５の回転中心軸に固定され、これによって回転皿５が水平方向に回転されるようになっている。
【００４０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。当該ＣＦ装置１では、給気装置２１を上方位置Ｈに引き上げた上で造粒処理を行い、造粒工程終了後に給気装置２１を下方位置Ｌまで下げ、引き続いて乾燥処理を行う。
【００４１】
そこで、まず造粒工程においては、給気装置２１を上方位置Ｈに配置した状態で給気を停止させ、遠心転動室６内の回転皿５上に被処理原料である粉粒体２を供給管９の投入口９ａから所定量投入する。この際、原料に用いる粉粒体は、粉体であっても、また核となる粒体であっても良い。なお、造粒条件によっては、給気装置２１を下方位置Ｌに配置した状態で給気装置２１から給気しつつ造粒またはコーティング処理を行っても良い。
【００４２】
そして、間隙１２からスリットエア１０を流通させつつ、モータ１３によって回転皿５を回転させ、回転皿５上にて粉粒体２を遠心転動させる。この場合の回転皿５の回転速度は任意であるが、通常は３０〜３００ＲＰＭである。
【００４３】
また、粉体同士あるいは核粒子上に粉体を付着させるため、スプレーノズル１５から溶剤またはバインダー液を溶解した溶液、エマルジョンや懸濁液のような分散液、場合によっては溶融液を遠心転動室６内に噴霧する。この溶剤や溶液は、粉粒体の物性や所望の造粒物に応じて一方だけとしても良く、造粒の進行段階に応じて一方から他方に変更しても良い。溶液を用いる場合には、粉粒体と同一成分の物質を溶質とするのが通常であるが、他の物質を用いても良い。また、必要に応じて造粒工程中に粉体を供給しても良い。
【００４４】
これにより、遠心転動室６内の回転皿５の上では粉粒体２が遠心転動され、その状態の粉粒体２に対しバインダー液や粉体が供給される。従って、粉粒体２が遠心転動されて球形造粒される。
【００４５】
前記の球形造粒に引き続いて、あるいは、別途製造した球形粒子を本発明の装置に仕込み、その上に薬剤や溶出制御層をコーティングすることもできる。また、球形粒子だけでなく、不定形粒子や粉体の上に薬剤や溶出制御層をコーティングすることもできる。
【００４６】
造粒粒子が所望の粒径に達したところで溶剤や溶液の供給を停止して造粒処理を終了する。この際、当該装置１は従来の単機能型のＣＦ装置と全く同様の造粒工程を採るため、粒子径が小さく、粒度分布の狭い球形粒子を造粒することができる。但し、大きな球形粒子の製造をも行い得ることは言うまでもない。また、操作条件によっては球形粒子だけでなく、不定形粒子や、楕円球や碁石状など真球形ではないが一定の疑似球状形態を有する偏球状粒子や団粒状粒子を製造することも可能である。
【００４７】
このように造粒工程が終了した後、造粒物の乾燥処理が実施される。従来のＣＦ装置では、装置の乾燥能力が乏しいため、乾燥処理は他の装置に造粒物を移送して行われていた。これに対し当該ＣＦ装置１では、従来の装置と同様の真球性、粒度を有する造粒物を造粒可能でありながら、同一装置内にて乾燥処理まで実施できるようになっている。
【００４８】
すなわち、造粒工程終了後、先に上方位置Ｈに引き上げられていた給気装置２１からの給気を開始し、それを徐々に下方位置Ｌまで移動させる。そして、給気装置２１から回転皿５上の造粒物層内に乾燥エア２２を導入し流動状態とする。これにより、造粒物は乾燥エア２２によって速やかに乾燥され、所望の球形粒子製品が効率良く製造されることになる。この際、前記間隙１２を広げてスリットエア１０を増量し、より乾燥能力の向上を図ることも可能である。
【００４９】
なお、乾燥工程においては、回転皿５は回転状態であっても停止状態であっても良い。また、給気装置２１の下方位置Ｌの高さには特に制限はないが、給気装置２１の少なくとも一部が造粒物の集積層中に進入するようにし、造粒物が乾燥エア２２によって流動ないしはそれに近い状態の上下運動を行うようにするのが好ましい。つまり、当該ＣＦ装置１においても、給気口２３の開口部２３ａ周縁が粒子層中に埋没するような位置に給気装置２１を配置して乾燥効率を向上させるようにするのが望ましい。
