JP6452245B2

JP6452245B2 - 乾式造粒機

Info

Publication number: JP6452245B2
Application number: JP2015117223A
Authority: JP
Inventors: 隆司大野
Original assignee: Freund Turbo Corp
Current assignee: Freund Turbo Corp
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: JP2017000955A

Description

本発明は、医薬品、食品、化学原料、合成樹脂等の製造工程に用いられる粉体処理装置に関し、特に、原料圧縮用ロール間にて粉体原料を圧密成形する乾式造粒機とその制御技術に関する。

従来より、粉体を圧密成形する装置として、乾質の粉体原料を一対の原料圧縮用ロール（以下、原料圧縮用ロールは適宜ロールと略記する）によって圧縮成形する乾式造粒機が知られている。乾式造粒機における圧密成形方法は、水やアルコール、溶媒を結合剤として用いる湿式造粒機と比較して、加湿、乾燥工程が不要で処理時間が短いため、設備やエネルギーコストの点でメリットがある。また、乾式造粒機は、結合剤として添加物を用いないことから、無機、有機を問わず広範囲な産業分野において使用されている。

例えば、医薬分野においては、打錠処理前の原料嵩上げや、充填率向上の中間工程、細粒、顆粒化などの最終製品工程に重用される。また、食品分野においては、湿式装置では香りや味を損なうような対象原料に特に好まれて利用される。さらに、工業分野においては、金属粉、無機材料、化学原料、顔染料、電子部品材、合成樹脂、新素材など、多様な種類の素材や目的に使用されており、そのほとんどが結合剤として添加物が混入することを嫌う場合である。

図５,６は、従来の乾式造粒機の構成を示す説明図であり、図５はロールの回転軸が水平方向に配置された形態の乾式造粒機、図６はロールの回転軸が上下方向に配置された形態の乾式造粒機の一例をそれぞれ示している。図５の乾式造粒機５０は、粉体原料（図示せず）が貯留される円錐状のホッパー５１と、ホッパー５１から下方向に延びる搬送スクリュー５２（以下、スクリュー５２と略記する）、スクリュー５２の下方に配置された一対の原料圧縮用ロール５３（５３ａ,５３ｂ）を有している。乾式造粒機５０では、ロール５３の回転軸５４（５４ａ,５４ｂ）が水平方向に並置されている。

ホッパー５１には、貯留原料の高さを検出するレベル計（図示せず）が設けられており、原料高さの上限・下限が設定されている。原料が減少し、レベル計によって下限を検知すると、ホッパー５１に粉体原料が追加連続投入され、上限を検知すると、原料投入が停止される。ホッパー５１への粉体原料の投入は、別途設けられた図示しない供給機によって行われ、これによりホッパー５１内の滞留原料の粉体圧を安定させている。

スクリュー５２は、ホッパー５１の下部に形成された円筒状のスクリューケース部５５内に挿入されている。スクリュー５２には、原料のラットホールやホッパー５１への付着防止のためスクレーパー５６が取り付けられている。スクレーパー５６はスクリュー５２と同軸状に固定されており、スクリュー５２とスクレーパー５６はスクリュー用電動機（電動モータ）５７により回転する。スクリュー用電動機５７の回転は、図示しない制御装置によって制御される。

スクリュー５２の下方、所定間隔を隔てて配設されたロール５３ａ,５３ｂの間には、原料噛み込み部５８が形成されている。スクリューケース部５５の下端には、ロール５３の側方から原料が漏れるのを防止するため、原料噛み込み部５８を覆うようにサイドシール５９が取り付けられている。サイドシール５９は、滑性の高い材質（例えば、フッ素系合成樹脂等）にて形成されており、ロール５３を両側から挟むように配設されている（図５では手前側の一方のみ図示）。

