JP4525254B2 - 噴霧乾燥装置および顆粒の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スラリーの噴霧および乾燥を行う噴霧乾燥装置および噴霧乾燥装置を使用した顆粒の製造方法に係り、さらに詳しくは、得られる顆粒の粒度のバラツキが小さく、かつ、不純物の混入を有効に防止できる噴霧乾燥装置および顆粒の製造方法に関する。

噴霧乾燥装置は、原料粉末、溶媒およびバインダ等により構成されるスラリーを、ノズルや回転ディスク等の噴霧部により噴霧して、熱風で瞬時に乾燥させるための装置である。このような噴霧乾燥装置は、医薬品、ファインセラミックス等において、顆粒を得るために、従来より用いられている。

噴霧乾燥装置の噴霧部としては、加圧ノズルや回転ディスク等が主に使用される。噴霧部として回転ディスクを使用した場合においては、加圧ノズルを使用した場合と比較して、より細かい顆粒を得ることができ、そのため、噴霧部としては、回転ディスクが好適に使用されている。

上記回転ディスクは、一般に、円板形状を有しており、回転軸により支持される下板、液滴を噴霧するための分散ピン、分散ピン上に形成される上板から構成される。さらに、回転ディスクの上方には、回転ディスク上にスラリーを吐出するためのスラリー吐出部と、このスラリー吐出部を保持するための保持部とが形成されている（たとえば、特許文献１）。

しかしながら、特許文献１に記載されているような回転ディスクを有する噴霧乾燥装置では、噴霧乾燥を連続して行うと、スラリーの跳ね返りや乾燥熱風の影響により、回転ディスクの上板と、スラリー吐出部を保持する保持部との隙間に原料の付着（スケーリング）が発生してしまう。上板と保持部との隙間に原料が付着し、この付着物が堆積してしまうと、堆積により一定の大きさとなった付着物が、脱落し、製品中に混入してしまい、結果として、粒度の揃った製品が得られなくなってしまう。

さらに、付着物の堆積により、高速回転する回転ディスクの上板と、保持部との間において、付着物による摩擦が生じてしまい、この摩擦により、上板あるいは保持部が摩耗してしまい、摩耗物が製品中に不純物として混入し、製品に悪影響を及ぼしてしまうという問題もあった。

特開平１０−１１８５３６号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、回転ディスクの上板と、スラリー吐出部を保持する保持部との隙間への原料の付着を防止し、得られる顆粒の粒度のバラツキを小さくするとともに、不純物の混入を有効に防止できる噴霧乾燥装置、および良好な粒度分布を有し、かつ、不純物の混入が極めて少ない顆粒の製造方法に関する。

上記目的を達成するために、本発明に係る噴霧乾燥装置は、
スラリーを吐出するためのスラリー吐出部と、前記スラリー吐出部を保持するための保持部と、前記吐出部から吐出されたスラリーを放射状に噴霧する回転ディスクと、を有する噴霧乾燥装置であって、
前記回転ディスクには、上板が形成されており、
前記保持部には、前記上板と前記保持部との隙間にガスを流すためのガス吐出機構が具備してあることを特徴とする。

本発明においては、前記保持部に具備されているガス吐出機構から吐出されたガスを、前記上板と前記保持部との隙間へと強制的に流すため、上記隙間への原料の付着を有効に防止することができる。そのため、本発明によると、上板と保持部との隙間への原料の付着を防止することができ、付着物の脱落が原因となる製品の粒度のバラツキや、付着物による摩耗が原因となる不純物の混入を有効に防止することができる。

好ましくは、前記ガス吐出機構から吐出されるガスには、水分が含有されている。前記ガス吐出機構から吐出されるガスに水分を含有させることにより、前記回転ディスクの上板と前記保持部との隙間に、水の潤滑面を形成することができる。そして、水の潤滑面を形成することにより、前記隙間に原料を入り込めなくするため、より効果的に、前記隙間への原料の付着を防止することができる。なお、前記吐出されるガスに水分を含有させる際における含有量は、特に限定されないが、水分の含有量が多すぎると、水の潤滑面に供給される水分が多くなってしまい、水滴となって製品に落下してしまうので、好ましくない。また、水分の含有量が少なすぎると、蒸発速度の方が速くなってしまい、水の潤滑面を連続的に形成することができなくなる。

