JP4309556B2 - 粉粒体処理装置及びその洗浄方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体処理装置の洗浄技術に関し、特に、粉粒体転動用のディスクロータを備えた転動流動層装置の自動洗浄技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば医薬品や食品の製造に用いられる粉粒体処理装置では、異物混入や他製品とのコンタミネーション等を防止するために、処理容器や配管系などの洗浄を綿密に行うことが求められる。この洗浄作業は、以前は人手による分解洗浄が主流であったが、作業時間が非常に多くかかり効率的でないことから、現在では装置を分解することなく、所定のプログラムに従って洗浄液を装置内部に供給して洗浄を行う自動洗浄が主流になっている。例えば、流動層装置では、処理容器の内部に洗浄用ノズルを配設し、洗浄時に、この洗浄用ノズルから高圧の洗浄液を噴射して処理容器内を洗浄するのが一般的である。一方、転動流動層装置の場合は、流動層装置と比較して、ディスクロータ及びその周辺部、ディスクロータの回転駆動部など、複雑な形状・構造をもった構成部分が存在するため、洗浄用ノズルからの噴射液圧だけでは十分な洗浄が困難であるか、あるいは、多数の洗浄用ノズルを配設する必要が生じて装置構造の複雑化を招くという問題がある。そのため、転動流動層装置においては、いわゆる溜め洗いと呼ばれる洗浄方法が採られることがある（例えば特開平１１−４７７０４号等）。この洗浄方法は、一般に、処理容器の処理室と、ディスクロータの下面側に設けられた給気室とに洗浄液を充填すると共に、ディスクロータを洗浄液中で回転させて洗浄を行うものである。ディスクロータの回転に伴い、充填された洗浄液に攪拌流が生じ、これが処理室の内壁面等の表面と接触することにより、洗浄がなされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の溜め洗い洗浄では、処理室の内部は比較的良好に洗浄できるものの、給気室の内部や、処理室と給気室との間に配設される気体分散板等の洗浄が不十分になる場合があった。
【０００４】
そこで、本発明は、転動流動層装置において、処理室のみならず、給気室の内部や気体分散板等も十分に洗浄できる構成を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、処理室と給気室とを仕切る気体分散板とを備え、処理室に供給された粉粒体を、ディスクロータにより転動させると共に、給気室から気体分散板を介して処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置の洗浄方法において、ディスクロータの回転駆動軸に、給気室内に位置する攪拌翼を設け、処理室と給気室とを外部の流体循環路を介して連通させ、処理室と給気室に洗浄液を充填し、その状態でディスクロータ及び攪拌翼を回転させることにより、処理室及び給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、ディスクロータの回転により生じる処理室内の洗浄液と給気室内の洗浄液との間の圧力差と、攪拌翼の回転により生じる給気室内の洗浄液の上昇流とを利用して、洗浄液を処理室から流体循環路、給気室、気体分散板、処理室の順に循環させて洗浄を行う洗浄方法を提供する。
【０００７】
また、清浄な洗浄液を追加供給すると共に、その追加供給に見合う量の洗浄液を排出する構成とすることができる。
【０００８】
さらに、洗浄液による洗浄の後、洗浄液に代えて仕上げ用洗浄水を用いてすすぎ洗いを行うことができる。
【０００９】
また、本発明は、粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、処理室と給気室とを仕切る気体分散板とを備え、処理室に供給された粉粒体を、ディスクロータにより転動させると共に、給気室から気体分散板を介して処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置において、ディスクロータの回転駆動軸に、給気室内に位置する攪拌翼が設けられていると共に、処理容器と、給気室又はこれに連通する給気ダクトとに、外部の流体循環路を接続するための接続部を有し、処理室と給気室とを流体循環路を介して連通させ、処理室と給気室に洗浄液を充填し、その状態でディスクロータ及び攪拌翼を回転させることにより、処理室及び給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、ディスクロータの回転により生じる処理室内の洗浄液と給気室内の洗浄液との間の圧力差と、攪拌翼の回転により生じる給気室内の洗浄液の上昇流とを利用して洗浄液を処理室から流体循環路、給気室、気体分散板、処理室の順に循環させて洗浄を行う粉粒体処理装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１は、この実施形態の転動流動装置（転動流動造粒コーティング装置）の全体構成を概念的に示している。