ロール５３ａ,５３ｂは、専用のロール駆動用電動機（図示せず）によって、互いに逆方向に同期回転している。ロール５３ａ,５３ｂのうち一方の回転軸５４は固定され、他方は浮動支持されている。浮動支持された回転軸５４は、ロール間隔が原料噛み込みによって広がろうとするのを押える方向に圧力（油圧）が加えられており、所定のロール間距離が保持されるようになっている。

このような乾式造粒機５０では、ホッパー５１に投入、貯留された粉体原料（図示せず）は、スクリュー５２によって原料噛み込み部５８に運ばれ、ロール５３ａ,５３ｂの間で圧密成形される。この場合、ホッパー５１内の粉体原料は、自身の重量による粉体圧により、粉体粒子間に含まれる空気が貯留状態で上方向に脱気する。ホッパー５１内の粉体原料は、スクリュー５２の回転により原料噛み込み部５８に搬送供給され、その際、粉体原料は搬送と同時にさらに加圧脱気され、原料噛み込み部５８に連続的に加圧搬送、充填される。通常運転状態では、ロール５３は、粉体原料を噛み込み下方に排出する方向に一定速度で回転する。原料噛み込み部５８には粉体原料が連続的に加圧充填され、それらがロール５３により噛み込まれ、圧密成形される。粉体原料が圧密成形されたフレークは、ロール５３の下方に連続的に生成、排出される。

図６の乾式造粒機６０は、ロール５３の回転軸５４（５４ａ,５４ｂ）が上下方向に並置されている。なお、以下の乾式造粒機においては、図５の乾式造粒機５０と同様の部材、部分には適宜、乾式造粒機５０と同一の符号を付し、その説明は省略する。乾式造粒機６０では、ホッパー５１内に、水平方向に延びる回転軸６１を有するスクレーパー６２が設けられている。スクレーパー６２は、ホッパー５１の外に設けられたスクレーパー用電動機６３によって回転駆動される。スクレーパー６２により、ホッパー５１内に貯留された粉体原料が滞りなく下方のスクリュー５２に導かれる。ホッパー５１の下方には、スクリュー５２が水平方向に延設されている。スクリュー５２は、スクリュー用電動機５７により回転する。

乾式造粒機６０においても、ホッパー５１内の粉体原料は、自重による粉体圧で粒子間の空気が上方向に脱気する。スクレーパー６２によって撹拌されつつ下方のスクリュー５２に導かれた粉体原料は、スクリュー５２の回転に伴い図中右方向に搬送される。乾式造粒機５０と同様に、粉体原料は搬送中に脱気加圧され、原料噛み込み部５８に加圧充填される。加圧充填された粉体原料は、ロール５３により噛み込まれ、圧密成形されたフレークとなってロール５３の右方に連続的に生成、排出される。その際、乾式造粒機６０においては、上側のロール５３ａが浮動ロールとなっており、原料噛み込みによるロール間隔の拡大を抑え、所定のロール間距離を保持している。

このように、乾式造粒機の一般的な連続運転では、粉体原料は、ホッパー内及びスクリュー搬送時に脱気され、ロール５３直前の原料噛み込み部５８に加圧充填される。その際、各機構の電動機は、装置の下流側から上流側に順次運転が開始されるのが一般的である。すなわち、乾式造粒機５０,６０においては、ロール駆動用電動機（図示せず）、スクリュー用電動機５７、スクレーパー用電動機６３の順に制御駆動される。これは、動作回転中のロール５３に対し、粉体原料が十分脱気されて噛み込み部５８に加圧充填されるようにするためであり、粉体原料の搬送量は、スクリュー５２の回転数によって適宜制御される。これにより、原料噛み込み部５８に対し安定した状態で粉体原料が送給され、均一で安定した圧密物の生成が可能となる。なお、粉体原料の嵩密度が非常に低く、ホッパー内やスクリュー搬送でも包含された空気が抜け切れない場合には、補助的にスクリュー先端部近傍に設けたフィルターを介して、真空ポンプ等により強制的な脱気を行う場合もある。

