JPH03143541A - マイクロ波使用の流動層処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波エネルギーの適用金利用する流動
層乾燥器、塗布機または凝集器のよ振 うな流動層処理装置に関する。マイクロ激発ｉ器は流動
層処理装置と、マイクロ波エネルギーを流動化区域中へ
種々の方向に向けて、処理袋に内に流動化された粒子が
ランダムな方向に運動する複数の定在波モードが生じる
ように接続されている〇 〔従来の技術〕 バッチ式の流動層処理装置は先行技術において周知であ
る。かかる流動層処理装置は、種々の乾燥、塗布訟よひ
来集作業に対して使用される。流動層処理装置は、ガス
が処理される生成物ｋｍ勤化するのを可能にするための
流動化ガス入口釦よひ流動化ガス出口上音する流動層容
器を有する。とくに、実験室作業に有用な、１つのかか
る流動層も埋装には、流動層容器かも理すべき生成物全
収容するための生成物全収容たは装填ボウル、生成物容
器の＠後上方に配置された膨張室および膨張室の反対側
末端に接続されたフィルター室を有する＼二・ブラット
″ｄ（ＴＭ）処理装置である。生成物容器の底置下端に
は、流動化すべき生成物を支持するため生持 成物保オスクリーンが設けられていて、該スクリーンが
流動化ガスを、処理すべき生成物を流動化するために上
向きに向けさせるための空気入口を形成する。該ガスは
、容器を通って上向きに流れ、フィルター室の上部の流
動化ガス出口から出る。流動層は生成物容器３よび膨張
室内に形成される。フィルター室は吹上げられる粒子上
捕集するフィルター釦よひ作業中フィルターバッグを、
それに付着した粒子全除去するために振動筐たは振とつ
するための機椋的振動装置または他の装ｇＬヲ有する。

生成物処理が完了した場合、処理装置のファンを止め、
生成物容器を膨張室から切離し、処理された生成物を取
出す。

流動層乾燥のような流動層処理は特定の欠点を有する。

流動化ガス、代表的には加熱された空気は、粒子表面か
ら水分を蒸発させるために使用される。乾燥時間は空気
流の大きさ唄よび粒状材料に吸収されたエネルギーの量
に依存する。乾燥の初期段階の間、粒子の表面から水分
は比較的迅速に蒸発する。しかし、表面水分が除去され
た後、乾燥時間は低下する。この乾燥の鋼２相の間、水
ｌｆｃは水分除去は毛管作用筐たは拡散作用による。こ
れは、水分の含量が減少するか、または換目すれば、乾
燥した表面から水分筐での距離が増加するため！すます
多量のエネルギー紮必要とする。

通常熱の不良導体である生成物は、粒子表面から液体を
追出すために適切なレベルの熱伝達を維持するため１す
まず大きいエネルギー人力（高い温度）を必要とする。

それで、流動層乾燥の後期段階では、比較的低い熱効率
のため乾燥速度が低下する。

流動層乾ｆ＃４機７七、マイクロ波エネルギー源と組合
せて使用することは公知である。たとえば米国特許第３
５２８１７９号ンよび同第４１２６９４５号参照。これ
らの系は、生成物中へ大きい程度に透過するマイクロ波
エネルギーの利点全利用しようとするものである。マイ
クロ波エネルギーは、処理すべき生成物の中心部に存在
する水分上表面に向って追出すのに役立つ。

−度表面に追出されると、流動化ガスが蒸発する表面水
分を除去する。

マイクロ波エネルギーを利用する上述した先行技術では
、流動層容器は４波管の形、つ１ジ進行波アプリケータ
の形に形成されている。実質おに導波管の中心または導
波管・の中心線の僅か下方には、流動化すべき生成物乞
支持する生持 威物保通スクリーンが位置している。マイクロ波エネル
ギーは、との導波管の一端に適用され、マイクロ波は導
波管の長さに沿って生成物スクたマイクロ波エネルギー
七吸収す；ｂための負荷管上音する。

全流動層容器を導波管として形成することが必要である
という上述した系の欠点は、すべてのマイクロ波が生成
物の通路に沿って伝搬され、生成物によって吸収されな
かった残留エネルギーはマイクロ波伝送路の末端で負荷
管によって吸収されるということである。こうして、反
射波は発生せず、定在波も存在しない。かかる構成は、
負荷によって吸収されなかったエネルギーが負荷管中で
失なわれるので不十分である。

さらに、これら先行技術のタイプの進行波適用装置にお
いては処理下べき生成物は、最大電界の範囲円に位置し
、該電界は吸収を最大にするが、生成物は４彼管内の比
較的正確な位置にとど１らねばならないので、設計の融
通性を開眼心線の近くに位置し、それで該スクリーンの
近くの区域も導波管の部分として使用される。その結果
として、導波管に沿って伝搬するマイクロ波エネルギー
は、スクリーンの下方釦よびもちろん流動化される生成
物の下方で伝搬し、マイクロ波エネルギーの利用が不十
分になる。