【００５０】
このように本発明によるＣＦ装置１では、従来の単機能型のＣＦ装置と全く同様に、粒子径が小さく、粒度分布の狭い重質の球形粒子を造粒することができる上に、それを同一装置内にて乾燥処理を行うことも可能である。従って、単機能型ＣＦ装置での物性を備えた製品を、多機能型の粉粒体処理装置並の生産性で製造することができ、市場のニーズに応えた製品を効率良く製造することが可能となる。
【００５１】
なお、当該装置では、「造粒→乾燥」、「コーティング→乾燥」、「コーティング＋乾燥（コーティングしつつ乾燥する）」、「造粒→コーティング→乾燥」、「造粒→コーティング＋乾燥」などの各種処理パターンが可能である。そして、前述の実施の形態では、このうち「造粒→乾燥」の処理について、給気装置２１を上方位置Ｈに配置して造粒処理を行い、その後下方位置Ｌにて乾燥処理を行う処理形態を示したが、この場合、給気装置２１を下方位置Ｌに配置した状態で造粒処理と乾燥処理の両方を行い、全ての処理を下方位置Ｌにて実施することもできる。
【００５２】
また、前述のように当該装置ではコーティング処理も可能であり、前記処理パターンのうち「コーティング→乾燥」の処理について、造粒処理後の粒子や別途仕込んだ粒子を、給気装置２１を上方位置Ｈに配置してコーティング処理を行い、その後下方位置Ｌにて乾燥処理することもできる。また、給気装置２１を当初から下方位置Ｌに配置し、コーティング処理と乾燥処理を、連続的（「コーティング→乾燥」）または同時進行状態（「コーティング＋乾燥」）にて実行することもできる。
【００５３】
さらに、「造粒→コーティング→乾燥」という一連の処理を、当該装置にて実行することもでき、この際、少なくとも乾燥工程においては給気装置２１を下方位置Ｌに配置して処理を行うが、造粒処理やコーティング処理においては給気装置２１は、上方・下方何れの位置に配置しても良い。すなわち、造粒から乾燥まで全て下方位置Ｌにて処理を行ったり、造粒処理のみ上方位置Ｈにて行ったりすることも可能である。
【００５４】
加えて、「造粒→コーティング＋乾燥」の処理を行うに際しても、少なくともコーティングしつつ乾燥を行う処理工程においては給気装置２１を下方位置Ｌに配置して処理を行うが、造粒処理においては給気装置２１は、上方・下方何れの位置に配置しても良い。
【００５５】
一方、給気装置２１は図１のものには限られず、種々の形態を採ることが可能である。図４〜図１０は、回転皿５の中央上方から乾燥エア２２を供給する構成を有する給気装置２１の第１〜第７変形例である。なお、図４以後の図面においては、装置の主要部のみを示し、図１の装置と共通の部分については記載を省略すると共に、図１の給気装置２１と同様の部材、部品については同一の符号付しその詳細を省略する。
【００５６】
図４の装置は、給気装置２１を直管部２５のみによって形成して遠心転動室６の中央に配置し、傘状の給気口２３を省いたものである。この場合、直管部２５の開口部２５ａが、隆起部８の上方に位置するよう構成される。また、回転皿５も外周部に縁５ｃを立ち上がらせた平板状となっている。
【００５７】
図５の装置は、回転皿５として、図１の回転皿５における中央部５ａを廃し、外縁から隆起部８の基部からに向かって傾斜部５ｂを形成したものを用いている。また、給気装置２１の給気口２３の開き角度も図１のものより大きく形成されている。
【００５８】
図６の装置は、給気装置２１として、下端部が拡径したテーパー状の円筒部材を用いたものである。また、回転皿５としては、傾斜部５ｂが図１のものよりやや急傾斜で深く形成されると共に、隆起部８が省かれた形態のものが使用されている。
【００５９】
図７の装置では、固定壁７として裾が絞られたものが使用され、回転皿５の傾斜部５ｂが固定壁の裾絞り部７ｃと同じ傾斜角に形成されている。この場合、給気装置２１としては、給気口２３に回転皿５の上面をほぼ覆う形でフランジ２４を設けたものが用いられている。
【００６０】
