JP7205927B2

JP7205927B2 - 噴霧乾燥装置及び噴霧乾燥方法

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Publication number: JP7205927B2
Application number: JP2020535343A
Authority: JP
Inventors: 晋介加藤
Original assignee: PRECI CO., LTD.
Current assignee: PRECI CO., LTD.
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2038-08-06
Also published as: WO2020031227A1; JPWO2020031227A1

Description

本発明は、乾燥粉体を製造する噴霧乾燥装置及び噴霧乾燥方法に関するものである。

物質が溶解した溶液又は物質が分散したスラリー等の原料液に含まれる溶媒を、例えば、熱風により瞬間乾燥することで乾燥粉体を製造する噴霧乾燥装置は、食料品、医薬品、金属材料、工業用材料等の製造分野において多用されている。一般的な噴霧乾燥装置は、少なくとも、原料液を噴霧する噴霧手段と、噴霧した原料液に対して熱風等の高温ガスを接触させることにより、原料液に含まれる溶媒を蒸発させることで乾燥粉体を生成する乾燥手段と、生成した乾燥粉体を捕集する捕集手段とを備える。

図９に示すように、通常の噴霧乾燥装置１５においては、噴霧乾燥室１００’の天面の略中央部分に噴霧手段２０’が設けられている。噴霧手段２０’の噴霧盤２００’は、原料液供給手段３０’から供給された原料液を高速回転させて噴霧乾燥室１００’内に噴霧する。噴霧盤２００’からの噴流に対して乾燥手段４０’からは高温ガスが連続供給されており、噴霧盤２００’からの噴流と高温ガスの流れとは図中点線で示すように、原料液に含まれる溶媒の蒸発を伴いながら旋回流を形成し、その旋回力を減衰、旋回径を小さくしながら噴霧乾燥室１００’下部に降下する。

旋回流を形成しながら降下した乾燥粉体は、噴霧乾燥室１００’下部に設けられた回収手段としての第１乾燥粉体回収部８００’において回収されることになる。ところで、第１乾燥粉体回収部８００’における乾燥粉体の回収とともに、噴霧乾燥室１００’内部に導入された高温ガスを排気するための排気管５０４’にサイクロン型、バグフィルタ型の集塵装置５０２’を設け、粒径が小さく、排気流に混入しやすい乾燥粉体をキャップ部材５０６’下部矢印Ｄ方向から捕集し、集塵装置５０２’に接続された第２乾燥粉体回収部８０２’にて回収する形態も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－２８５６１９号公報

集塵装置５０２’に接続された第２乾燥粉体回収部８０２’で回収される乾燥粉体は、第１乾燥粉体回収部８００’において回収される乾燥粉体の粒径よりも小さいものであり、例えば、セラミックス、金属等の造粒の様な、高い流動性が求められる用途においては、製品価値に乏しいものである。上記用途等の第２乾燥粉体回収部８０２’において回収された乾燥粉体は、廃棄又は再度所定の溶媒に溶解又は分散させられ、再利用されることが多い。よって、第２乾燥粉体回収部８０２’において回収される乾燥粉体の量が多くなると、歩留まり率の低下に伴う生産性の低下を招く恐れがあった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、噴霧乾燥室下部に設けられた乾燥粉体回収部において、高い回収率で乾燥粉体を回収することが可能な噴霧乾燥装置及び噴霧乾燥方法を提供することである。