通常のバッチ式流動層乾燥機を、熱空気に加えてマイク
ロ波の使用ができるように改造することは、１９７５年
５月、オンタリオ州ウォータールー大学にｋける第１０
回マイクロ波パワーシンポジウム議事録第２９７百〜第
２９９頁のレベツカ（Ｒｚｅｐｅｃｋａ　）、ＭＨ，ハ
ミド（Ｈａｍｉｄ−）　、　Ｍ、Ａ、およびマツコーネ
／ｌ／　（ＭＣ−Ｃｏｎｎｅｌｌ　）　、　Ｍ、Ｂ、、
の論文”ｆイクロ波流動層乾燥機”　に挙げられている
。この論文は循環円筒形乾燥室に関するもので、循環円
筒形空洞はマイクロ波エネルギー処理に３けるマルチモ
ード共鳴体として使用されたことを記している。

マイクロ波エネルギー源に鵠する乾燥室の配置は記載さ
れていない。

〔発明を達成するための手段〕

本発明は、多棟の処理すべき生成物を利用しうる、新規
マイクロ波使用の流動層処理系、殊にバッチ式処理系金
提供する。鉄系は、流動化ガス入口によび流動化ガス出
口上音する流動層はスクリーンを有する。流動層容器は
、該容器内部にマイクロ波エネルギーを与えるためのマ
イクロ波通路を生成物支持部材の上方に有し、流動層容
器の少なくとも一部は、種々の方向上音する反射マイク
ロ波が容器内部の流動化域を実質的に充満できるように
するためのマイクロ波空洞を形成する。生成物支持部材
は、マイクロ波エネルギーがスクリーンの下方に逃れる
のを阻止するマイクロ波防護スクリーンとして使用され
る。

振 発！器と容器との間のマイクロ波送出系は、振 発振器を流動層処理装置内の負荷に適合させ、こうして
流動層生成物によって吸収されるエネルギー′に最大に
１′るための同調器を有する。同調は種々の生成物につ
き最大にすることができ、こうして系に融通性を与える
。

本発明の１つの目的は、少なくとも流動層の形成する流
動層処理装置の部分が、反射したマイクロ波エネルギー
が流動層容器内で種々の方向を有し、該容器がマルチモ
ードの定在マイクロ波で充満されるマイクロ波空洞を形
成し、これを流動化された粒子が通過する、マイクａ波
使用の流動層処理装置を提供することである。

若干の死帯域ならびに過熱点が出現しうるが、マイクロ
波エネルギーは実質的にすべての空洞容積を占め、特殊
な位置に制限されない。

本発明のもう１つの目的は、マイクロ波エネルギーを、
マイクロ波案内形態と考慮しない通常の流動層設計技術
により構成された周知流動層処理装置と結合して利用す
ることである。かかる設計は、存在する流動層処理袋！
′ｆｃマイクロ波発生に適応するように容易に再び適合
させることができる。

さらに、本発明の１つの目的は、流動層処理装置にマイ
クロ波エネルギーを有効に適用して、実質的にすべての
マイクロ波エネルギーが流動化′域に制限されるように
することである。

本発明のさらに１つの目的は多種の生成物音処理しうる
バッチ式流動層処理装置にマイクロ波エネルギー金供給
することである。処理装置に適用されたマイクロ波エネ
ルギーは、処理される生成物により吸収ｔ−最最大する
ことができる。

これらおよび他の本発明の目的は、碕付加面金参照すれ
ば容易に明らかとなる。

〔実施例〕

第１図に示したような、本発明の全マイクロ波使用の流
動層処理系は、一般に制御によび表示装置が結合された
流動層ユニット１、マイクロ波エネルギー全発振するた
めのマイクロ波発振器３釦よび流ｌｌ２Ｉ層ユニットに
マイクロ波を送出するためのマイクロ波送出系５を有す
る。園示され７’Ｃ％殊な系は、実験室用に寸法決めさ
れた流１ｌＥＩＪ層ユニット１金利用するものであり、
それで作業台７に取付けて示されている。しかし、本弛
明は決して実験室環境に制限されるものではなく、実際
に本発明は周知であるように乾燥機、塗布機釦よび凝集
器を含むすべてのタイプのバッチ式流動層処理装置にお
けるマイクロ波の使用を包含する。本発明は、任意の基
体（食品、医薬または非食品基体）ｔ−乾燥、粒化する
かまたはこれに水性ｔｆｃは非水性のフィルムまたは粉
末を適用するために装備されて）す；かつ加熱管たは非
加熱、状態調節ｌたは非状態調節された、空気または窒
素のような流動性ガスを流動層ユニットに送入釦よぴ排
出または再循環しうるバッチ式流動層処理装置にとくに
適している。

流動層ユニット１は、基本的実験室サイズ（約１ｋｌｉ
ｌ）の流動層乾燥憬／造粒機であってもよい。かかるユ
ニットの１つは、ブラット・エア・テクニック社（Ｇｌ
ａｔｔ　Ａｉｒ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　Ｉｎｃ、）に
より販売された１ユニ・ブラット（ＵｎｉＧｌａｔｔ　
）　’モデル４４２４５であるが、流動層容器中へのマ
イクロ波エネルギーの導入に適応するように記載された
方法で変更されている。