乾式造粒機５０,６０では、上述のような経緯を経て、ロール５３に噛み込まれた粉体原料が両ロールによって圧縮され、フレークと称される短冊状、リボン状などの圧密成形物となる。形成された圧密成形物は、必要に応じて物理的に破砕、整粒して希望する大きさの造粒物とされる。この破砕、整粒を行うため、ロール５３の下流には、適宜、破砕機構が配置される。

特開平８−２８１４９６号公報特開２００１−９９１３９号公報特開２００１−８７８９６号公報特開２００１−８７８９７号公報

前述のように、乾式造粒機では、通常の連続運転時には、粉体原料は、ホッパー内及びスクリュー搬送時に脱気され、スクリューによって搬送加圧された状態となるが、脱気が不十分な状態で原料がロールに供給されると、供給原料の見掛け上の密度が不安定となる。すると、ロールと粉体原料の間の摩擦抵抗が変動し、安定した噛み込みができなくなり、均一な圧密成形を行えなくなる。このため、まずホッパー内においては、原料の貯留レベルを粉体圧効果が発生する最低量以上に保つことが必要となる。また、スクリュー搬送に際しては、原料噛み込み部にて粉体原料が適切な加圧充填状態となっていることが必要であり、過剰な加圧は原料の固結を招くこともある。

一方、未知の粉体原料で乾式造粒を試す際など、被圧密対象原料が乾式造粒に向くか否かを比較的少量の原料で確認したい場合も多く存在する。この場合、連続運転を行う程の運転条件は必要ないものの、原料噛み込み部に粉体原料が均一に充填される状態が一時的にでも必要となる。しかしながら、原料が少量の場合、ホッパーでの粉体圧やスクリューによる搬送脱気が十分に行えないおそれがあり、ホッパー内の原料貯留レベルが低いと、十分な粉体圧効果が得られない。また、スクリューケース部内に十分な原料が存在しない場合、原料自体は搬送されるものの、スクリューケース部内の未充填空間の空気と原料が撹拌され、原料を十分に脱気加圧できなくなる。通常運転状態では、ロールは既に回転しており、そこに脱気加圧されていない原料が供給されると、粉体状態のままロールから順次排出されてしまい、所望の圧密成形が困難となる。

この傾向は、上下にロールを配置した乾式造粒機の方が、水平にロールを配置した乾式造粒機よりも顕著となる。すなわち、乾式造粒機６０のようにロール５３が上下方向に配置された装置では、構造的にスクリュー５２やスクリューケース部５５が長くなる傾向があるため、未充填空間の空気と粉体原料が撹拌される機会がより多くなり、少量原料の運転がさらに困難となる。このため、最低でもスクリューケース部５５を満たし得る量の粉体原料を加えて運転する必要があり、少量原料運転にも量的な制約が存在していた。なお、脱気に関しては、前述のような真空ポンプ等による強制的な方法も考えられるが、これはあくまでも原料充填状態における補助的な脱気のため、未充填空間の空気と粉体原料が撹拌されるような搬送状態の場合、それを補うほどの効果は得られない。

これに対し、従来より、少量原料に対しては、微小量の原料を、例えば小さなビニール袋に封入して薄く平らに均したり、小型の凹型トレーに入れたりした後、万力（バイス）で圧縮加圧して粉体粒子の結合状態を見る「バイステスト」と呼ばれる簡便な手法が知られている。しかしながら、かかるテストは、小型の乾式造粒機でも線圧約１.０ton/cmにも及ぶ実際のロール圧縮の比ではなく、圧密性の良好な粉体原料でも単なる目安にしかならない。