本願発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、噴霧手段からの噴流と高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与することによって、上記課題を解決することができることを見出し、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、乾燥室の天面部に設けられ原料液を前記乾燥室内に噴霧する噴霧手段と、前記噴霧手段からの噴流に高温ガスを接触させることにより前記原料液を乾燥し、乾燥粉体を得る乾燥手段と、前記乾燥室下部に設けられ乾燥した前記乾燥粉体を回収する回収手段と、前記回収手段上に載置され前記噴霧手段からの噴流と前記高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる前記乾燥粉体に対して前記乾燥手段内の略中央位置から旋回径外側に向けて旋回力を付与する旋回力付与手段とを備えることを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記旋回流は、渦巻き状に乾燥室下方に移動する流れであって、前記旋回力付与手段は、前記旋回力を乾燥室内壁側に向けて付与することを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第３の発明によれば、第２の発明において、前記旋回力付与手段は、所定の駆動力により回転する羽根部材を備えることを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第４の発明によれば、第３の発明において、前記所定の駆動力は、エアモータ、電動機、又は油圧モータの何れかであることを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第５の発明によれば、第３の発明において、前記所定の駆動力は、コンプレッサ、ブロワ、又はガスボンベから供給された圧縮空気又は不活性ガスに基づくものであることを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第６に発明によれば、第２の発明において、前記旋回力付与手段は、前記乾燥室内壁に沿って気体を供給する気体供給部材であることを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第７の発明によれば、第６の発明において、前記気体は空気又は不活性ガスであることを特徴とする噴霧乾燥装置が提供される。

また、本発明の第８の発明によれば、乾燥室の天面部側で原料液を前記乾燥室内に噴霧する噴霧ステップと、前記噴霧ステップにおける噴流に高温ガスを接触させることにより前記原料液を乾燥し、乾燥粉体を得る乾燥ステップと、前記噴霧ステップにおける噴流と前記高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる前記乾燥粉体に対して前記乾燥室下部において前記乾燥室内の略中央位置から旋回径外側に向けて旋回力を付与する旋回力付与ステップと、前記乾燥室下部において、乾燥した前記乾燥粉体を回収する回収ステップとを備えることを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

また、本発明の第９の発明によれば、第８の発明において、前記旋回流は、渦巻き状に乾燥室下方に移動する流れであって、前記旋回力付与ステップでは、前記旋回力を乾燥室内壁側に向けて付与することを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

また、本発明の第１０の発明によれば、第９の発明において、前記旋回力付与ステップでは、所定の駆動力により回転する羽根部材を用いることを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

また、本発明の第１１の発明によれば、第１０の発明において、前記所定の駆動力は、エアモータ、電動機、又は油圧モータの何れかであることを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

また、本発明の第１２の発明によれば、第１０の発明において、前記所定の駆動力は、コンプレッサ、ブロワ、又はガスボンベから供給された圧縮空気又は不活性ガスに基づくものであることを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

また、本発明の第１３の発明によれば、第９の発明において、前記旋回力付与ステップでは、前記乾燥室内壁に沿って気体を供給する気体供給部材を用いることを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

また、本発明の第１４の発明によれば、第１３の発明において、前記気体は空気又は不活性ガスであることを特徴とする噴霧乾燥方法が提供される。

本発明によれば、噴霧乾燥室下部に設けられた乾燥粉体回収部において、高い回収率で乾燥粉体を回収することが可能な噴霧乾燥装置及び噴霧乾燥方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る噴霧乾燥装置の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る旋回力付与部材の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る旋回力付与部材の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る旋回力付与部材が備える羽根部材の他の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る旋回力付部材が備える羽根部材の他の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る旋回力付与部材の他の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る旋回力付与部材が備える羽根部材の他の構成を示す説明図である。本発明の実施形態に係る噴霧乾燥装置の他の構成を示す説明図である。従来技術に係る噴霧乾燥装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本発明の説明において、同一構成とすることができる手段・部材については同一の符号を付してその説明を省略することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る噴霧乾燥装置１０の構成を示す説明図である。噴霧乾燥装置１０は、物質が溶解した溶液又は物質が分散したスラリー等の原料液を乾燥することにより、微粒子状の乾燥粉体を得ることが可能な装置である。このような噴霧乾燥装置１０は、噴霧盤２００を有し噴霧乾燥室１００内に原料液を噴霧する噴霧手段２０と、噴霧手段２０に原料液を供給する原料液供給手段３０と、噴霧乾燥室１００内に高温ガスを供給し原料液を乾燥させる乾燥手段４０と、噴霧乾燥室１００内に供給された高温ガスを排気すると共に小粒径の乾燥粉体を捕集する排気・捕集手段５０と、噴霧手段からの噴流と高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与する旋回力付与手段６０と、旋回力付与手段６０が備える旋回力付与部材６００にその駆動力となる気体を供給する気体供給手段７０と、乾燥粉体を回収する回収手段８０とを備える。