図８の装置では、固定壁７が曲面状に形成されている。この場合、固定壁７の接粉部７ａの水平断面は、球の一断面として円形に形成される。給気装置２１としては図５のものと同様のものが使用される。回転皿５としては、図１の回転皿５の隆起部８を細く尖らせた形態のものが使用され、給気装置２１を下方位置Ｌに降ろしたとき、隆起部８の先端が直管部２５の開口部２５ａの位置に来るようになっている。
【００６１】
図９の装置は、回転皿５として、隆起部８を半球状に形成し、傾斜部５ｂを隆起部８の基部から曲面状に立ち上げ、その後直線的に形成したものを用いている。また、給気装置２１としては、給気口２３の側壁２３ｃが、これまでのものとは逆に回転皿５の傾斜部５ｂに沿って立ち上がっている形態のものが使用されている。この場合、側壁２３ｃの上端縁と直管部２５との間には、舞い上がった造粒物が側壁２３ｃの内側に溜まらないようにカバー２６が取り付けられている。
【００６２】
図１０の装置は、回転皿５として、隆起部８を楕円半球状に形成すると共に、傾斜部５ｂもまた曲面に形成したものを用いている。この際、給気装置２１としては、図１のものにおいて給気口２３の下端周縁２３ｂにフランジ２３ｄを形成したものが用いられている。
【００６３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２として、給気装置２１により回転皿５の周辺部上方から乾燥エア２２を供給する形態のＣＦ装置を説明する。図１１は、本発明の実施の形態２であるＣＦ装置の主要部の構成を示す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上方からの斜視図である。
【００６４】
図１１の装置では、給気装置２１に太筒状の直管部２５が採用されている。ここでは、直管部２５と固定壁７内面との間には間隙２７が形成されており、この間隙２７を乾燥エア２２が流通する。また、図１１（ａ）に示したように、直管部２５の下端には、間隙２７の開口部２７ａが形成される。そして、この開口部２７ａから、回転皿５の周辺部に位置する傾斜部５ｂに対し上方より乾燥エア２２が供給される。これにより、回転皿５上の造粒物に乾燥エア２２が供給され、造粒物の乾燥処理が実施される。なお、本実施の形態においても、給気装置２１は上下方向に移動可能に設置されている。
【００６５】
一方、このように回転皿５の周辺部上方から乾燥エア２２を供給する場合においても種々の変形例が想定し得る。図１２, １２は、実施の形態２のＣＦ装置の第１および第２変形例である。
【００６６】
図１２の装置では、遠心転動室６の中央に配設された給気装置２１の直管部２５が回転皿５の上方にて分岐し、その分岐管２８が回転皿５の周辺上方に延びて開口した形態となっている。この場合、分岐管２８は、図１２では２本記載されているが、等分に４本設けるなど適宜その本数を増減することが可能である。
【００６７】
図１３の装置では、遠心転動室６の周辺部に、給気装置２１の直管部２５が複数本配設されている。図１３のものでは、図１３（ｂ）に示したように４本の直管部２５が等分に設けられており、その下端開口部から回転皿５の周辺部に乾燥エア２２が供給される。なお、この場合も直管部２５の本数を、例えば２本や６本など適宜増減することが可能である。
【００６８】
（実施の形態３）
さらに、本発明の実施の形態３として、遠心転動室６の側方から回転皿５に乾燥エア２２を供給する形態のＣＦ装置を説明する。図１４は、本発明の実施の形態３であるＣＦ装置の主要部の構成を示す説明図である。
【００６９】
図１４の装置では、給気装置２１が固定壁７に配設されている。給気装置２１は、回転皿５の上方側部に開口しており、そこから回転皿５の上方に乾燥エア２２が供給される。この場合、給気装置２１の開口部２９には開閉扉３０が設けられており、造粒工程中はこの開閉扉３０が閉鎖される。そして、乾燥工程に際し、それが開放され乾燥エア２２が遠心転動室６内に導入される。
【００７０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、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いうまでもない。