前記ガス吐出機構から吐出されるガスの温度は、特に限定されないが、好ましくは常温〜４００℃の範囲内とし、より好ましくは常温〜２５０℃とする。特に本発明においては、上記温度範囲内において、噴霧乾燥装置内に導入される乾燥用熱風と実質的に同じ温度とすることが好ましい。これらの温度を実質的に同じにすることにより、噴霧乾燥装置の乾燥筒内の温度を安定化させることができるからである。なお、前記ガス吐出機構から吐出されるガスの温度を前記乾燥用熱風と実質的に同じ温度とする方法としては、前記乾燥用熱風の一部を前記ガス吐出機構に導入し、この熱風をガス吐出口から吐出する方法を採用することが好ましい。このようにすることにより、簡便に、前記吐出ガスの温度と前記乾燥用熱風の温度とを、実質的に同一にすることができるからである。

好ましくは、前記ガス吐出機構に形成されたガス吐出口が、前記上板と前記保持部との隙間に直接向いている。前記ガス吐出口を、原料の付着が顕著に発生する部分である前記上板と前記保持部との隙間に直接向けることにより、この隙間への原料の付着を有効に防止することができ、本発明の作用効果を高めることができる。

好ましくは、前記ガス吐出機構は、複数のガス吐出口を具備しており、複数の前記ガス吐出口が前記保持部に同心円状に配置されている。ガス吐出口を複数形成し、かつ、前記保持部に同心円状に配置することにより、前記ガス吐出口から吐出されるガスの流れを、均一化（安定化）することができ、原料が局部的に付着してしまうことを防止することができる。

好ましくは、複数の前記ガス吐出口は、円形状またはスリット状の吐出口である。本発明においては、各ガス吐出口を円形状とした場合には、その直径は、１〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。また、スリット状とした場合には、その幅は、１〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。ガス吐出口の直径または幅が小さすぎると、ガスの吐出量が不十分になってしまう傾向にあり、一方、大きすぎると、ガスの吐出圧が低下してしまい、原料の付着防止効果が低減してしまうおそれがある。

好ましくは 前記保持部には、前記回転ディスクの回転軸方向から見て、前記上板と前記保持部とが重なり合う部分の少なくとも一部に、外周に向かって前記上板との隙間が広くなるようなテーパーが形成してある。

好ましくは、前記回転ディスクの上板には、前記回転ディスクの回転軸方向から見て、前記上板と前記保持部とが重なり合う部分の少なくとも一部に、内周に向かって前記保持部との隙間が広くなるようなテーパーが形成してある。

前記保持部および／または前記回転ディスクの上板の少なくとも一部にテーパーを設けることにより、前記回転ディスクの上板と前記保持部との間隔を十分に確保することができるため、前記回転ディスクの上板と前記保持部との隙間への原料の付着を、より効果的に防止することができる。

好ましくは、前記上板には、前記回転ディスクの回転軸方向から見て、前記上板と前記保持部とが重なり合う部分の少なくとも一部に、スリットまたは貫通孔が形成されている。

前記上板と前記保持部とが重なり合う部分のうち少なくとも一部に、複数のスリットまたは貫通孔を形成することにより、前記スリットまたは貫通孔を形成した部分では、前記上板と前記保持部との間の隙間をなくすことができる。そして、前記スリットまたは貫通孔を形成した部分には、前記上板と前記保持部との間の隙間がなくなるため、原料の付着を効果的に防止することができる。

前記スリットは、前記回転ディスクの上板の内側（内径側）から外側（外径側）に向かって、放射状に形成されていることが好ましく、このように放射状に形成することにより、スリットの形成効果を高めることができる。前記貫通孔は、前記上板に同心円状に配置されることが好ましく、このように同心円状に配置することにより、回転ディスクの回転を安定化させることができる。

本発明に係る顆粒の製造方法は、
スラリーを吐出するためのスラリー吐出部を保持する保持部に近接して回転ディスクの上板を配置し、
前記回転ディスクを回転させながら、前記スラリー吐出部から前記回転ディスクの下板の回転軸付近にスラリーを供給し、前記スラリーを回転ディスクの外周に位置する乾燥雰囲気中へ吹き飛ばして顆粒を製造する方法において、
前記上板と前記保持部との隙間に、強制的にガスを流すことを特徴とする。

本発明の製造方法によると、前記上板と前記保持部との隙間に強制的にガスを流すため、この隙間への原料の付着を有効に防止することができる。よって、付着物の脱落が原因となる製品の粒度のバラツキや、付着物による摩耗が原因となる不純物の混入を有効に防止することができ、良好な粒度分布を有し、かつ、不純物の混入が極めて少ない顆粒を得ることができる。