噴霧乾燥室１００は、物質が溶解した溶液又は物質が分散したスラリー等の原料液を例えば、熱風といった高温ガスと接触させることにより乾燥を促すための容器である。噴霧乾燥室１００は、例えば、ステンレス等の鋼材で形成することができ、下方に向かって円錐状に縮径する略円筒形状の中空体として構成することができる。噴霧盤２００からの噴流と乾燥手段４０から供給された高温ガスの流れとは図中点線で示すように、原料液に含まれる溶媒の蒸発を伴いながら旋回流を形成し、その旋回力を減衰、旋回径を縮小しながら最終的には矢印Ｃで示す噴霧乾燥室１００下部に降下することで、開口部１０４を介して設けられた回収手段８０としての第１乾燥粉体回収部８００において回収される。第１乾燥粉体回収部８００としては、例えば、円錐形や四角錘形のホッパーや、トレイ、袋体といった種々の回収手段を適用することができ、ヘルール、バンド、クランプ、フランジ等の接続手段を介して噴霧乾燥室１００と着脱自在に接続することが可能であれば、その種類、使用に制限はない。また、スクリューフィーダー、空気輸送等の何れかの手段によって、乾燥粉体をサイロ等の貯蔵施設に輸送する形態としてもかまわない。なお、噴霧乾燥室１００の外壁１０２に衝撃・振動を与えることで乾燥室内壁、円錐部に堆積又は付着した乾燥粉体を強制流動させ、第１乾燥粉体回収部８００に導く、ノッカー、バイブレータ等の衝撃・振動付与手段１０８を設けてもよい。

噴霧手段２０は、噴霧乾燥室１００の天面部１０６の略中央部に設けられ、噴霧盤２００の高速回転に伴う遠心力により原料液を径方向外側に噴霧する。噴霧手段２０は、噴霧盤２００を高速回転させるための図示せぬモータ、回転軸等を備えるとともに、噴霧盤２００に対して原料液を供給する原料液供給管３０４が接続されている。噴霧盤２００としては、特に限定はされないが、ピン型、ケスナー型、ベーン型、スリットベーン型といった種々の形状のものを用いることができる。これらは、乾燥粉体として得られる粒子のサイズ、均一性、又は噴霧する原液の物理・化学特性等の種々の事情を考慮し適宜選択すればよい。なお、噴霧手段２０としては、噴霧盤のみに限定されることはなく、例えば、加圧ノズル、二流体ノズル、四流体ノズル、超音波ノズル等も使用することができる。

原料供給手段３０は、原料液を貯留する原料液タンク３００と、ポンプ３０２とが原料液供給管３０４により接続されて構成されている。原料液供給管３０４は噴霧手段２０の図示せぬ原料液供給管と接続されており、原料液タンク３００に貯留された原料液は、ポンプ３０２の駆動により噴霧手段２０の噴霧盤２００に供給される。なお、本発明に係る原料液に含まれる原料としては、食料品、医薬品、金属材料、工業用材料等の分野における各種原料を用いることができるが、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ジルコニア、アルミナ、ムライト、フェライト、フォルステライト、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアタイト、ジルコンといった、所謂、ファインセラミックス原料、ガラス、セメント等のセラミックス原料等を適当な溶媒に溶解して溶液状としたもの又は溶媒に分散することでスラリー状としたものを原料液として用いることができる。

乾燥手段４０は、フィルタ４００と、ブロワ４０２と、ヒータ４０４とが高温ガス供給管４０６により接続されて構成されている。乾燥手段４０は、フィルタ４００を介してブロワ４０２で取り込んだ空気をヒータ４０４で加温し、高温ガス供給管４０６を通じて噴霧乾燥室１００内に熱風として導入する。なお、ガス供給源としては、コンプレッサを介した圧縮空気、ガスボンベ等を介した窒素、アルゴンガス等の不活性ガスも使用することが可能である。