流動層ユニット１は流動層容器９しよび制御キャビネツ
）１１’に有し、双方共その変更しない材料の流動層上
形成する、流動化ガス用ファン筐たはポンプ（図示せず
）ｔ−有する。制御キャビネット１１内で、入口空気金
加熱するための加熱コイル１３ふ・よび加熱された入口
空気の温度を検出するための入口温度グローブ１５があ
る。空気入口管１７は、制御キャビネット１１中へ突出
して釦り、空気は加熱された後、容器の底に供給される
。流動層容器の頂部から流出する空気のための排気管１
９が設けられており、該排気管１９は下方へキャビネッ
ト１１中へ延ひていて、ここで空気は排出されるか渣た
は入口空気と一緒に再循環させることができる。出口空
気温度を検出するための出口温度プローブ２１が略示さ
れている。これらすべての特徴は、一般に流動層系に３
ける標準技術であシ、ここで詳述する必要はない。

流動層容器は５つの主要成分、即ち生成物容器または装
填ボウル２３、膨張室２５およびフィルター室２７を有
する。生成物容器２３はその底液下端に、生成物保持ス
クリーン２９ｔｌ−有し、該スクリーンは本発明に釦い
て流動層容器からマイクロ波エネルギーが逃れるのヲ阻
止するための防護スクリーンとしても働く。生成物保持
スクリーン２９は流動化すべき物質上支持または堡持し
かつ入口空気、つ１シ流動化空気が、それを貫通して上
向きに流れて、生成物を流動化するのを可能にするのに
十分な孔を有する。生成物容器２３は膨張室２５から６
ｊ動であって、処理すべき生成物を装填することができ
かつ処理された生成物を流動化プロセスの終りに取除く
ことができる。流動化作業の間、流動層または流動化域
は生成物容器２３を通して膨張室２５中へ実質的に２／
３の距離にまで延びる。

膨張室２５の上方にはフィルタ室″！たはノ・ウジング
２Ｔがあり、フィルタ室はその内部に特定の軽量粒子が
流動層容器から排気ダクト中へ逃製 れるのを阻止する布Ｘフ、イルターｐバッグ（図示せず
）を有し、望筐しくけフィルターバックを振動渣たは振
とうして同伴された生成物を流動層中へ戻すための機械
的振動装置（図示せず）または他の装ｆ’を有する。排
気は排気管筐たは排気ダクト１９を通ってフィルター室
から流出する。流動層技術は、上述した基本系に対し、
排気金入口へ再循環させてガスまたは空気が環境中へ逃
れることができないようにする閉回路糸を有する多数の
変更系が可能であり、さらに流動Ｎ＝分分天大気圧以下
維持する真空型装置も動態である。

下記に記載するように、流動層容器の部分はマイクロ波
エネルキ゛−の共振空洞として動く。

生成物容器２３釦よび膨張室２５は空洞を形成し、反射
のためステンレス鋼のような金属でなければならすかつ
相対的にアークフリーでなければならない、つ１シ平滑
であって、与えられたマイクロ波エネルギーから、アー
ク発生金惹起しうる１くれ（ないしはギブギブ）なしで
なければならない。つまり、マイクロ波エネルギーを受
取る空洞は電気的に連続、つ捷りアーク発生を惹起しう
る非導電性ギャップを有しない区域でなければならない
。埒うに、空洞はマイクロ波エネルギーが、環境上釦よ
び安全上の双方の理由のため、そこから逃れるのを阻止
しならびにアーク発生を阻止するように設計されていな
ければならない。たとえばマイクロ波エネルギーカ５膨
脹室２５からフィルター室２７中へ逃れることができた
場合、フィルター室内の種々の形の金属片がアーク発生
を惹起しうる。こうして、生成物容器２３への入口およ
び膨張室２５からフィルタ室２７への出口に防護遮蔽が
必要である。さらに、５つの室の間のすべての結合部は
容器内部でのアーク発生全阻止するため最小になるよう
に調節可能が生じるように設計されていなければならな
い。

さらに、実質的流動化の行なわれる容器空洞、少なくと
も膨張室２５は、該膨張室中へ向けられたマイクロ波エ
ネルギーが、種々の角度で反射して、膨張室２５ｔ−実
質的にマイクロ波エネルギーで充満するのを可能にする
のに十分な大きさであることが重要である。極々に反射
したマイクロ波は、膨張室内でマルチモードの定在波を
形成する。これらのモードは、膨張室の内壁から前後に
はね返る種々に反射したマイクロ波によってつくられる
。これらのマイクロ波は若干の区域で互いに補強（振幅
の増加）シ、他の区域では互いに打消す。こうして、複
数の定在波がつくられる。空洞が大きいほど反射の機会
は多くなり、定在波パターンの確立する機会が大きくな
る。マイクロ波加熱に典型的である過熱点は生じるが、
たとえばマイクロ波オープンに通常でめるようなモード
攪拌機は必要でない。それというのも流動化すべき粒子
または生成物は、生成した定在波パターンを通してラン
ダムに動き、こうして流動層はマイクロ波エネルギーに
よシ均一に処理されるからである。