【００７１】
たとえば、固定壁７の内側には、転動作用の調整のためバッフルや案内板を設けることも可能である。また、ＣＦ装置１の工程制御のため、遠心転動室６内に温度や湿度、内容物集積量等を検知するセンサを設けても良い。さらに、バグフィルタやカートリッジフィルタなどのフィルタやサイクロン等を付設しても良く、乾燥エア２２やスリットエア１０の加熱、冷却、除湿等を行う装置を設けても良い。加えて、固定壁７の外側に、ジャケットなどの温度調節手段を配設することも可能である。
【００７２】
なお、前述の実施の形態や変形例はあくまでも本発明の一例であり、給気装置２１と回転皿５の組み合わせも前記の例には限定されず、例えば図４の回転皿５に図１の給気装置２１を用いるなど、種々組み合わせを変更できることは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の遠心転動造粒装置および粉粒体処理方法によれば、回転皿の上方に、乾燥エアを供給する給気装置を設け、この乾燥エアにより造粒物を乾燥させるようにしたことにより、造粒物を同じ装置内にて乾燥させることができ、造粒物を他の装置に移送して乾燥処理を行う必要がなく、生産性の向上を図ることが可能となる。この場合、造粒された製品は、従来の多機能型の造粒コーティング装置では為し得ない、粒子径が小さく、粒度分布の狭い重質の球形粒子となり、高品質の球形粒子を効率良く生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である遠心転動造粒コーティング装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の造粒コーティング装置に適用される給気装置の配設状態を示す説明図である。
【図３】図１の造粒コーティング装置において、固定壁と回転皿との間の間隙を可変に形成した構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態１の造粒コーティング装置の第１変形例である。
【図５】実施の形態１の造粒コーティング装置の第２変形例である。
【図６】実施の形態１の造粒コーティング装置の第３変形例である。
【図７】実施の形態１の造粒コーティング装置の第４変形例である。
【図８】実施の形態１の造粒コーティング装置の第５変形例である。
【図９】実施の形態１の造粒コーティング装置の第６変形例である。
【図１０】実施の形態１の造粒コーティング装置の第７変形例である。
【図１１】本発明の実施の形態２である遠心転動造粒コーティング装置の主要部の構成を示す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上方からの斜視図である。
【図１２】実施の形態２の造粒コーティング装置の第１変形例である。
【図１３】実施の形態２の造粒コーティング装置の第２変形例である。
【図１４】本発明の実施の形態３である遠心転動造粒コーティング装置の主要部の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 遠心転動造粒コーティング装置
２ 粉粒体
３ 遠心転動部
４ 回転駆動部
５ 回転皿
５ａ 中央部
５ｂ 傾斜部
５ｃ 縁
６ 遠心転動室
７ 固定壁
７ａ 接粉部
７ｂ エア供給ポート
７ｃ 裾絞り部
８ 隆起部
９ 供給管
９ａ 投入口
１０ スリットエア
１１ 流体室
１２ 間隙
１３ モータ
１３ａ シャフト
１４ ケーシング
１５ スプレーノズル
２１ 給気装置
２２ 乾燥エア
２３ 給気口
２３ａ 開口部
２３ｂ 下端周縁
２３ｃ 側壁
２３ｄ フランジ
２４ フランジ
２５ 直管部
２５ａ 開口部
２６ カバー
２７ 間隙
２７ａ 開口部
２８ 分岐管
２９ 開口部
３０ 開閉扉
３１ 凸部
Ｈ 上方位置
Ｌ 下方位置
Claims (14)
- 少なくとも粉粒体との接粉部の水平断面が円形に形成された固定壁と、