例えば、噴霧盤２００が図中矢印Ｆ方向で示す時計回りに回転しながら、径方向外側（図中矢印Ｘ方向）に原料液を噴霧すると、乾燥手段４０により図中Ｙ方向から旋回導入された高温ガス（熱風）が接触し、噴霧盤２００からの噴流と乾燥手段４０からの高温ガスの流れとは、見かけ上、噴霧乾燥室１００内において、図中Ｚ方向に旋回する旋回流を形成し、その旋回力を減衰、旋回径を縮小しながら、噴霧乾燥室１００下部に降下する。

排気・捕集手段５０は、噴霧乾燥室１００内の略中央位置まで挿通された排気管５０４に噴霧乾燥室１００内の高温ガスを排気するためのブロア５００がサイクロン型、バグフィルタ型の集塵装置５０２を介して接続されることにより構成されている。粒径が小さく高温ガスの排気流に混入した乾燥粉体は、排気管５０４先端に位置するキャップ部材５０６下部から図中矢印Ｅ方向に排気され、集塵装置５０２において捕集される。集塵装置５０２には、回収手段８０としての第２乾燥粉体回収部８０２が接続されている。第２乾燥粉体回収部８０２としては、第１乾燥粉体回収部８００と同様に、例えば、円錐形や四角錘形のホッパーや、トレイ、袋体といった種々の回収手段を適用することができ、ヘルール、バンド、クランプ、フランジ等の接続手段を介して集塵装置５０２と着脱自在に接続することが可能であれば、その種類、使用に制限はない。また、スクリューフィーダー、空気輸送等の何れかの手段によって、乾燥粉体をサイロ等の貯蔵施設に輸送する形態としてもかまわない。

旋回力付与手段６０は、噴霧盤２００からの噴流と乾燥手段４０からの高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与する旋回力付与部材６００を備える。旋回力付与部材６００は、気体供給手段７０から供給された気体（空気、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）に基づき、噴霧盤２００の回転方向（図中Ｆ方向）と同方向の図中矢印Ｂ方向に回転することで、旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与する。旋回径を小さくしながら降下する乾燥粉体は、旋回力付与部材６００により付与された旋回力によって、図中矢印Ａ方向の旋回径外側の噴霧乾燥室１００内壁側に向うことになる。この乾燥粉体の噴霧乾燥室１００内壁側への移動は、粒子径が大きいものほど顕著である。そして、従来ならば、排気・捕集手段５０によって回収されていた小さな粒径の乾燥粉体についても、旋回力の付与により従来の落下軌道から逸れ、第１乾燥粉体回収部８００において回収可能となる。

気体供給手段７０は、フィルタ７００と、ブロワ７０２と、ヒータ７０４とが気体供給管７０６により接続されて構成されている。気体供給手段７０は、フィルタ７００を介してブロワ７０４で取り込んだ気体（空気）をヒータ７０２で加温し、噴霧乾燥室１００内に挿通した気体供給管７０６を通じて旋回力付与部材６００が回転する駆動源として供給する。なお、気体供給源としては、コンプレッサを介した圧縮空気、ガスボンベ等を介した窒素、アルゴンガス等の不活性ガスも使用することが可能である。

図２は、本実施形態に係る旋回力付与手段６０が備える旋回力付与部材６００の構成を示す説明図であり、図３は図２に示す矢印Ｇ方向から見た旋回力付与部材６００の構成を示す説明図である。旋回力付与部材６００は、気体供給手段７０から供給された気体（空気、圧縮空気、又は窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）に基づき回転する羽根部材６１０を備え、噴霧乾燥室１００内で旋回する旋回流に対して旋回力を付与する。旋回力付与部材６００の本体部６０２は、ステンレス等の鋼材によって中空の円筒形状に形成されており、その一端側端部は、排気管５０４先端に位置するキャップ部材５０６の屋根部分に載置可能となるように、本体部６０２内径が拡径した足部６０４が形成されている。また、キャップ部材５０６の屋根部分を水平にすることで、足部６０４を拡径させることなく設置することも可能である。そして、本体部６０２内部には、Ｌ字状継手部材７０８を介して接続された気体供給管７０６から供給された気体（空気、圧縮空気、又は窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）により回転軸６０８を駆動させるエアモータ６０６が収容されている。なお、回転軸６０８を駆動させる駆動源は、エアモータ以外にも、例えば、電動機、油圧モータ等も利用することが可能である。