また、この他にも、Alexanderwerk社のローラコンパクターPharma（商品名）のように、ホッパーと搬送スクリューを専用部品に交換すると共に、「フィード・バー」と称するレール状の搬送用板を用いて少量原料に対応する方法も提案されている。図７は、Alexanderwerk社のPharma型乾式造粒機において、少量原料の圧密成形性を確認する場合の専用オプションの概略構成を示す説明図である。図７の乾式造粒機７０は、通常使用時は、図６に示した上下ロール方式の構成となっているが、少量原料の場合は、まず、ロールを少量原料確認用の少量専用ロール７１に交換する。また、ロール７１の前後に、フィード・バー７２の案内となるバー・ガイド７３,７４を取り付ける。そして、微小量の被圧縮粉体原料７５（以下、粉体原料７５と略記する）を載せたフィード・バー７２ごと、少量原料確認用の少量専用ロール７１に噛み込ませる。

このような乾式造粒機７０では、バー・ガイド７３上に載せたフィード・バー７２の右端を少量専用ロール７１に噛み込ませる。フィード・バー７２は、少量専用ロール７１の回転により、粉体原料７５を載せた状態で矢印Ｘ方向に移動し、バー・ガイド７４上に送られる。その際、フィード・バー７２上の粉体原料７５は、上側のロール７１によって圧縮され、フィード・バー７２と共にロール７１の右方に排出される。

しかしながら、乾式造粒機７０では、フィード・バー７２上に載せられた粉体原料７５は自由に動けるため、ロール７１への噛み込みの際に後方に逃げ易い。また、フィード・バー７２を用いるため、少量専用ロール７１の噛み込み角（nip angle）が本来の1/2以下となり、流動性の良い原料の場合、フィード・バー７２のみが噛み込まれ、原料が逃げてしまうおそれがある。このため、簡易的な圧密性確認目的であると言え、実際の圧密工程とは条件差が大きく、フレーク状態となるような圧密成形性確認は困難であった。

本発明の目的は、特別な付帯設備を用意したり、機器類を交換したりすることなく、乾式造粒による圧密の可否が容易に判断可能な乾式造粒機を提供することにあり、特に、少量の原料でも実際の運転に近い状況で原料の圧密性確認が可能な乾式造粒機を提供することにある。

本発明の乾式造粒機は、粉体原料の貯留及び供給のためのホッパーと、該ホッパーと所定間隔を隔てて配設された一対の原料圧縮用ロールと、前記ホッパーと前記原料圧縮用ロールとの間に配設され、前記ホッパー内に貯留された前記粉体原料を前記原料圧縮用ロールに搬送供給する搬送スクリューと、前記搬送スクリューの前記原料圧縮用ロール側の端部と一対の前記原料圧縮用ロールとの間に形成された原料噛み込み部と、を備え、前記搬送スクリューによって前記粉体原料を前記原料噛み込み部に供給し、回転する前記原料圧縮用ロールの間にて前記粉体原料を圧密造粒する乾式造粒機であって、前記乾式造粒機は、前記原料圧縮用ロールの両側面にそれぞれ設けられ、前記原料噛み込み部を覆うように配置された粉漏れ防止用のサイドシールと、各前記サイドシールにそれぞれ取り付けられて前記原料噛み込み部に配置され、該原料噛み込み部内における前記粉体原料の充填状況を検知する感圧素子と、前記原料噛み込み部に配置され、該原料噛み込み部内における前記粉体原料の充填状況を検知する感圧素子と、前記感圧素子の出力信号に基づき、前記原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記搬送スクリューを作動させた状態で、前記感圧素子により、前記原料噛み込み部内の前記粉体原料の圧力が所定値以上となったことを検知したとき、前記原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを有することを特徴とする。

本発明にあっては、原料噛み込み部に感圧素子を配置すると共に、この感圧素子の出力信号に基づいて原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置を設ける。制御装置は、搬送スクリューを作動させた状態で、感圧素子によって原料噛み込み部内の粉体原料が所定量以上となったことを検知したとき、原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを備えており、原料噛み込み部内の粉体充填圧力が十分に高くなった状態で原料圧縮用ロールを作動させる。原料噛み込み部内の粉体原料は、実際の運転に近い状態で原料圧縮用ロールに噛み込まれ圧密成形される。従って、少量の原料であっても、実際の運転に近い状況で当該原料の圧密性の確認が可能となる。