本発明によると、保持部に、上板と保持部との隙間にガスを流すためのガス吐出機構を設けるため、回転ディスクの上板と保持部との隙間への原料の付着を有効に防止することができ、付着物の脱落が原因となる製品の粒度のバラツキや、付着物による摩耗が原因となる不純物の混入を有効に防止することができる。また、本発明の製造方法においては、上板と保持部との隙間に、強制的にガスを流すため、良好な粒度分布を有し、かつ、不純物の混入が極めて少ない顆粒を得ることができる。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥装置の全体構成図、
図２は本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図、
図３は本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の拡大断面図、
図４（Ａ）は図２に示すIVＡ−IVＡ線に沿う噴霧部の要部断面図、図４（Ｂ）は図２に示すIVＢ−IVＢ線に沿う噴霧部の要部断面図、
図５〜図１０は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図、
図１１は従来の噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。

第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥システムは、乾燥手段である噴霧乾燥装置１と、噴霧乾燥装置１にスラリーポンプ１１を介してスラリーを供給するスラリー供給手段と、送風機１２を介して乾燥用熱風を供給する熱風供給手段と、排気手段（サイクロン１４、バグフィルター１５、回収機用ブロアー１６）とを有する。

本実施形態の噴霧乾燥システムにおいては、原料粉末、溶媒およびバインダ等により構成されるスラリーを、スラリーポンプ１１を介してスラリー供給手段から噴霧乾燥装置１に供給し、送風機１２を介して熱風供給手段から送られる乾燥用熱風により、噴霧乾燥装置１内にて原料の乾燥を行い、顆粒状の原料粒を得る。

噴霧乾燥装置１は、筒状の乾燥筒体１０と、乾燥筒体１０の上方中心部に位置する噴霧部２とを有する。噴霧部２へは、スラリーポンプ１１を介してスラリー供給手段から、スラリーが供給されるようになっており、供給されたスラリーは、噴霧部２により、乾燥筒体１０の内壁に向けて放射状に噴霧される。そして、噴霧部２により、噴霧されたスラリーは、送風機１２を介して熱風供給手段から送られる乾燥用熱風により乾燥され、顆粒となり、乾燥材料排出口１３から取り出される。

図２に示すように、噴霧部２は、回転軸４を介して回転自在に配置された回転ディスク３と、スラリーホース（スラリー供給手段の一部）５と、回転軸４およびスラリーホース５を保持するディストリビュータ６とを有している。ディストリビュータ６は、ケーシング７の下端部７−１により外周側から固定されている。ディストリビュータ６およびケーシング７の下端部７−１は、本発明の「保持部」を構成している。

スラリーホース５は、スラリー供給手段から供給されたスラリーを吐出するための吐出部５ａを有している。スラリー供給手段から供給されたスラリーは、吐出部５ａを介して、回転ディスク３上の回転軸４付近に滴下される。本実施形態では、スラリーホース５は、図２に示すように、回転軸４を中心として１８０°対称位置に２本配置したが、スラリーホース５の本数や配置位置は特に限定されない。なお、スラリーホース５を２本以上配置する場合には、スラリーの滴下が一定になるように、回転ディスク３の周方向に等間隔に配置することが好ましい。また、スラリーホース５を構成する材質は特に限定されないが、たとえばナイロンなどが使用可能である。

回転ディスク３は、円板形状であり、回転軸４により支持される下板３１を有し、下板３１の外周側上面には、回転ディスク３の周方向に分散ピン３２が複数配置してある。さらに、分散ピン３２上には、上板３３が固定されている。回転ディスク３は、回転軸４により、好ましくは回転速度３０００〜８０００ｒｐｍで回転自在となっており、吐出部５ａから吐出されるスラリーを、回転による遠心力により、放射状に噴霧可能となっている。

本実施形態における噴霧部２によるスラリーの具体的な噴霧方法を次に示す。まず、吐出部５ａから、回転ディスク３の下板３１の表面にスラリーが液滴の状態で滴下される。次いで、回転ディスク３の回転による遠心力により、このスラリー液滴が、下板３１上を外周側に移動していき、分散ピン３２の下部周面に付着する。そして、分散ピン３２に付着したスラリー液滴は、遠心力により、分散ピン３２の表面上を上昇していき、分散ピン３２の上端付近において分散ピン３２を離れ噴霧される。