前記固定壁の内側に所定間隔の間隙をおいて設けられ、回転駆動手段によって水平方向に回転する回転皿と、
前記回転皿の上方に前記回転皿と近接して配設され、前記回転皿の上面側に対し気体を供給する給気手段とを有し、
前記給気手段は、前記回転皿に近接した下方位置と前記下方位置よりも前記回転皿から離れた上方位置との間で上下方向に移動可能に配設されてなることを特徴とする遠心転動造粒装置。 - 請求項１記載の遠心転動造粒装置において、前記給気手段は、前記回転皿の中央部上方から前記回転皿に対して気体を供給することを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 請求項２記載の遠心転動造粒装置において、前記給気手段は、円柱状の直管部と、前記円柱状の直管部と連通して前記直管部の下に配設され、その下端部側が拡径して円錐状に形成された給気口とを有することを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 請求項１記載の遠心転動造粒装置において、前記給気手段は、前記回転皿の周辺部上方から前記回転皿に対して気体を供給することを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠心転動造粒装置において、前記給気手段は、少なくともその一部が前記粉粒体の粒子層中に進入した状態で配設されてなることを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心転動造粒装置において、前記回転皿は、その周辺部が中心に向かって下向きに傾斜した垂直断面を有することを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の遠心転動造粒装置において、前記回転皿は、その中心部分に隆起部を有することを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 請求項１〜７のいずれか１項に記載の遠心転動造粒装置において、前記固定壁と前記回転皿との間に形成された前記間隙に対し、その下方から上方に向かって気体を供給することを特徴とする遠心転動造粒装置。
- 少なくとも粉粒体との接粉部の水平断面が円形に形成された固定壁と、前記固定壁の内側に所定間隔の間隙をおいて設けられ、回転駆動手段によって水平方向に回転する回転皿と、前記回転皿の上方に前記回転皿に近接した下方位置と前記下方位置よりも前記回転皿から離れた上方位置との間で上下方向に移動可能に配設され、前記回転皿の上面側に対し気体を供給する給気手段とを有する遠心転動造粒装置に粉粒体を仕込み、
前記隙間の下方から上方に向かって気体を供給しつつ前記回転皿を回転し、
溶剤、溶液、分散液または溶融液の少なくとも何れか一種を供給して前記粉粒体を造粒またはコーティングし、
前記給気手段から気体を供給して前記粉粒体の造粒物を乾燥させることを特徴とする粉粒体処理方法。 - 請求項９記載の粉粒体処理方法において、前記遠心転動造粒装置に対し、さらに粉体を供給することを特徴とする粉粒体処理方法。
- 請求項９または１０記載の粉粒体処理方法において、前記給気手段を前記上方位置に配置した状態で造粒工程またはコーティング工程の少なくとも一工程を実施し、前記給気手段を前記下方位置に配置した状態で乾燥工程を実施することを特徴とする粉粒体処理方法。
- 請求項９または１０記載の粉粒体処理方法において、前記給気手段を、前記回転皿に近接した下方位置に配置した状態で造粒工程またはコーティング工程の少なくとも一工程を実施することを特徴とする粉粒体処理方法。
- 請求項９または１０記載の粉粒体処理方法において、前記給気手段を、前記回転皿に近接した下方位置に配置した状態で乾燥工程を実施することを特徴とする粉粒体処理方法。
- 請求項９〜１３のいずれか１項に記載の粉粒体処理方法において、前記造粒工程においては、前記給気手段からの空気の供給を停止させることを特徴とする粉粒体処理方法。
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