前記乾式造粒機において、前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子の双方にて予め設定した所定の目標圧力値を検知した場合に原料圧縮用ロールを作動させるようにしても良い。さらに、前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子による検出値の何れか一方が下限閾値を下回った場合には前記原料圧縮用ロールの回転を停止させるようにしても良く、その場合、前記原料圧縮用ロールと共に前記搬送スクリューの回転も停止させても良い。

さらに、前記少量原料圧密性確認試験モードとは別に、前記原料圧縮用ロールと前記搬送スクリューを前記原料圧縮用ロール、前記搬送スクリューの順に作動させて前記粉体原料を圧密造粒する通常連続運転モードを前記制御装置に設けても良い。この場合、前記通常連続運転モードは、前記感圧素子の出力信号を用いることなく実行されるようにして良い。

本発明の乾式造粒機によれば、原料噛み込み部に感圧素子を配置すると共に、この感圧素子の出力信号に基づいて原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置を設け、該制御装置に、搬送スクリューを作動させた状態で、感圧素子によって原料噛み込み部内の粉体原料が所定量以上となったことを検知したとき、原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを設けるようにしたので、粉体原料が少量の場合であっても、原料噛み込み部内の粉体充填圧力が十分に高くなった状態で原料圧縮用ロールを作動させることが可能となる。このため、実際の運転に近い状態で粉体原料を圧密成形することができ、少量の原料であっても実際の運転に近い状況で圧密性を確認することが可能となる。

また、本発明の乾式造粒機にあっては、特別な付帯設備を用意したり、機器類を交換することなく、原料を用意するだけで、乾式造粒による圧密の可否を容易に判断することが可能となる。

本発明の一実施の形態である乾式造粒機の要部の構成を示す斜視図である。図１の乾式造粒機の要部を側面方向から見た場合の構成を示す説明図である。通常連続運転モード時における乾式造粒機の動作順序を示すフローチャートである。少量原料圧密性確認試験モード時における乾式造粒機の動作順序を示すフローチャートである。従来の乾式造粒機の一例を示す説明図であり、圧縮用ロールを水平配置した装置の概略構成を示している。従来の乾式造粒機の一例を示す説明図であり、圧縮用ロールを上下配置した装置の概略構成を示している。従来の乾式造粒機における少量原料の圧密性確認試験の一例を示す説明図であり、Alexanderwerk社製装置の概略構成を示している。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態である乾式造粒機１の要部の構成を示す斜視図、図２は、乾式造粒機１の要部を側面方向から見た場合の構成を示す説明図である。乾式造粒機１は、図６の乾式造粒機６０と同様に、原料圧縮用ロール２（２ａ,２ｂ）の回転軸３（３ａ,３ｂ）が上下方向に配置された構成となっている。乾式造粒機１では、ロール２直前の原料噛み込み部４近傍以外の構成は、図６の乾式造粒機６０と同様となっている。すなわち、図１,２の前段部分の構成は図６と同様であるため、その説明は省略する。

図２に示すように、乾式造粒機１では、搬送スクリュー５（以下、スクリュー５と略記する）の先端が原料噛み込み部４の直近まで延伸している。スクリューケース６の先端部６ａには、上下シール７とサイドシール８（８ａ,８ｂ）が取り付けられている（図２では紙面奥側の８ａのみ記載）。上下シール７とサイドシール８は、フッ素系合成樹脂等の滑性の高い材質にて形成されている。上下シール７とサイドシール８により、原料噛み込み部４を囲む閉空間が形成されている。図１に示すように、サイドシール８は二層構造となっており、ロール２の側面との接触側にサイドシール摺動板９、その外側にサイドシール支持板１１が配されている。サイドシール８は、スクリューケース６の先端部６ａに片持ち支持にて固定されており、ロール２を両側から挟み込む構成となっている。