【００１４】
処理容器１の処理室１ａの上方にバグフィルター２が設置され（ツインシェイキングフィルターシステムが例示されている。）、処理室１ａの底部にディスクロータ３が回転自在に配設されている。ディスクロータ３の上面には、円錐形のコーン部３ａと複数のブレード（凸状羽根）３ｂが設けられる（図２参照）。流動化気体は、図示されていない流動化気体供給部から所定の温度・風量等で供給され、給気ダクト４からディスクロータ３の下方の給気室５に導かれた後、ディスクロータ３の外周部と処理室１ａの側壁面との間の環状隙間Ｓ（図２参照）から処理室１ａ内に導入される。ディスクロータ３上の粉粒体は、コーン部３ａとブレード３ｂによる転動圧密作用を強く受け、外周部に転動してきた時に流動化気体に乗って処理室１ａの中央上部に吹き上げられ、コーン部３ａの円錐テーパ面に沿って流動循環する。また、処理室１ａには、スプレー液をミスト状にしてスプレーするためのスプレーノズル６、７が設置される。これらスプレーノズル６、７には、図示されていないスプレー液供給部からスプレー液が所定の流量・液温等で供給され、また、スプレーエアー供給部からスプレーエアーが所定の圧力・風量等で供給される。スプレーノズル６は、処理室１ａの上方部に設置され、処理室１ａ内で流動状態にある粉粒体に向けてスプレー液を上方からスプレーする（トップスプレー）。スプレーノズル７は、処理室１ａの下方部に設置され、処理室１ａ内で流動状態にある粉粒体に向けてスプレー液を接線方向からスプレーする（タンジェンシャルスプレー）。スプレーノズル６又は７からスプレーされるスプレー液ミストによって、処理容器１ａ内の粉粒体が湿潤を受けて凝集し、あるいは、粒子表面にスプレー液ミストの基剤成分が付着して被覆層が形成される。尚、スプレーノズル６によるトップスプレーと、スプレーノズル７によるタンジェンシャルスプレーは、必要に応じて択一的に使い分ける。
【００１５】
図２は、ディスクロータ３の周辺部、及びその下方部分の詳細構成を示している。処理室１ａの底部にディスクロータ３が回転自在に配設され、その下面側に給気室５が設けられる。給気室５には、給気ダクト４を介して流動化気体が供給される。処理室１ａと給気室５との間は気体分散板８によって仕切られており、この実施形態では、気体分散板８として金網を用いている。この金網の網目は、処理室１ａ内の粉粒体が下方に落下しない程度の大きさである。尚、金網に代えて多孔板（パンチングメタル）等を用いても良い。
【００１６】
ディスクロータ３は、上面にコーン部３ａと複数のブレード３ｂとを備え、下面に複数のフィン（凸状羽根）３ｃを備えている。また、ディスクロータ３の外周と処理室１ａの側壁面との間には、環状隙間Ｓが設けられている。給気室５に供給された流動化気体は気体分散板８によって分散された後、環状隙間Ｓを通って処理室１ａ内に導入される。
【００１７】
ディスクロータ３は回転駆動軸９の上端部に連結され、その回転駆動軸９は気体分散板８及び給気室５を貫通して下方に延びている。回転駆動軸９の中央部分はハウジング１０に軸受１１、１２で回転自在に支持され、そのハウジング１０は給気室５の下端壁に固定される。ハウジング１０の内部は、上下端部に装着されたシール部材１３、１４、さらには上端部のエアーシール部１５に供給される圧縮エアーによってシールされる。また、回転駆動軸９の下端部には、例えばプーリ１６が連結される。さらに、この実施形態では、回転駆動軸９に攪拌翼１７を設けている。攪拌翼１７は給気室５内の上方部に位置し、同図に示す例では、気体分散板８の下面と若干の隙間を介して対向している。図３に示すように、この実施形態において、攪拌翼１７は１８０度対向位置に配列された２つの翼部１７ａを有し、各翼部１７ａはそれぞれ角度θの傾斜をもっている。この攪拌翼１７は、回転駆動軸９にキー結合され、止めねじ等で固定される。尚、攪拌翼１７の構造、回転駆動軸９に対する結合構造は図３に例示するものに限定されない。例えば、攪拌翼１７の翼部１７ａは、１つ又は３つ以上設けても良い。また、攪拌翼１７は回転駆動軸９に溶接等の適宜の手段で固着しても良いし、回転駆動軸９と一体形成しても良い。さらに、その他の種々の改変が可能である。回転駆動軸９には、図示されていない回転駆動源（電動モータ等）からベルト及びプーリ１６を介して回転動力が入力され、これにより、回転駆動軸９、攪拌翼１７、及びディスクロータ３が一体に回転する。
【００１８】
図４〜図７は、上記の転動流動装置を洗浄液Ｗにより洗浄する際の状態を模式的に示している。尚、処理容器１には、スプレーノズル６（トップスプレーノズル）の接続口６ａ、スプレーノズル７（タンジェンシャルスプレーノズル）の接続口７ａ、及び製品排出口２０が設けられている。
【００１９】