回転軸６０８には、軸支部６２０を介して羽根部材６１０が接続されており、エアモータ６０６の駆動に伴う回転軸６０８の回転によって、羽根部材６１０が回転可能となるように構成されている。羽根部材６１０は、軸支部６２０と一体形成された回転板部６１２上に羽根片部材６１４が等角度間隔に複数枚（本実施形態においては４枚）固定されており、回転板部６１２の回転に伴い、羽根片部材６１４が回転することで、噴霧乾燥室１００内で旋回する旋回流に対して旋回力を付与することができる。なお、羽根片部材６１４は、例えば、固定用端部と羽根片部とが形成されるように、ステンレス等の長板鋼材をＬ字状に折り曲げることによって形成することができる。そして、図３に示されるように、固定用端部６１６に設けた固定孔６１８を介してネジ、ボルトで回転板部６１２に固定してもよいし、溶接等の適当な接着手段で固定してもかまわない。

また、例えば、旋回力付与部材として、図４に示すような羽根部材６３０を用いることも可能である。羽根部材６３０は、所謂、フラットブレードタービン様の構造を有し、軸支部６３６と一体形成された回転板部６３２の周縁部に等角度間隔（この例では６枚）に羽根片部材６３４を設けている。羽根部材６１０と同様に、羽根部材６３０は、エアモータ６０６の駆動に伴う回転軸６０８の回転によって、羽根片部材６３４が回転可能となっている。

また、例えば、図５（ａ）に示すような２枚のパドル状の羽根片部材６４４を直接軸支部６４２に設けた羽根部材６４０、図５（ｂ）に示すような４枚のパドル状の羽根片部材６５４を直接軸支部６５２に設けた羽根部材６５０等も用いることも可能である。この場合、軸支部に対する取付角度を調節することにより、羽根部材に傾斜角度を設けることも無論可能である。また、単なる、３枚プロペラ、４枚プロペラといった形状を有する部材を羽根部材として用いることが可能であることは、言うまでもない。

これまでに説明した旋回力付与部材は、エアモータ、若しくは電動機、油圧モータ等を回転軸の駆動源としたものについて説明したが、本発明に係る旋回力付与部材は、これに限定されるものではない。例えば、図６に示す旋回力付与部材６６０は、コンプレッサ又はブロワから供給された空気（圧縮空気）を直接排出することで、羽根部材を回転させることができる。具体的には、旋回力付与部材６６０は、旋回力付与部材６００と同様に、コンプレッサ又はブロワの気体発生手段７１２において発生され、圧縮空気供給管７１４を介して供給された空気（圧縮空気）に基づき回転する羽根片部材６６２を備え、噴霧乾燥室１００内で旋回する旋回流に対して旋回力を付与する。旋回力付与部材６６０の本体部６０２は、ステンレス等の鋼材によって中空の円筒形状に形成されており、その一端側端部は、排気管５０４先端に位置するキャップ部材５０６の屋根部分に載置可能となるように、本体部６０２内径が拡径した足部６０４が形成されている。また、キャップ部材５０６の屋根部分を水平にすることで、足部６０４を拡径させることなく設置することも可能である。本体部６０２内部には、Ｌ字状継手部材７０８を介して接続された圧縮空気供給管７１４から供給された空気（圧縮空気）を噴射口７２６に供給する本体内圧縮空気供給管７２０が収容されている。噴射口７２６からの空気（圧縮空気）の噴射に伴い羽根部材６６２と共に回転する回転軸７２４は、その内部が中空となるように形成されており、本体内圧縮空気供給管７２０から供給された空気（圧縮空気）により回転可能となるようにベアリング部７２２により軸支されている。