本実施形態において、分散ピン３２の上方に形成されている上板３３は、スラリー液滴の噴霧を安定化させる機能を有しており、上板３３を形成することにより、得られる顆粒の粒度分布をシャープにすることができる。本実施形態では、上板３３を形成することにより、粒度分布をシャープにすることができるため、粒度分布を基準とする良品率を約１０％程度高めることができる。

本実施形態では、図２，３に示すように、噴霧部２には、回転ディスク３の上板３３とディストリビュータ６との隙間に、ガスホース８を介してガス吐出口８２からガスを吐出するためのガス吐出機構が形成されている。このガス吐出機構においては、まず、ガスホース８よりガスが導入される。次いで、この導入されたガスは、図４（Ａ）に示すディストリビュータ６内に同心円状に形成されたガス流路８１を通り、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すディストリビュータ６の下面に配置された複数のガス吐出口８２から、上板３３に向けて吐出される。なお、図４（Ａ）は、図２のIVＡ−IVＡ線に沿う断面図である。また、図４（Ｂ）は、図２のIVＢ−IVＢ線に沿う断面図であり、図４（Ｂ）は、上板３３側から見たディストリビュータ６の下面を表す図である。

本実施形態では、ディストリビュータ６の下面に形成されたガス吐出口８２から吐出されたガスを、上板３３とディストリビュータ６との隙間へと強制的に流すため、上記隙間への原料の付着を有効に防止することができる。そして、原料の付着を防止することにより、付着物の脱落が原因となる製品の粒度のバラツキや、付着物による摩耗が原因となる不純物の混入を有効に防止することができる。

本実施形態においては、ガス吐出口８２は、円形状を有しており、ディストリビュータ６内に形成されたガス流路８１に沿って、ディストリビュータ６の下面に、同心円状に複数配置されている。複数のガス吐出口８２を同心円状に配置することにより、ガス吐出口８２から吐出されるガスの流れを、均一化（安定化）することができ、原料が局部的に付着してしまうことを防止することができる。ガス吐出口８２の大きさは、特に限定されないが、その直径ｒ１は、１〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。ガス吐出口８２が小さすぎると、ガスの吐出量が不十分となってしまう傾向にあり、一方、大きすぎると、ガスの吐出圧が低下してしまい、原料の付着防止効果が低減してしまうおそれがある。なお、ガス吐出口８２の形成個数については、特に限定されず、乾燥する原料等に合わせて適宜選択すれば良いが、たとえば２〜１２個程度とする。

ガス吐出口８２から吐出されるガスとしては、特に限定されず、乾燥する原料に合わせて適宜選択すればよく、たとえば、空気や窒素などが使用できる。また、ガス吐出口８２から吐出されるガスの温度も、特に限定されないが、常温〜４００℃の範囲とすることが好ましく、より好ましくは常温〜２５０℃とする。

特に本実施形態においては、ガス吐出口８２から吐出されるガスを、送風機１２を介して熱風供給手段より供給される乾燥用熱風と同じものを使用することが好ましい。このようにすることにより、ガス吐出口８２から吐出されるガスと乾燥用熱風とのガスの種類を実質的に同じとし、かつ、実質的に同じ温度とすることができるからである。そして、ガスの種類および温度を実質的に同じとすることにより、噴霧乾燥装置１の乾燥筒１０内の雰囲気（特に温度）を安定化させることができる。

また、上記ガス吐出口８２から吐出されるガスには、水分を含有させても良い。水分を含有させることにより、上板３３とディストリビュータ６との隙間に、水の潤滑面を形成することができる。そして、水の潤滑面を形成することにより、上記隙間に原料を入り込めなくするため、より効果的に、前記隙間への原料の付着を防止することができる。しかも、上記水の潤滑面を形成することにより、たとえ、上記隙間に原料が付着しても、上板３３あるいはディストリビュータ６の摩耗を防止することができる。

ガス中における水分の含有量については、特に限定されないが、水分の含有量が多すぎると、水の潤滑面に供給される水分が多くなってしまい、水滴となって製品に落下してしまうので、好ましくない。また、水分の含有量が少なすぎると、蒸発速度の方が速くなってしまい、水の潤滑面を連続的に形成することができなくなる。なお、本実施形態において、吐出ガスに水分を含有させる方法としては、ガスホース８の途中に加湿機構を設ける方法などが挙げられる。