図面に示した特殊な構成にシいては、膨張室２５釦よひ
生成物容器２３は円錐形に形成されている。この円錐形
は、マイクロ波が室の壁で垂直にはね返るのを可能にし
、マイクロ波エネルギーが室を実質的に充満するのを助
ける。

フィルター室２７は膨張室２５に、２つの室の壕わりに
円周方向に延びる環状フランジ３１゜３３によって結合
されている。環状フランジは一緒にボルト締めされてい
る（噛示せず）。フランジ間には、マイクロ波が膨張室
２５からフィルター室２Ｔ中へ逃れるのを阻止するため
のマイクロ波防護スクリーン３５が締付けられている。

この防護スクリーン３５は、流動化ガスの通過金許すの
に十分な孔３７を有しなければならない。この場合、望
ｌしくは、実質的にスクリーンの７９１が十分な空気流
を可能にするために開いていなければならないことが確
認された。マイクロ波防護スクリーンは技術上周知であ
る。かかるスクリーン設計において周知であるように、
スクリーンの孔とスクリーンの犀さとの間には、マイク
ロ波の透過金時ぐための関係が存在する。防護スクリー
ンは、ステンレス鋼またはアルミニウムのような金属製
の、１平方インチ（約６．４５　ｃｍ２）の六角形の孔
３Ｔヲ有スるノンウーブンのフレキシブルな金属材料か
らなる穿孔板３９であってもよい。穿孔板の厚さは約１
／１６インチ（約０．１６ｍ）である。

孔３７は十分なマイクロ波防護は可能であるが、膨張室
２５からフィルター室２７への十分な空気流は阻止しな
い。

最小になるように調節可能を維持するため、つまり防護
スクリーンと室との結合部に釦いてアーク発生を惹起し
つるギャップを最小にするために、第３図に示したよう
な結合装置を使用することができる。環状の金属リング
４１．４３は反対側の防護スクリーン３５をはさんで晦
接されている。

これらのリング４１．４３は、膨脹室釦よびフランジと
同じ外径および内径上音する。リングはステンレス鋼ま
たはアルミニウムのような金属製である。それというの
もかかる金属部材はマイクロ波エネルギーを透過しない
からである。

従って、リングはスクリーン３５を防護状態に保つのに
役立つ。金属リング４５・４７の相対する面にはガスケ
ット４５．４７が配置されている。フランジ３３は、Ｏ
リングガスケット４７を有するくぼみを有し、フィルタ
ー室２７の側には長方形の環状ガスケット４５があるー
これらのガスケット４５．４７は、銀めっきアルミニウ
ムのような金属粒子が最小になるように調節可能を得る
ために含浸されている圧縮可能なシリコーンガスケット
である。使用することのできる１つの特別なガスケット
材料は、チョメリクス（Ｃｈｏｍｅ−ｒｉｃｓ　；　Ｃ
ｈｏ−８ｉ１社の登録商標名）によって製造されている
。ガスケット４５，４７は、Ｃｈｏ−Ｂｏｎｄとして公
知の特殊な金属含浸のシリコーンベース接着剤によって
所定位置に保持されている。

膨張室２５は、公知方法で環状フランジ４９゜５１を介
して生成物容器２３に結合されている。

フランジ４９．５１間の最小になるように調節可能を確
実にするために、それらの間にガスケット４７と同じタ
イプの圧縮可能材料のｏリングガスケットが結合されて
いる。膨張室は、０リング（−示せず）に適合する環状
くぼみを有する。みぞ内にがスケットｔ＝固定するため
にも％　Ｃｈｏ−Ｂｏｎｄ接着剤が使用される。

制御キャビネット１１から入口ガスダクト５３に接続し
ている、生成物容器２３の底置下端も、ダクト５３の７
ランジ５７に結合せる環状７ランジ５５を有する。生成
物保持スクリーン２９は、ユニ・ブラット系（Ｕｎｉ−
Ｇｌａｔｔｓｙｓｔｅｍ　）において代表的に使用され
た同じタイプのオランダｗＬｖのメツンユ１００のスク
リーンであってもよい。観察により、この特別なタイプ
のスクリーンはマイクロ波場によるアーク発生を惹起し
ないことが確かめられた。スクリーン２９は、それを通
して生成物容器２３中への実質的な空気流が可能である
ように設計されかつマイクロ波エネルギーの逃れるのを
阻止するためのマイクロ波防護スクリーンとして役立つ
ように寸法定めされている。もちろん、電気的アーク発
生が観察される場合には、上述したと同じ方法で阻止手
段ヲ講じることができる。