加えて、図５（ａ）に示した２枚のパドル状の羽根片部材６４４を直接軸支部６４２に設けた羽根部材６４０、図５（ｂ）に示した４枚のパドル状の羽根片部材６５４を直接軸支部６５２に設けた羽根部材６５０等についても、旋回力付与部材６６０と同様に、供給された空気（圧縮空気）を直接排出することで、羽根部材を回転させることができる。この場合、図７（ａ）に示す羽根部材６４０’のように、羽根片部材６４４表面に形成された噴射口６４６への空気（圧縮空気）の供給が可能となるように軸支部６４２から羽根片部材６４４にかけての内部を中空構造となるように構成すればよい。また、同様に、図７（ｂ）に示す羽根部材６５０’については、羽根片部材６５４表面に形成された噴射口６５６への空気（圧縮空気）の供給が可能となるように軸支部６５２から羽根片部材６５４にかけての内部を中空構造となるように構成すればよい。このような構成とすることにより、空気（圧縮空気）の直接排出に伴い羽根部材を回転させることができる。なお、上記羽根部材を駆動させる駆動力としては、コンプレッサ又はブロワから供給された空気（圧縮空気）以外にもガスボンベ等を介した窒素、アルゴンガス等の不活性ガスも使用することが可能である。

上記構成を有する噴霧乾燥装置１０を用いて乾燥粉体を製造する場合には、原料液供給管３０４を介して噴霧盤２０内部に原料液を供給した状態で噴霧盤２００を大凡５０～６００００ｒｐｍの速度で回転させる。噴霧盤２００の回転に伴う遠心力によって、盤内部に供給された原料液は、図１中矢印Ｘ方向の径方向外側３６０°全方向に噴霧される。噴霧盤２００が回転しながら、図１中矢印Ｘ方向の径方向外側３６０°全方向に原料液を噴霧すると、乾燥手段４０により図中Ｙ方向から旋回導入された高温ガス（熱風）が接触し、噴霧盤２００からの噴流と乾燥手段４０からの高温ガスの流れとは、噴霧乾燥室１００内において、図中Ｚ方向に旋回する旋回流を形成し、その旋回力を減衰、旋回径を縮小しながら、噴霧乾燥室１００下部に降下する。このとき、旋回力付与手段６０は、噴霧盤２００からの噴流と乾燥手段４０からの高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与する。旋回力付与手段６０が備える旋回力付与部材６００は、気体供給手段７０から供給された気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）に基づき、噴霧盤２００の回転方向と同方向に回転することで、旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与する。旋回力を減衰、旋回径を小さくしながら降下する乾燥粉体は、旋回力付与部材６００により付与された旋回力によって、図中矢印Ａ方向の旋回径外側の噴霧乾燥室１００内壁側に向うことになる。そして、従来ならば、排気・捕集手段５０によって回収されていた小さな粒径の乾燥粉体についても、旋回力の付与により従来の落下軌道から逸れ、第１乾燥粉体回収部８００において回収可能となり、当該第１乾燥粉体回収部８００における収率を向上させることができる。

［実施例］
本実施形態に係る噴霧乾燥装置１０の効果を確認するため、旋回力付与手段を有する噴霧乾燥装置１０（羽根有）と、図９で示した従来型の噴霧乾燥装置１５（羽根無）とで噴霧乾燥室１００直下に設けられた第１乾燥粉体回収部８００にて回収される乾燥粉体の収率を比較した。

本試験は、表１に示す条件下で行うものとし、原料液としてアルミナを溶媒としての水に分散したスラリー（アルミナ５０％スラリ―）を用いた。

表１から明らかなように、本実施形態に係る噴霧乾燥装置１０において、噴霧乾燥室１００直下に設けられた第１乾燥粉体回収部８００における収率（収率（本体下））が、羽根無の従来型に係る噴霧乾燥装置１２のそれと比較して、大きく向上していることが確認された。第２乾燥粉体回収部８０２における収率（収率（サイクロン））が羽根無の従来型に係る噴霧乾燥装置１２のそれと比較して低いことからしても、乾燥粉体の大部分は第１乾燥粉体回収部８００において回収されることが分かった。