なお、通常、噴霧部２においては、回転ディスク３の回転ブレを防止するために、回転ディスク３は、保持部であるディストリビュータ６になるべく近い位置に設置する必要がある。そのため、回転ディスク３の上板３３と、ディストリビュータ６との隙間は、比較的に狭くする必要がある。

そのため、図１１に示す従来の噴霧乾燥装置の噴霧部２ｇにおいては、回転ディスク３に形成された上板３３とディストリビュータ６ｇとの隙間が、約１〜２ｍｍ程度と非常に狭くなっていた。そのため、従来の噴霧乾燥装置の噴霧部２ｇでは、噴霧乾燥を連続して行うと、スラリーの跳ね返りや乾燥熱風の影響により、上板３３とディストリビュータ６ｇとの隙間に原料の付着（スケーリング）が発生していた。そして、上板３３とディストリビュータ６ｇとの隙間に原料が付着し、この付着物が堆積し、堆積により一定の大きさとなった付着物が脱落し、製品中に混入してしまい、製品の粒度のバラツキが大きくなってしまうという問題があった。

さらに、付着物の堆積により、高速回転する回転ディスク３の上板３３とディストリビュータ６ｇとの間に、付着物による摩擦が生じてしまう。そして、この摩擦により、上板３３あるいはディストリビュータ６ｇの一部が摩耗してしまい、摩耗物が製品中に不純物として混入し、製品に悪影響を及ぼしてしまうという問題もあった。

これに対して、本実施形態では、ディストリビュータ６の下面に形成されたガス吐出口８２から吐出されたガスを、上板３３とディストリビュータ６との隙間へと強制的に流している。そのため、上板３３とディストリビュータ６との隙間への原料の付着を防止することができ、従来の噴霧乾燥装置の噴霧部２ｇにおける付着物の問題を解決することができる。なお、本実施形態においては、たとえ、上板３３とディストリビュータ６との隙間への原料の付着が発生しても、原料の付着物が堆積し、大きな堆積物となってしまう前に、上記強制的に流される吐出ガスにより吹き飛ばして、除去することができる。

そして、噴霧部２より噴霧されたスラリーの液滴は、図１に示す送風機１２を介して熱風供給手段から送られる乾燥用熱風（好ましくは１８０〜２３０℃）により乾燥され、顆粒となり、最終的に、乾燥材料排出口１３より取り出される。本実施形態によると、良好な粒度分布を有し、かつ、不純物の混入が極めて少ない顆粒を得ることができる。

なお、熱風供給手段から送られた乾燥用熱風は、排気手段であるサイクロン１４、バグフィルター１５および回収機用ブロアー１６により、噴霧乾燥により気化した溶媒や粉塵と共に回収される。

第２実施形態
図５に示す本実施形態の噴霧部２ａは、第１実施形態の噴霧部２と以下に示す以外は、同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。なお、図５（Ａ）は、第１実施形態の図２のIVＡ−IVＡ線に沿う断面図に相当し、図５（Ｂ）は、図２のIVＢ−IVＢ線に沿う断面図に相当する。すなわち、図５（Ａ）は第１実施形態の図４（Ａ）に、図５（Ｂ）は第１実施形態の図４（Ｂ）にそれぞれ相当する。

本実施形態のディストリビュータ６ａの下面には、第１実施形態と異なり、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、複数のスリット状のガス吐出口８２ａが同心円状に配置されている。第１実施形態とは異なり、本実施形態のように、ガス吐出口８２ａをスリット状に形成した場合においても、上板３３とディストリビュータ６ａとの隙間への原料の付着を防止することができる。

ガス吐出口８２ａのスリット幅は、特に限定されないが、１〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。スリット幅が小さすぎると、ガスの吐出が不十分となってしまう傾向にあり、一方、大きすぎると、ガスの吐出圧が低下してしまい、原料の付着防止効果が低減してしまうおそれがある。また、ガス吐出口８２ａのスリット長さや形成個数については、特に限定されず、適宜選択すればよい。

第３実施形態
図６に示す本実施形態の噴霧部２ｂは、第１実施形態の噴霧部２と以下に示す以外は、同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。