つ筐り、導電性に含浸された材料の特殊なガスケットは
、最小になるように調節可能を維持するためにスクリー
ンに結合された金属製０リングを備えていてもよい。

流動層容器にかいてしばしば使用されるように、作業員
が流動層プロセス金兄るのを可能にするために、膨張室
２５にのぞき窓５９が設けられている。代表的には、の
ぞき窓５９は、膨張室の壁と金属製環状板６１との間に
、はさまれてガラスを室壁の環状開口金環う位置に保持
する窓ガラスを包含する。流動層容器をマイクロ波エネ
ルギーを受取るように適合する場合にのぞき窓の使用全
維持するために、マイクロ波加熱または乾燥技術にかい
て周知であるように、マイクロ波エネルギーの逃失を阻
止するための防護スクリーンは窓に隣接して位置定めし
なければならない。上述したと同じ一般的寸法であって
もよい防護スクリーン６３は、ガラス窓の直径、および
、窓を確保し、防護スクリーンをも確保する金属板６１
の直径よりも若干大きい直径に裁断されている。こうし
て金属板６１は防護スクリーンと接触して釦シ、該スク
リーンがまた最小になるように調節可能を維持するため
容器壁と接触している。シリコーンは望ましくは、気密
取付けを維持するため釦よびスクリーン６３、金属製保
持リング６１釦よび容器２５の間の金属対金属の接触音
維持するためのシーラントとして使用される。

マイクロ波通路６５は、流動層容器の壁、望ｉＬ＜はマ
イクロ波エネルギーの反射全最大にしかつ容器内のモー
ド数を増加するように膨張室２５に設けられていなけれ
ばならない。膨張室２５の壁には、フィルター室２７へ
の距離の約２／３のところに環状間隙６７が穿孔されて
いる。唯１つのマイクロ波通路６５が示されているが、
膨張室２５の全周壁にぐるりと互いに所定の角度で配＃
Ｌされた複数の通路を設けることができることは明らか
である。膨張室２５の外側には、下記に記載するマイク
ロ波送出系と接続するための適当な環状７ランジ７１を
有するステンレス鋼管６９が溶接されている。鉄管の内
部には固形のテフロン栓７３が強固に位置定めされ、マ
イクロ波通路全閉塞している。テフロンは、その不活性
、機械加工性およびマイクロ波が小さいひずみで伝搬す
る可能性のために選択される。栓７３は、膨張室２５の
形訃よび湾曲度に適合する、環状輪郭のすベジ嵌めを得
るために２、固形のテフロンブロックからフライス切削
して公差をなくする。テフロン栓は膨張室内面で、膨張
室２５の湾曲に適合する輪郭を有しかつ円筒形に金属管
６９中へ十分な距離延ひている。金属管６９ｔ−貫通し
かつテフロンブロック７３中へ孔（図示せず）が、テフ
ロン栓７３の回転全阻止するためテフロンボルト（図示
せず）の差込みに適応するようにねじ立てされている。

該金属管の表面および結合部は、衛生的でアークフリー
の設計を得るために、きれいに研削されかつみがかれて
いなければならない。

流動化生成物の温度を監袂するために、膨脹室２５の壁
を貫通して、プローブ、望壕しくはサーモカップルプロ
ーブ７５が設けられている。

（光フアイバーグローブのような他のタイプのプローブ
金使用することもできる）。使用するｔとのできるかか
る１つのサーモカップルプロー７’は、円筒形のタイプ
にのバイメタルプローブ（Ｃｏｌｅ−Ｐａｌｍｅｒ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社のモデル／ｌ６Ｎ８４３９）で
ある。プローブ７５は、外径１／８インチ（約３−１ｍ
ｍ）、長さ１２インチ（約３０．５ｃｒｒＬ）テする。

プローブ７５は、デジタル温度計７７のような続出し装
置に接続されていてもよい。プローブ７５と温度計７７
との間の接続ケーブル７９は、極めて低いマイクロ波エ
ネルギー領域で生じうる混信を最小にするため金属テー
プで包まれていてもよい。

サーモカップルプローブ７５は、膨張室２５の下方象限
に溶装されたステンレス鋼保護管８１中へ挿入されて、
膨張室の内部に配置されている。膨張室２５の外部で保
護管８１の末端には、保ａ管８１内でのサーモカップル
プローブ７５の安全かつ正確な突入深さを生じる、ナ７
ヨナル・パイプ・スレッド（ＮＰＴ　）型圧縮嵌合のよ
うな常用の圧縮嵌合部８３が存在する。

周知のこのＮＴＰ圧縮嵌合部８３は温度プローブ７５の
不動化を生じるだけでなく、マイクロ波乾燥域内での必
要な最小になるように調節可能を確保する。グローブ乞
位置に確保するために、締付はナツト８５が設けられて
いる。

保護管８１のような金属シリンダーをマイクロ牧場へ挿
入すると管がマイクロ波エネルギーのアンテナもしくは
アンチアンテナとして働き、こうして潜在的に不正かつ
誤った温度の絖み全土じるか、あるいは悪い場合には、
プローブに接続されているデジタル温度計７７に永久的
損傷金与えることは公知である。それで、サーモカップ
ルグローブ７５は、正確な温度の読み全可能にするため
、実験により求められた正確な突入深さに位置定めされ
ていることが必要である。位置定めは、次のようにして
実験によシ定めることができる。生成物装填容器２３中
に水１１の負荷をかけ、１００ワツトのマイクロ波エネ
ルギーを入力することにより、サーモカップルプローブ
７５の位Ｒを、変動の少ないＴの読みが得られる筐で深
さを変えて調節することができる。１真”の温度は、マ
イクロ波エネルギーなしの膨張室内の温度でおる。こう
して、はじめ□マイクロ波源なしで室内の直置全測定し
、マイクロ波エネルギーを適用し、同じ温度に達するま
でサーモカップルプローブ７５の位［を調節する。