図４に示す洗浄方法では、処理容器１の接続口７ａ（タンジェンシャルスプレーノズル７の接続口）と、給気ダクト４に設けた接続口４ａに流体循環路２１を接続して、処理室１ａと給気室５とを外部の流体循環路２１を介して連通させている。流体循環路２１は、例えば配管ホース等の配管部材である。給気ダクト４の接続口４ａよりも上流側、及び製品排出口２０は水密に閉じている。この状態で、処理室１ａと給気室５に洗浄液Ｗを充填する。洗浄液Ｗの充填水位は接続口７ａよりも上方である。接続口６ａを閉じて、その上方まで洗浄液Ｗを充填しても良い。洗浄液Ｗを充填した後、回転駆動軸９を回転駆動し、ディスクロータ３及び攪拌翼１７を洗浄液Ｗ中で回転させる。これにより、処理室１ａ及び給気室５内の洗浄液Ｗが攪拌される。
【００２０】
すなわち、ディスクロータ３が回転することにより、処理室１ａ内の洗浄液Ｗに回転方向の流れ（回転流）と、コーン部３ａの円錐テーパ面に沿って循環する渦流とが生じる。また、フィン３ｃの存在により、ディスクロータ３と気体分散板８との間の洗浄液Ｗに回転流が生じ、遠心力が加わり、この結果、洗浄液Ｗがディスクロータ３の下面側から環状隙間Ｓを通り、処理室１ａの内側面に沿って上昇する上昇流も生じる。そして、これらの洗浄液Ｗの流れによって、処理室１ａの内壁面、ディスクロータ３の表面、環状隙間Ｓ、気体分散板８が効果的に洗浄される。
【００２１】
また、上記のような洗浄液Ｗの流れに起因して、処理室１ａの内側壁付近における洗浄液Ｗの圧力が高められ、給気室５内の洗浄液Ｗとの間に圧力差が生じる。この圧力差により、処理室１ａ内の洗浄液Ｗが流体循環路２１を通って給気ダクト４内に流入して、処理室１ａ→流体循環路２１→給気室５→気体分散板８→処理室１ａという経路で循環する循環流が生じる。そして、この洗浄液Ｗの循環流によって、上記部位の洗浄効果が高められると共に、給気室５内の洗浄も促進される。特に、循環流が気体分散板８を通過する際に、従来の溜め洗い洗浄では汚れが落ち難かった気体分散板８の下面や網目も十分に洗浄される。
【００２２】
さらに、この実施形態では、給気室５内の洗浄液Ｗを攪拌翼１７で攪拌する構成としているので、従来の溜め洗い洗浄では洗浄が困難であった給気室５の内部も十分に洗浄することが可能である。すなわち、攪拌翼１７の回転により、給気室５内の洗浄液Ｗに回転流と、給気室５内を上昇する上昇流が生じる。そして、これらの洗浄液Ｗの流れによって、給気室５の内壁面、攪拌翼１７の表面、回転駆動軸９やその回転支持部等が十分に洗浄される。さらに、気体分散板８の洗浄効果もより一層高められる。尚、エアーシール部１５から排出される圧縮エアーの気泡も洗浄効果の向上に有効である。さらに、給気室５の内部に振動発生装置、例えば超音波発振機を配設し、洗浄液Ｗに超音波振動を与えることにより、洗浄効果の一層の向上を図ることもできる。
【００２３】
図５に示す洗浄方法では、処理容器１の接続口６ａ（トップスプレーノズル６の接続口）と、給気ダクト４に設けた接続口４ａに流体循環路２１を接続して、処理室１ａと給気室５とを外部の流体循環路２１を介して連通させている。給気ダクト４の接続口４ａよりも上流側、製品排出口２０、及び接続口７ａは水密に閉じている。洗浄液Ｗの充填水位は接続口６ａよりも上方である。図４に示す洗浄方法と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
図６に示す洗浄方法では、処理容器１の製品排出口２０と、給気ダクト４に設けた接続口４ｂに流体循環路２１を接続して、処理室１ａと給気室５とを外部の流体循環路２１を介して連通させている。給気ダクト４の接続口４ｂよりも上流側、及び接続口７ａは水密に閉じている。洗浄液Ｗの充填水位は接続口７ａよりも上方である。接続口６ａを閉じて、その上方まで洗浄液Ｗを充填しても良い。図４に示す洗浄方法と同様の作用効果が得られる他、製品排出口２０も同時に洗浄できるという利点がある。
【００２５】
図７に示す洗浄方法は、図６に示す構成に加え、給気ダクト４の接続口４ａに洗浄液タンク３０を接続して、洗浄タンク３０から洗浄液Ｗを連続的又は断続的に追加供給するようにしたものである。洗浄タンク３０からの追加供給に見合う量の洗浄液Ｗは、接続口７ａからオーバーフローして外部に排出され、あるいは、フィルター等を介して洗浄タンク３０に戻される。洗浄によって汚れた洗浄液Ｗが、洗浄タンク３０から追加供給される清浄な洗浄液Ｗに置換されるので、洗浄液Ｗの洗浄能力を維持して、洗浄効果を高めることができる。特に、洗浄液Ｗの汚れの大半が洗浄の初期段階で発生することに鑑み、洗浄液Ｗの追加供給を洗浄の初期段階で行うことが好ましい。
【００２６】