原料噛み込み部４の両側には感圧素子（センサー）１２が設けられている。感圧素子１２は、粉体原料の充填状況を定量化検出するためのものであり、感圧部を原料噛み込み部４の空間（内側）に向けた状態で配置されている（図１では手前側の片方のみ記載）。感圧素子１２には、信号取り出し用のリード配線１３（前述同様、図１では一方のみ記載）が取り付けられており、制御装置（インターフェイス）１４と接続されている。感圧素子１２は、２０gf（０.２Ｎ）から３００gf（２.９Ｎ）程度の低い押圧力が検知可能であり、なるべく高感度のものが望まれる。また、耐使用環境性、耐久性も必要であり、例えば、ゴム材質に導電材を直接混合成形させた感圧導電性ゴムを用いたセンス部を有するイナバゴム社製「イナストマー」（商品名）が良好な感度及び検出特性を示した。

本実施形態にて使用されている感圧素子１２は、圧力を対数的抵抗値変化として制御装置１４に出力する。制御装置１４には、感度補正、比例出力化による定量変換や計測値平均化、検出サンプリング時間設定による検知誤動作を防ぐ手段が設けられている。また、制御装置１４側では、使用する感圧素子１２の特性や、処理対象の粉体原料に応じて、装置の動作感度が調整可能となっている。この場合、制御装置１４は、予め設定した設定感度（感度閾値）以上にて、電圧出力やリレー等による信号出力を行うコントローラであれば良く、既存の乾式造粒機が通常備えているシーケンサーに接続するだけで容易に使用することが可能である。

このような乾式造粒機１は、次のような形で運転される。図３,４は、乾式造粒機１の動作順序を示すフローチャートである。図３は通常連続運転モード（通常モード）時、図４は少量原料圧密性確認試験モード（少量試験モード）時における動作をそれぞれ示しており、各モードは制御装置１４によって実行される。図３に示すように、通常モードにおいては、原料投入後（Ｓ１）、装置を起動すると（Ｓ２）、乾式造粒機１の各機構の電動機は、ロール２→スクリュー５→スクレーパー（６２：図６参照）と下流側から上流側に順次動作を開始し（Ｓ３〜Ｓ５）、連続運転状態（Ｓ６）となる。

連続運転を行い、所定量の処理が終了し原料が減少すると（Ｓ７）、運転開始時とは逆に、上流側から下流側に時間的インターバルを介して電動機を順次停止するようシーケンス制御し（Ｓ８〜Ｓ１０）、運転を停止する（Ｓ１１）。これにより、通常モードでは、各電動機の過負荷、粉体原料の局所凝集固結や機内残留を防止しつつ、粉体原料を圧密成形してフレークを生成している。

一方、少量試験モードでは、図４に示すように、ロール２を当初は動作させず、回転を停止させておく。従って、通常モード時とは異なり、スクリュー５が最初に作動される。なお、原料が少量のため、スクレーパーは作動させないが、粉体原料の量によっては適宜スクリュー５の後に作動させても良い。そこで、少量試験モードの場合は、まず少量の粉体原料をホッパー５１に投入し（Ｓ２１）、装置を起動すると（Ｓ２２）、ロール２を停止させたままスクリュー５が２０〜３０ｒｐｍ程度の低速回転で作動する（Ｓ２３）。その際、ロール２には、予め設定した圧縮油圧を加え、ロール間距離を所定の寸法に設定する（ここでは、接触防止のために１ｍｍ以下の所定の隙間を設けている）。