本実施形態においては、第１実施形態と異なり、ガス吐出機構のガス吐出口８２ｂが、ディストリビュータ６ｂの下面ではなく、ケーシング７ｂの下端部７ｂ−１の側面に形成してある。第１実施形態とは異なり、本実施形態のように、ガス吐出口８２ｂを、上板３３とディストリビュータ６ｂとの隙間に直接向いていない場合においても、この隙間への原料の付着を防止することができる。すなわち、本実施形態においても、ガス吐出口８２ｂから吐出されたガスを、上板３３とディストリビュータ６ｂとの隙間へ強制的に流すことができる。

なお、本実施例においては、図示しなかったが、ガス吐出口８２ｂはケーシング７ｂの下端部７ｂ−１の側面に複数形成されている。そして、各ガス吐出口８２ｂには、ガスホース８ｂから供給されるガスを、第１実施形態と同様に、ガス流路８１ｂを介して供給される。なお、ガス吐出口８２ｂの形状は、第１実施形態と同様に円形状としても良いし、また、第２実施形態と同様にスリット形状としても良い。

第４実施形態
図７に示す本実施形態の噴霧部２ｃは、第１実施形態の噴霧部２と以下に示す以外は、同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。
本実施形態の噴霧部２ｃでは、第１実施形態と異なり、ディストリビュータ６ｃの下面には、外周に向かって上板３３との隙間が広くなるようなテーパー６ｃ−１が形成されている。本実施形態では、ディストリビュータ６ｃの下面に、ガス吐出口８２ｃを形成するとともに、テーパー６ｃ−１を形成する。そのため、上板３３とディストリビュータ６ｃとの間隔を十分に確保することができ、上板３３とディストリビュータ６ｃとの隙間への原料の付着を、より効果的に防止することができる。

なお、ディストリビュータ６ｃの下面に形成されるテーパー６ｃ−１は、ディストリビュータ６ｃの少なくとも一部に形成すれば良く、たとえば、テーパー開始点６ｃ−２やテーパー角度は、目的に合わせて任意に設定可能である。

第５実施形態
図８に示す本実施形態の噴霧部２ｄは、第１実施形態の噴霧部２と以下に示す以外は、同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。
本実施形態の噴霧部２ｄでは、第１実施形態と異なり、回転ディスク３ｄの上板３３ｄの内周側端部上面には、内周に向かって、ディストリビュータ６との隙間が広くなるようなテーパー３３ｄ−１が形成されている。本実施形態では、ディストリビュータ６の下面に、ガス吐出口８２を形成するとともに、上板３３ｄに、テーパー３３ｄ−１を形成する。そのため、上板３３ｄとディストリビュータ６との間隔を十分に確保することができ、上板３３ｄとディストリビュータ６との隙間への原料の付着を、より効果的に防止することができる。

なお、上板３３ｄの内周側端部上面に形成されるテーパー３３ｄ−１は、上板３３ｄの内周側端部上面の少なくとも一部に形成すれば良く、たとえば、テーパー開始点３３ｄ−２やテーパー角度は、目的に合わせて任意に設定可能である。

第６実施形態
本実施形態に係る噴霧乾燥装置は、噴霧部の回転ディスク上に図９に示す上板３３ｅが形成されている以外は、第１実施形態の噴霧乾燥装置１と同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。なお、図９は、図２のIX−IX線断面図に相当する。

本実施形態では、図９に示すように、上板３３ｅには、回転軸４方向から見て、上板３３ｅとディストリビュータ６およびケーシング７の下端部７−１とが重なり合う部分に、複数の短形スリット３５ｅを有する。本実施形態においては、上板３３ｅに複数のスリット３５ｅを形成することにより、スリット３５ｅを形成した部分では、上板３３ｅとディストリビュータ６との間の隙間をなくすことができる。そのため、上板３３ｅとディストリビュータ６との隙間への原料の付着を防止することができる。

しかも、本実施形態では、上板３３ｅには、スリット３５ｅを形成しているため、たとえ、スラリーの付着が発生したとしても、スラリーの付着物が堆積し、大きな堆積物となってしまう前に、付着物をスリット３５ｅから落下させることができる。そのため、スラリー付着による堆積を有効に防止することもできる。