次にマイクロ波エネルギー源に関して、通常の設計のマ
イクロ波発振器３が示されている。

ここに記載した特別な構成に３けるマイクロ波発振器は
アンンエーテツド・サイエンセス・リサーチ・ファクン
デー７ヨ７社（Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｄＳｃｉｅｎｃｅ＋
ｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｉｎｃ
、、　）のモデル４ｉＳ　１３１であり、０〜約１３０
０ワツト筐での可変出力が得られるように設計されてい
る０発振器３により得られる周波数は、一定に２４５０
　ＭＨｚ　（±１５　ＭＨｚ　）である。根本的には、
一定筐たは可変のエネルギー出力を有する標準マイクロ
波発振器または発振器ンリーズ倉使用することができる
。可変エネルギー出力は多数の種々の方法で得ることが
できる。たとえば、可変エネルギー出力は、マイクロ波
発振器３内のマグネトロンに適用される電圧を変え、従
って発振器３の生じうる電力ワット数を変える可変抵抗
器によって得ることができる。可変エネルギーは、流動
層処理装置中への種々の全エネルギー人力金得るため選
択的に作動することのできる複数の一定および／または
可変エネルギーのマイクロ波発振器を使用することによ
り達成することもできる。複数のマイクロ波発振益金下
記に記載するような単一のマイクロ波送出系５に接続す
ることもできるし、別個のマイクロ波発振器金、別個の
マイクロ波通路に結合された別個の送出系と結合するこ
ともできる。

マイクロ波発振器３によシ発振されたマイクロ波は、マ
イクロ波送出系５會経て流動層容器に適用される。マイ
クロ波送出系５は、筐ず二方向結合器９１（たとえばＡ
ｓ５ｏｃｉａｔｅｄ　５ｃｉｅｎ−ｃｅｓ　Ｒｅ５ｅａ
ｒｃｈ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　、　Ｉｎｃ、により製
造される）を有する。二方向結合器９１は周知であり、
順方向および逆方向マイクロ波エネルギの容易かつ迅速
な監視が可能である。つ壕シ、二方向結合器は順方向パ
ワー　つ１り膨張室２５中へ与えられたパワー　ならび
に逆方向パワー　つ筺り流動層容器から反射して戻る未
使用エネルギーを検出する。逆方向エネルギーは、処理
される生成物によジ吸収されないエネルギーである。順
方向結合器９３は、−６０デシベルの減衰ヲ祷るために
装備することができ、逆方向結合器９５は信号？１ｌ−
−５０デンベルだけ減衰するために装備することができ
る。減衰したマ・ｆクロ波エネルギーの検知および伝送
は、電力計（たとえば５ｔａｎｄａｒｄ　Ｈｅｗｌｅｔ
ｔ−Ｐｏｃｋａｒａ社の電力計モデル、４６４３１ｃ）
に接続された温度補償型サーミスタ唄よび同軸ケーブル
９７によって行なうことができる。温度補償型サーミス
タ（ケーブル内）釦よび同軸ケーブル９Ｔは、ストルー
デース・エレクトロニクス（ＳｔｒｕｔｈｅｒｓＥｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓ　）社の製品モデル／１６ｏＩＬ−３
６０−２であってもよい。順方向結合器の目的は、流動
層処理装置中へのマイクロ波ワット数を正確に測定する
ことである。このものは、マイクロ波発振器６校正し、
妥当なものにするのにも使用される。逆方向結合器の第
一の機能は、流動化プロセス中の与えられた時間に反射
ｌたは未使用のマイクロ波エネルギー量を測定すること
である。反射したエネルギーは処理される材料の乾燥度
に比例することが見出された。つ筺シ、流動層プロセス
の初期段階の間、容器に供給された実質的にすべてのマ
イクロ波エネルギーが生成物によって吸収される。プロ
セスが継続し、生成物がよシ乾燥する場合、より少ない
エネルギーが吸収され、より多くのエネルギーがマイク
ロ波通路６５、マイクロ改送出系５によって反射されて
戻シ、二方向結合器９１および電力計９９によって検出
される。逆方向パワーＴｈ監視することによシ、材料の
乾燥を測定することかできる。つ准り、逆方向エネルギ
ーが高いほど、より多量のエネルギーが未吸収であり、
これは少ない湿分または水が生成物材料中に存在するこ
とを意味する。それで、乾燥プロできる。

二方向結合器９１には、フレキシブルな導波管１０１が
接続されている。使用することのできるかかるフレキシ
ブルな導波管１０１の１つは、アソンエーテツド・サイ
エンセス・リサーチ・ファウンデーション社（Ａｓ５ｏ
ｃｉａｔｅｄ　５ｃｉ−ｅｎｃｅｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ
　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　、　Ｉｎｃ、　）の製品スタ
ンダード１８フレキシブル導波管である。