その後、スクリュー５を連続運転させると（Ｓ２４）、粉体原料は、スクリューケース６内をホッパー５１の直下から右方向の原料噛み込み部４に向かって徐々に移動する。このときロール２は停止しているため、この搬送により、粉体原料はあたかも行止まりの壁に向かって進むような形となり、ロール２の前に滞留し、原料噛み込み部４に集中充填される。図２の斜線部１５は、少量原料の原料噛み込み部４への粉体集中状態を示している。前述のように、ロール２間には１ｍｍ以下の隙間があり、仮に原料噛み込み部４に抜けない空気溜まりが形成されても、前方のロール間の隙間から容易に排出される。

次に、原料噛み込み部４に粉体原料を集中させつつ、粉体原料の充填状況を把握すべく、感圧素子１２により、原料噛み込み部４内の圧力を検知する（Ｓ２５）。感圧素子１２は、原料噛み込み部４の両側に配置されており、双方の感圧素子１２が検知した圧力が、予め設定した目標圧力値に達したときロール２を動作させる（Ｓ２６,Ｓ２７）。この場合、制御装置１４では、両感圧素子１２の検出値がＡＮＤゲート処理されており、両検出値が所定値を超えた場合のみロール２が作動する。これにより、ロール２の幅方向における粉体圧が所定値以上に維持され、ロール幅方向の粉体充填状態を安定させた状態で圧密処理が実施される。原料噛み込み部４の粉体充填圧力が下限閾値以上の場合は、ロール２の運転を継続する（Ｓ２８→Ｓ２７）。

このようにしてロール２が回転し、圧密処理が実施されて粉体原料が圧密吐出されると、原料噛み込み部４の粉体充填圧力が低下する。そこで、感圧素子１２の何れか一方が下限閾値を下回った場合には、ロール２とスクリュー５の回転動作を停止させ（Ｓ２８→Ｓ２９,Ｓ３０）、運転を終了する（Ｓ３１）。すなわち、原料噛み込み部４の粉体充填圧力が所定値以上確保できない場合は、処理を停止させる。これにより、少量試験モードでは、原料噛み込み部４からロール２に対し、安定状態域でのみ粉体原料が供給され、少量の原料でも確実に所望の圧密サンプルを得ることが可能となる。このように、本発明による乾式造粒機１では、少量原料であっても圧密均一性の良好なフレークが得られるよう、圧密直前の原料噛み込み部４における粉体原料の充填状態を、幅方向を含め、立体的、直接的に把握し、フレークの安定性を図っている。

なお、Ｓ２８にてスクリュー５の動作を継続させても良く、その場合、粉体原料がまだ残存している場合には、ロール２が停止すると、原料噛み込み部４に再び粉体原料が溜まり始める。そして、両感圧素子１２の検出圧力が共に所定値を超えたとき、ロール２を改めて作動させ、圧密処理を実施するようにしても良い。すなわち、当該乾式造粒機１では、少量試験モードにおいても、粉体原料を最適な処理条件にて断続的に圧密処理することも可能である。

前述のように、上下ロール方式の乾式造粒機では、少量原料での圧密成形性の確認が比較的困難である。しかしながら、本発明による乾式造粒機１を用いた実装実験では、直径約４０ｍｍ、送り長さ約４００ｍｍのスクリュー５を使用した装置において、被圧密対象原料が２００ｃｃ程度の少量であっても、少量試験モードにおいて、感圧素子１２が的確に検出動作し、原料の圧密確認を行うことが可能であった。

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言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、原料圧縮用ロールを上下配置した乾式造粒機１を例に説明を行ったが、図５のようにロールを水平配置した乾式造粒機、あるいは、ロールを斜めに配置した乾式造粒機にも本発明は適用可能である。従って、これらの乾式造粒機においても、前述同様の手法により、少量の被圧密対象原料に対する圧密性確認が可能である。

また、前述の実施形態では、感圧素子１２として、圧力を対数的抵抗値変化として制御装置１４に出力するものを使用したが、原料噛み込み部４内の粉体圧力をリアルタイムで検出できるものであれば、センサの種類は特に限定されない。