尚、洗浄液Ｗによる洗浄が完了した後、洗浄液Ｗに代えて仕上げ用洗浄水を用いて、以上説明した方法と同様にしてすすぎ洗いを行うと良い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、処理室の内部は勿論、従来方法では困難であった給気室の内部や気体分散板等の洗浄も十分に行うことができ、異物混入や他製品とのコンタミネーションを防止できるので、サニタリ性が向上し、バリデーションの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る転動流動装置の全体構成を概念的に示す図である。
【図２】ディスクロータ３の周辺部、及びその下方部分の詳細構成を示す拡大断面図である。
【図３】攪拌翼の平面図（図ａ）、正面図（図ｂ）、側面図（図ｃ）である。
【図４】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【図５】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【図６】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【図７】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１ 処理容器
１ａ 処理室
３ ディスクロータ
４ 給気ダクト
５ 給気室
９ 回転駆動軸
８ 気体分散板
１７ 攪拌翼

Claims (4)

1. 粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、前記処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、前記ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、前記処理室と前記給気室とを仕切る気体分散板とを備え、前記処理室に供給された粉粒体を、前記ディスクロータにより転動させると共に、前記給気室から前記気体分散板を介して前記処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置の洗浄方法において、
   前記ディスクロータの回転駆動軸に、前記給気室内に位置する攪拌翼を設け、
   前記処理室と前記給気室とを外部の流体循環路を介して連通させ、前記処理室と前記給気室に洗浄液を充填し、その状態で前記ディスクロータ及び前記攪拌翼を回転させることにより、前記処理室及び前記給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、前記ディスクロータの回転により生じる前記処理室内の前記洗浄液と前記給気室内の前記洗浄液との間の圧力差と、前記攪拌翼の回転により生じる前記給気室内の前記洗浄液の上昇流とを利用して、前記洗浄液を前記処理室から前記流体循環路、前記給気室、前記気体分散板、前記処理室の順に循環させて洗浄を行うことを特徴とする粉粒体処理装置の洗浄方法。
2. 清浄な洗浄液を追加供給すると共に、その追加供給に見合う量の前記洗浄液を排出することを特徴とする請求項１記載の粉粒体処理装置の洗浄方法。
3. 前記洗浄液による洗浄の後、前記洗浄液に代えて仕上げ用洗浄水を用いてすすぎ洗いを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の粉粒体処理装置の洗浄方法。
4. 粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、前記処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、前記ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、前記処理室と前記給気室とを仕切る気体分散板とを備え、前記処理室に供給された粉粒体を、前記ディスクロータにより転動させると共に、前記給気室から前記気体分散板を介して前記処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置において、
   前記ディスクロータの回転駆動軸に、前記給気室内に位置する攪拌翼が設けられていると共に、前記処理容器と、前記給気室又はこれに連通する給気ダクトとに、外部の流体循環路を接続するための接続部を有し、
   前記処理室と前記給気室とを前記流体循環路を介して連通させ、前記処理室と前記給気室に洗浄液を充填し、その状態で前記ディスクロータ及び前記攪拌翼を回転させることにより、前記処理室及び前記給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、前記ディスクロータの回転により生じる前記処理室内の前記洗浄液と前記給気室内の前記洗浄液との間の圧力差と、前記攪拌翼の回転により生じる前記給気室内の前記洗浄液の上昇流とを利用して、前記洗浄液を前記処理室から前記流体循環路、前記給気室、前記気体分散板、前記処理室の順に循環させて洗浄を行うことを特徴とする粉粒体処理装置。

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