フレキシブル導波管１０１の使用は、マイクロ波発振器
３および流動層処理装置９會完全にレベリングする骨の
折れる仕事を省略することにより容易な設置ｔｔ可能に
するため望ましい。フレキシブルな導波管１０１は、同
調器、たとえば後記するスロット付同調器１０３に接続
されている。

フレキシブルな導波管１０１は多くの形態のものであっ
てもよくかつマイクロ波を流動層容器中への特別な方向
に方向定めするため９００ねじりのようなねじｐｔ−有
していてもよい。膨張室２５に入るに先立ち導波管１０
１の向きを変えることによって、膨張室２５内でのマイ
クロ波の有、角反射の変化から生じる膨張室２５内のエ
ネルギーモードを再位置定めすることが可能である。さ
らに、フレキシブルな導波管１０１訟よびスロット付同
調器１０３は、膨張型２５中へマイクロ波の向きを変え
ること金可能にするため、マイクロ波通路に接続された
管６９のフランジ７１に関して回転可能であってもよい
。

マイクロ波速山系の最終成分は、同調器であり、これは
スロット付同調器１０３（周知成分）であってもよい。

本質的に、スロット付同調器１０３はスロットヲ有する
導波管であって、スロット内で真ちゅうのねじを動かし
てエネルギー１−膨張室２５中へ反射させる。スロット
付同調器會特別な生成物装填に調節することによ紙材料
により吸収されるエネルギーの量を最大にすることがで
きる。換言すれば、スロット付同調器１０３は膨脹室２
５から反射される逆方向パワーを最小にするための調節
が可能である。

それで、同調器１０３は、マイクロ波パワー人力を流動
層処理装置内に存在する生成物負荷と適合させるために
使用される。これは、特別なタイプの生成物に対する処
理作業の実施の進行において実験により決定される。ス
ロット付同調器１０３の調節は、特別な生成物配合のた
めのそれぞれのプロセスに先立って行なわれる。

生成物容器２３（ハ）に生成物Ｍ合の試験負荷が与えら
れ、それにマイクロ波エネルギーが適用され、同調器１
０１力；電力計によって観察される反射エネルギーの量
を最小にするための最適位置に′Ａ節される。

自由端が大気と連通している入口管１Ｔにより、流動麺
処理装置ｋ通って上向きに流れる入口ガスまたは空気が
供給される。とくに試験目的のため、流動層処理装置中
へ送入される空気の体積音測定しうることがしばしば望
ましい。

従って、入口空気管１７は、空気量を周知方法でｆｔ３
７　ｍｉｎ　（約２８．３　ｍ３／　ｍｉｎ　）で測定
するため、電子の有翼アネモメーター（図示せず）乞有
する真直な長さのダクトでりっでもよい。

上述したような変更された常用のバッチ式流動層処塊装
置にマイクロ技エネルギー全適用すると、乾燥時間の著
しい減少が得られる。利点は の１例ぞ第６（ａ）〜（ｄ１図に示されている。上述し
たようなマイクロ波使用の流動層処理装置は４つの代表
的な製薬顆粒を乾燥するために使用された。乾燥実験は
、入口空気＠度３０’Ｃで、マイクロ波使用の有無で実
施した。顆粒のタイプは、製薬材料のスペクトルを乾燥
する力を証明するために慎重に選択した。処方Ａ、Ｂｂ
よひＣは、それぞれ低、中程度によひ高い吸湿性金量す
材料を表わす。処方りは非吸湿性顆粒上表わす。正確な
処方は次のとおりである：４つのマイクロ波パワー人力
を使用した。これらは、２５０，５００．７５０釦よび
１０００ワツトであった。第６（ａ）〜（ｄ１図は、空
気入口温度５０°ＣＫｋける各処方に対する乾燥時間の
開用 Ｍなしでは知ることができなかった。６０℃のルヤーの
入力によ９２〜４倍改良された。