本発明は、医薬品のみならず、食品や肥料、化学原料、合成樹脂などの原料となる造粒物の製造にも広く適用可能である。

１乾式造粒機
２原料圧縮用ロール
２ａ,２ｂ原料圧縮用ロール
３回転軸
３ａ,３ｂ回転軸
４原料噛み込み部
５搬送スクリュー
６スクリューケース
６ａ先端部
７上下シール
８サイドシール
８ａ,８ｂサイドシール
９サイドシール摺動板
１１サイドシール支持板
１２感圧素子
１３リード配線
１４制御装置
１５斜線部
５０乾式造粒機
５１ホッパー
５２搬送スクリュー
５３原料圧縮用ロール
５３ａ,５３ｂ原料圧縮用ロール
５４回転軸
５４ａ,５４ｂ回転軸
５５スクリューケース部
５６スクレーパー
５７スクリュー用電動機
５８原料噛み込み部
５９サイドシール
６０乾式造粒機
６１回転軸
６２スクレーパー
６３スクレーパー用電動機
７０乾式造粒機
７１少量専用ロール
７２フィード・バー
７３バー・ガイド
７４バー・ガイド
７５粉体原料
Ｘフィード・バー進行方向

Claims

粉体原料の貯留及び供給のためのホッパーと、
該ホッパーと所定間隔を隔てて配設された一対の原料圧縮用ロールと、
前記ホッパーと前記原料圧縮用ロールとの間に配設され、前記ホッパー内に貯留された前記粉体原料を前記原料圧縮用ロールに搬送供給する搬送スクリューと、
前記搬送スクリューの前記原料圧縮用ロール側の端部と一対の前記原料圧縮用ロールとの間に形成された原料噛み込み部と、を備え、
前記搬送スクリューによって前記粉体原料を前記原料噛み込み部に供給し、回転する前記原料圧縮用ロールの間にて前記粉体原料を圧密造粒する乾式造粒機であって、
前記乾式造粒機は、
前記原料圧縮用ロールの両側面にそれぞれ設けられ、前記原料噛み込み部を覆うように配置された粉漏れ防止用のサイドシールと、
各前記サイドシールにそれぞれ取り付けられて前記原料噛み込み部に配置され、該原料噛み込み部内における前記粉体原料の充填状況を検知する感圧素子と、
前記感圧素子の出力信号に基づき、前記原料圧縮用ロールの回転制御を行う制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記搬送スクリューを作動させた状態で、前記感圧素子により、前記原料噛み込み部内の前記粉体原料の圧力が所定値以上となったことを検知したとき、前記原料圧縮用ロールを作動させる少量原料圧密性確認試験モードを有することを特徴とする乾式造粒機。
請求項１記載の乾式造粒機において、
前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子の双方にて予め設定した所定の目標圧力値を検知した場合に前記原料圧縮用ロールを作動させることを特徴とする乾式造粒機。
請求項２記載の乾式造粒機において、
前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードでは、前記感圧素子による検出値の何れか一方が下限閾値を下回った場合には、前記原料圧縮用ロールの回転を停止させることを特徴とする乾式造粒機。
請求項３記載の乾式造粒機において、
前記制御装置は、前記感圧素子による検出値の何れか一方が下限閾値を下回った場合、前記原料圧縮用ロールと共に前記搬送スクリューの回転も停止させることを特徴とする乾式造粒機。
請求項１〜４の何れか１項に記載の乾式造粒機であって、
前記制御装置は、前記少量原料圧密性確認試験モードとは別に、前記原料圧縮用ロールと前記搬送スクリューを前記原料圧縮用ロール、前記搬送スクリューの順に作動させて前記粉体原料を圧密造粒する通常連続運転モードを有することを特徴とする乾式造粒機。
請求項５記載の乾式造粒機であって、
前記通常連続運転モードは、前記感圧素子の出力信号を用いることなく実行されることを特徴とする乾式造粒機。