上記スリット３５ｅの数は、特に限定されず、上板３３ｅの強度が十分に確保される範囲内において、できる限り多く形成することが好ましい。ただし、スリット３５ｅは、上板３３ｅの下部に位置する分散ピン３２ｅ（図示省略）を避けて形成する。また、スリット３５ｅの幅ｗは、上板３３ｅの内径ｒ２の１／２０〜１／１０程度とする。あるいは、スリット３５ｅの幅ｗは、５〜１０ｍｍ程度とする。なお、上板３３ｅの内径ｒ２の大きさは、通常５０〜１００ｍｍ程度である。本実施形態においては、図９に示すように、複数のスリット３５ｅは、回転ディスク３ｅの周方向に等間隔に配置するため、回転ディスク３ｅの回転を安定化させることができる。

第７実施形態
本実施形態に係る噴霧乾燥装置は、噴霧部の回転ディスク上に図１０に示す上板３３ｆが形成されている以外は、第６実施形態の噴霧乾燥装置と同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。なお、図１０は、図２のX−X線断面図に相当する。

本実施形態の上板３３ｆには、第６実施形態と異なり、回転軸４方向から見て、上板３３ｆとディストリビュータ６およびケーシング７の下端部７−１とが重なり合う部分に、複数の貫通孔３５ｆが形成されている。本実施形態においては、上板３３ｆに複数の貫通孔３５ｆを形成することにより、第６実施形態と同様に、貫通孔３５ｆを形成した部分では、上板３３ｆとディストリビュータ６との間の隙間をなくすことができる。そのため、上板３３ｆとディストリビュータ６との隙間への原料の付着を防止することができる。

しかも、本実施形態では、図１０に示すように、複数の貫通孔３５ｆは回転ディスク３ｆの同心円状に、かつ、回転ディスク３ｆの周方向に等間隔に配置されている。そのため、回転ディスク３ｆの回転を安定化させることができる。

上記貫通孔３５ｆの数は、特に限定されず、上板３３ｆの強度が十分に確保される範囲内において、できる限り多く形成することが好ましい。また、貫通孔３５ｆの内径ｒ３の大きさは、上板３３ｆの内径ｒ２の１／１０〜１／５程度、あるいは、５〜１０ｍｍ程度とする。

その他の実施形態
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、上述した実施形態では、ガス吐出口８２（ガス吐出口８２ｂ）を、ディストリビュータ６の下面（第１実施形態）、またはケーシング７ｂの下端部７ｂ−１（第３実施形態）に、それぞれ、別々に形成したが、同時に形成することも可能である。また、上述した各実施形態では、テーパー６ｃ−１、テーパー３３ｄ−１、スリット３５ｅおよび貫通孔３５ｆを、それぞれ別々に形成したが、本発明の作用効果を損なわない限りにおいて、これらを複合して形成することも可能である。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

まず、出発原料として、セラミック原料を用意し、セラミック原料とバインダーと純水とを撹拌・混合し、次いで、配合粉砕機を使用して配合・粉砕を行い、セラミックスラリーを作製した。

次いで、得られたセラミックスラリーについて、図２〜４に示す噴霧部２を有する本発明の噴霧乾燥装置（実施例）を使用して噴霧乾燥を行った。なお、噴霧乾燥の条件としては、回転ディスク３の回転数を３５００ｒｐｍ、乾燥用熱風の温度を１９０℃とした。また、本実施例においては、ガス吐出口８２の直径ｒ１を、３ｍｍとした。

さらに、上記とは別に、得られたセラミックスラリーについて、上記と同様にして、図１１に示す噴霧部２ｇを有する従来の噴霧乾燥装置（比較例）を使用して噴霧乾燥を行った。

次いで、本発明の噴霧乾燥装置（実施例）を使用して得られたセラミック顆粒、および従来の噴霧乾燥装置（比較例）を使用して得られたセラミック顆粒について、外観検査および顆粒の良品率の測定を行った。

外観検査は、得られたセラミック顆粒について、黒色の異物が存在するか否か、および顆粒の固まりが存在するか否かを評価することにより行った。外観検査は、表１に示す検査ロット数について行った。黒色の異物、または顆粒の固まりが存在したロットを不良ロットとし、検査ロット数に対する不良ロット数の割合を不良率として求めた。不良率は低いほうが好ましい。結果を表１に示す。

顆粒の良品率の測定は、得られたセラミック顆粒について、粒度分布の測定を行い、粒径が３００μｍ以下の範囲にあった粒子を良品とし、粒子の全重量に対する良品の重量を求め、これを良品率とした。結果を表２に示す。良品率は高いほうが好ましい。