［変形例］
これまでに説明した旋回力付与手段が備える旋回力付与部材６００～６５０は、供給された気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）に基づき回転する羽根部材を備える構成であったが、旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与する手段としてはこれに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示す噴霧乾燥装置１２は、噴霧乾燥室１００内壁に沿って気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）を供給する気体供給手段７０’を備え、当該気体供給手段７０’から供給する気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）を旋回流に含まれる乾燥粉体に対する旋回力付与手段として構成することも可能である。

噴霧乾燥装置１２は、気体供給手段７０’以外の構成は先に説明した噴霧乾燥装置１０と同構成とすることができる。気体供給手段７０’は、フィルタ７００と、ブロワ７０２と、ヒータ７０４とが気体供給管７０６’により接続されて構成されている。気体供給手段７０’は、フィルタ７００を介してブロワ７０４で取り込んだ気体（空気）をヒータ７０２で加温し、気体供給管７０６’を介して噴霧乾燥室１００内に供給する。ここで、気体供給管７０６’は、図８（ａ）におけるＴ－Ｔ’線断面図（図８（ｂ））に示すように、噴霧乾燥室１００内壁に沿って気体（空気）を供給可能となるように構成されており、その先端部には気体（空気）を噴出する噴出口７２８が形成されている。噴出口７２８から図中矢印Ｈ方向に噴出された気体（空気）は、噴霧乾燥室１００内壁に沿って旋回するとともに、噴霧盤２００からの噴流と乾燥手段４０からの高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる乾燥粉体に対して旋回力を付与することができる。なお、気体供給源としては、コンプレッサを介した圧縮空気、ガスボンベ等を介した窒素、アルゴンガス等の不活性ガスも使用することが可能である。なお、気体供給手段７０’を介して供給する気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）は、装置内での結露の発生を抑えるために、気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）をヒータ７０２で加温した温（熱）風とすることが好ましい。

旋回流に含まれる乾燥粉体に対する旋回力付与手段として、噴霧乾燥室１００内壁に沿って気体（空気（圧縮空気）、窒素若しくはアルゴンガス等の不活性ガス）を供給する構成は、噴霧乾燥装置を大型化した場合に、特に有用である。すなわち、本構成においては、装置の大型化に伴い旋回力付与手段としての羽根部材を大型化する必要がないため、装置構成を簡素化することができるとともに、装置製造に係るコストも抑えることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、噴霧乾燥室下部に設けられた乾燥粉体回収部において、高い回収率で乾燥粉体を回収することが可能な噴霧乾燥装置及び噴霧乾燥方法を提供することができる。

なお、本発明に係る噴霧乾燥装置として、所謂、噴霧した原料液の液滴に含まれる溶媒を高温ガスとの接触により蒸発させ、乾燥するスプレードライヤ方式を採用する装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、噴霧した原料液の液滴を低温環境下で凝結固化させ、これを凍結乾燥して乾燥粉体を得る噴霧凍結乾燥粉体製造装置に本発明を適用することも可能である。

１０，１２，１５…噴霧乾燥装置、２０，２０’…噴霧手段、原料液供給手段…３０，３０’、
４０，４０’…乾燥手段、５０…排気・捕集手段、６０…旋回力付与手段、７０，７０’…気体供給手段、８０…回収手段、１００，１００’…噴霧乾燥室、１０２…外壁、１０４…開口部、１０６…天面部、１０８…衝撃・振動付与手段、２００，２００’…噴霧盤、３００…原料液タンク、３０２…ポンプ、３０４…原料液供給管、４００…フィルタ、４０２…ブロワ、４０４…ヒータ、４０６…高温ガス供給管、５００…ブロワ、５０２，５０２’…集塵装置、５０４，５０４’…排気管、５０６，５０６’…キャップ部材、６００，６６０…旋回力付与部材、６０２…本体部、６０４…足部、６０６…エアモータ、６０８，７２４…回転軸、６１０，６３０，６４０，６４０’，６５０，６５０’…羽根部材、６１２，６３２…回転板部、６１４，６３４，６４４，６５４、６６２…羽根片部材、６１８…固定用端部、６２０，６３６，６４２，６５２…軸支部、６４６，６５６…噴射口、７００…フィルタ、７０２…ブロワ、７０４…ヒータ、７０６…気体供給管、７０８…Ｌ字形継手部材、７１２…気体発生手段、７１４…圧縮空気供給管、７２０…本体内圧縮空気供給管、７２２…ベアリング部、８００，８００’…第１乾燥粉体回収部、８０２，８０２’…第２乾燥粉体回収部、