マイクロ波入力の有無により乾燥しｆｃ顆粒間の物理的
相違上検出するために、走査電子顕微鏡を使用した。結
果は、顆粒形態、たとえば粒径、細孔容積、表面積ｌた
は一般的な物理的性質に何の変化も示さなかった。従っ
て、マイクロ波の使用は、通常、の流動層技術上用いて
乾燥する製薬顆粒の表わす性質を著しく変化しないとい
う論理的結論に達することができた。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例で示すもので、第１図は全マ
イクロ波使用の流動層処理系の概略断面図であり、 第２図は第１図の系を部分的上面図で示す平面図であり
、 第３図は膨張室とフィルター室との間の結合部の断面図
であり、 第↓図はマイクロ波通路部分の断面図であり、第５図は
膨張室内の温度グローブを示す概略第６図は、空気入口
温度３０’Ｃでの種々のマイクロ波エネルギー人力にお
ける４つの生成物処方Ａ−Ｄに対する水分／時間線図で
あり、第６（ａ）図は処方Ａに対する水分／時間線図、
第６（ｂ）図は処方Ｂに対する水分７時間線図第６（ｃ
）図は処方Ｃに対する水分／時間線図であり、第６（ｄ
）図は処方りに対する水分／時間線図である。 １・・・流動層ユニット　３・・・マイクロ波発振器５
・・・マイクロ波送出系　７・・・作業台　９・・・流
動層容器　１１・・・制御キャビネット　１３・・・加
熱コイル　１５・・・入口温度プローブ　１７・・・空
気入口管　１９・・・排気管　２１・・・出口温度プロ
ーブ　２３・・・生成物容器　２５・・・膨張室　２Ｔ
・・・フィルター室　２９・・・生成物保持スクリーン
３１．３３・・・フランジ　３５・・・防護スクリーン
３７・・・六角形孔　３９・・・穿孔板　４１．４３・
・・金属リング　４５，４７・・・ガスケット　４９゜
５１・・・７ランジ　５３・・・ダクト　５５・・・フ
ランジ　５７・・・フランジ　５９・・・のぞき窓　６
１・・・金属板　６３・・・防護スクリーン　６５・・
・マイクロ波通路　６７・・・循環間陳　６９・・・ス
テンレス鋼管　７１・・・フランジ　７３・・・テフロ
ン栓７５・・・サーモカップルグローブ　７Ｔ・・・デ
ジタル温度計　７９・・・扱続ケーブル　８１・・・保
護管８３・・・圧縮嵌合部　９１・・・二方向結合器　
９３・・・順方向結合器　９５・・・逆方向結合器　９
７・・・同軸ケーブル　９９・・・電力計　１０１・・
・導波管１０３・・・スロット付同調器 第４閃 手 続 補 正 書（自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流動化ガス入口、流動化ガス出口を有する流動層容
   器、流動化すべき生成物を支持するための、該流動化ガ
   ス入口に隣接して位置定めされた生成物支持装置および
   マイクロ波通路を有するマイクロ波使用の流動層処理装
   置において、生成物支持装置上方の流動層容器の少なく
   とも一部は、種々の方向に反射したマイクロ波を流動化
   区域内で生成するのを可能にするためのマイクロ波空洞
   を形成し；かつマイクロ波エネルギーを、上記マイクロ
   波通路を経て流動層容器中へ供給するためのマイクロ波
   発振器は流動化された生成物により吸収されるマイクロ
   波エネルギーを最大にするための同調器を有することを
   特徴とするマイクロ波使用の流動層処理装置。 ２、マイクロ波通路が、流動層容器から吸収されずに反
   射したマイクロ波エネルギーの通路を提供する、請求項
   １記載のマイクロ波使用の流動層処理装置。 ３、同調器が流動化される多種の生成物に対しマイクロ
   波エネルギーを調節する装置を有する、請求項１記載の
   マイクロ波使用の流動層処理装置。 ４、マイクロ波発振器が流動層容器から吸収されずに反
   射するマイクロ波エネルギーを測定する装置を有し、同
   調器は反射するマイクロ波エネルギーが最小になるよう
   に調節可能である、請求項２記載の流動層処理装置。 ５、マイクロ波空洞を形成する流動層容器の部分が電気
   的連続である、請求項１記載のマイクロ波使用の流動層
   処理装置。 ６、流動層容器が、該流動層容器部分からマイクロ波エ
   ネルギーの逃れるのを阻止するための遮蔽装置を有する
   、請求項５記載のマイクロ波使用の流動層処理装置。 ７、膨脹室、膨脹室の一端に位置定めされた、流動化ガ
   ス入口を有する生成物容器および膨脹室の他端に位置定
   めされた、流動化ガス出口を有するフィルター室を有し
   、膨脹室および生成物容器は電気的連続を形成し、かつ
   該膨脹室は種々の方向に反射したマイクロ波が膨脹室内
   で生成しうるように寸法定めされており；膨脹室の他端
   には、マイクロ波エネルギーがフィルター室中へ逃れる
   のを阻止するためのマイクロ波防護用遮蔽装置が位置定
   めされており；生成物容器の流動化ガス入口には、流動
   化される生成物を保持するためおよび生成物容器からマ
   イクロ波エネルギーが逃れるのを阻止するための生成物
   保持／遮蔽装置が位置定めされており；少なくとも膨脹
   室の内部にマイクロ波場をつくるために、膨脹室の近く
   で、流動層容器内部に種々の方向のマイクロ波の生成を
   可能にするためのマイクロ波発振器が流動層容器と接続
   されている、ことを特徴とするマイクロ波使用の流動層
   処理装置。 ８、マイクロ波発振器が、マイクロ波を発生するマイク
   ロ波発振器およびマイクロ波発振器から流動層容器へマ
   イクロ波を伝送するための伝送装置を有する請求項７記
   載の流動層処理装置。 ９、伝送装置が導波管と、流動層容器に向けて伝送され
   た順方向エネルギーおよび流動層容器から反射して戻る
   逆方向マイクロ波エネルギーを監視するための二方向結
   合器とを有する、請求項８記載の流動層処理装置。 １０、二方向結合器が、逆方向マイクロ波エネルギーを
   測定するための計器と接続されている、請求項９記載の
   流動層処理装置。 １１、導波管がフレキシブルな導波管である、請求項９
   記載の流動層処理装置。 １２、伝送装置がさらに、流動層容器に与えられた順方
   向マイクロ波エネルギーを最大にするための同調器を有
   する、請求項９記載の流動層処理装置。