評価１
表１より、本発明の噴霧乾燥装置（実施例）を使用して得られたセラミック顆粒は、黒色の異物および顆粒の固まりが、全く存在せず、良好な結果となった。一方、従来の噴霧乾燥装置（比較例）を使用して得られたセラミック顆粒は、黒色の異物および顆粒の固まりが、それぞれ確認され、不良率が１．３８％であった。なお、比較例にて確認された黒色の異物は、ディストリビュータおよび／または回転ディスクの上板の一部が摩耗することにより混入した摩耗物であり、また、顆粒の固まりは、ディストリビュータと回転ディスクの上板との間に堆積した付着物であった。

この結果より、本発明の噴霧乾燥装置（実施例）を使用することにより、回転ディスクの上板とディストリビュータ（保持部）との隙間への原料の付着を有効に防止することができることが確認できた。

評価２
表２より、本発明の噴霧乾燥装置（実施例）を使用して得られたセラミック顆粒は、良品率が９４％となり、良好な結果であった。一方、従来の噴霧乾燥装置（比較例）を使用して得られたセラミック顆粒は、良品率が８７．６％となり、９０％を下回り、良品率に劣る結果となった。

この結果より、本発明の噴霧乾燥装置（実施例）を使用することにより、粒度分布のバラツキを解消することができ、結果として、良品率を向上させることが可能であることが確認できた。

図１は本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥装置の全体構成図である。 図２は本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図３は本発明の一実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の拡大断面図である。 図４（Ａ）は図２に示すIVＡ−IVＡ線に沿う噴霧部の要部断面図、図４（Ｂ）は図２に示すIVＢ−IVＢ線に沿う噴霧部の要部断面図である。 図５は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図６は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図７は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図８は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図９は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図１０は本発明の他の実施形態に係る噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。 図１１は従来の噴霧乾燥装置の噴霧部の要部断面図である。

符号の説明

１… 噴霧乾燥装置
１０… 乾燥筒体
１１… スラリーポンプ
１２… 送風機
１３… 乾燥材料排出口
１４… サイクロン
１５… バグフィルター
１６… 回収機用ブロアー
２… 噴霧部
３… 回転ディスク
３１… 下板
３２… 分散ピン
３３… 上板
４… 回転軸
５… スラリーホース
５ａ… 吐出部
６… ディストリビュータ
７… ケーシング
７−１… 下端部
８… ガスホース
８１… ガス流路
８２… ガス吐出口

Claims (8)

1. スラリーを吐出するためのスラリー吐出部と、前記スラリー吐出部を保持するための保持部と、前記吐出部から吐出されたスラリーを放射状に噴霧する回転ディスクと、を有する噴霧乾燥装置であって、
   前記回転ディスクには、周方向に分散ピンが複数配置してあり、前記分散ピンの上方には上板が形成されており、
   前記上板には、前記回転ディスクの回転軸方向から見て、前記上板と前記保持部とが重なり合う部分に、複数のスリットまたは複数の貫通孔が形成されており、
   前記保持部には、前記上板と前記保持部との隙間にガスを流すためのガス吐出機構が具備してあることを特徴とする噴霧乾燥装置。
2. 前記ガス吐出機構から吐出されるガスには、水分が含有されている請求項１に記載の噴霧乾燥装置。
3. 前記ガス吐出機構から吐出されるガスの温度が、常温〜４００℃の範囲内である請求項１または２に記載の噴霧乾燥装置。
4. 前記ガス吐出機構に形成されたガス吐出口が、前記上板と前記保持部との隙間に直接向いている請求項１〜３のいずれかに記載の噴霧乾燥装置。
5. 前記ガス吐出機構に形成された複数のガス吐出口が、前記保持部に同心円状に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の噴霧乾燥装置。
6. 複数の前記ガス吐出口が、円形状の吐出口である請求項５に記載の噴霧乾燥装置。
7. 複数の前記ガス吐出口が、スリット状の吐出口である請求項５に記載の噴霧乾燥装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の噴霧乾燥装置を使用する顆粒の製造方法であって、
   スラリーを吐出するためのスラリー吐出部を保持する保持部に近接して回転ディスクの上板を配置し、
   前記回転ディスクを回転させながら、前記スラリー吐出部から前記回転ディスクの下板の回転軸付近にスラリーを供給し、前記スラリーを回転ディスクの外周に位置する乾燥雰囲気中へ吹き飛ばして顆粒を製造する方法において、
   前記上板と前記保持部との隙間に、強制的にガスを流すことを特徴とする顆粒の製造方法。

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