Claims

乾燥室の天面部に設けられ原料液を前記乾燥室内に噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧手段からの噴流に高温ガスを接触させることにより前記原料液を乾燥し、乾燥粉体を得る乾燥手段と、
前記乾燥室下部に設けられ乾燥した前記乾燥粉体を回収する回収手段と、
前記回収手段上に載置され前記噴霧手段からの噴流と前記高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる前記乾燥粉体に対して前記乾燥手段内の略中央位置から旋回径外側に向けて旋回力を付与する旋回力付与手段と
を備えることを特徴とする噴霧乾燥装置。
前記旋回流は、渦巻き状に乾燥室下方に移動する流れであって、前記旋回力付与手段は、前記旋回力を乾燥室内壁側に向けて付与すること
を特徴とする請求項１に記載の噴霧乾燥装置。
前記旋回力付与手段は、所定の駆動力により回転する羽根部材を備えること
を特徴とする請求項２に記載の噴霧乾燥装置。
前記所定の駆動力は、エアモータ、電動機、又は油圧モータの何れかであること
を特徴とする請求項３に記載の噴霧乾燥装置。
前記所定の駆動力は、コンプレッサ、ブロワ、又はガスボンベから供給された圧縮空気又は不活性ガスに基づくものであること
を特徴とする請求項３に記載の噴霧乾燥装置。
前記旋回力付与手段は、前記乾燥室内壁に沿って気体を供給する気体供給部材であること
を特徴とする請求項２に記載の噴霧乾燥装置。
前記気体は空気又は不活性ガスであること
を特徴とする請求項６に記載の噴霧乾燥装置。
乾燥室の天面部側で原料液を前記乾燥室内に噴霧する噴霧ステップと、
前記噴霧ステップにおける噴流に高温ガスを接触させることにより前記原料液を乾燥し、乾燥粉体を得る乾燥ステップと、
前記噴霧ステップにおける噴流と前記高温ガスの流れとからなる旋回流に含まれる前記乾燥粉体に対して前記乾燥室下部において前記乾燥室内の略中央位置から旋回径外側に向けて旋回力を付与する旋回力付与ステップと、
前記乾燥室下部において、乾燥した前記乾燥粉体を回収する回収ステップとを備えること
を特徴とする噴霧乾燥方法。
前記旋回流は、渦巻き状に乾燥室下方に移動する流れであって、前記旋回力付与ステップでは、前記旋回力を乾燥室内壁側に向けて付与すること
を特徴とする請求項８に記載の噴霧乾燥方法。
前記旋回力付与ステップでは、所定の駆動力により回転する羽根部材を用いること
を特徴とする請求項９に記載の噴霧乾燥方法。
前記所定の駆動力は、エアモータ、電動機、又は油圧モータの何れかであること
を特徴とする請求項１０に記載の噴霧乾燥方法。
前記所定の駆動力は、コンプレッサ、ブロワ又はガスボンベから供給された圧縮空気又は不活性ガスに基づくものであること
を特徴とする請求項１０に記載の噴霧乾燥方法。
前記旋回力付与ステップでは、前記乾燥室内壁に沿って気体を供給する気体供給部材を用いること
を特徴とする請求項９に記載の噴霧乾燥方法。
前記気体は空気又は不活性ガスであること
を特徴とする請求項１３に記載の噴霧乾燥方法。