JPH0557017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明はワツクス類を使用した製薬、製剤、化
学品の粒状化等の為に短円筒型容器を用いて比較
的大径の粒子を製品として得る冷却造粒方法およ
び該方法を実施する短円筒型冷却造粒装置に関す
る。

（従来の技術） 回転イスク型アトマイザー２を使用した比較的
大きな粒子の冷却造粒製品を得る場合、従来は第
４図のように上部は円筒型で、下部は逆円錐型の
直径が大で背の高い容器を用いていた。そしてこ
のような背の高い容器を用いた装置では容器１０
１の天井にとりつけたアトマイザー１０２の周壁
に熱風入口１０３を、さらにその外側に冷風入口
１０４を設けている。この場合粒子Ｇ，ｇと冷風
ｃとが並流して流れるので、初期に冷風と液粒子
が接し、粒子の出口部では昇温された冷風と接す
ることになり、粒子の冷却効率が冷却の後期に低
く、容器１０１の背も高くならざるを得ない。

第４図において、１０５は小径粒子および排風
導入口、１０６は大径粒子取出口である。

またこの種の方法では初期に急激に冷却される
ため、雨滴型（涙滴型）になることが多く、真球
に近い製品を得られない。

また第５図に示すノズル型冷却造粒装置では粒
子Ｇ，ｇと冷風ｃとを向流的に接触させている。
第５図において、１０７は容器、１０８はアトマ
イザー、１０９は大径粒子取出口、１１０は小径
粒子および熱風羊入口、１１１はノズル部であ
る。しかし、このようなノズル型冷却造粒装置で
は、ノズルの欠点、たとえばノズルの詰り、処理
量の制御性の悪さ、粒径のバラツキ、およびノズ
ルジエツトによる製品粒子の変形から冷却造粒工
程において種々のトラブルが発生した。このため
従来から回転円盤型アトマイザーによる向流型冷
却造粒装置の改良が望まれていた。

（解決しようとする問題点） 本発明は従来の大径粒子の回転円盤を用いた冷
却造粒に用いる冷却造粒装置１０１の冷風ｃと粒
子Ｇ，ｇが並流のために冷却効率が低く、その結
果容器１が大型になる問題点を解決しようとする
ものである。

また前記した真球に近い製品が得られないとい
う難点を解決しようとするものである。

（解決しようとする手段） 回転円盤型アトマイザーを使用したワツクス類
などの高温で液状で冷却すると固化する物質を主
成分とする原料から比較的大径の粒子の製品を得
る場合、乾燥室の直径と高さが大きくなる。

そこで噴霧された粒子と冷風とが向流で接触
し、かつある程度の分級が可能なものとすること
を試みた。

すなわち、本発明の冷却造粒用短円筒型容器１
は冷却造粒と分級器の機能を兼ね備えたもので容
器内で冷風は固定壁半自由渦を形成する。

本発明の大径粒子用短円筒型容器１内ではアト
マイザー２から噴霧された粒子Ｇ，ｇは慣性力で
容器の周壁に向つて飛ぼうとするが、一方円筒型
容器１の周壁に接線方向から導入された冷風ｃは
渦巻状に回転しながら中心に向つて移動する。こ
の結果粒子Ｇ，ｇと冷風ｃは向流的に衝突ないし
接触するものである。

（作 用） アトマイザー２の遠心力で微粒化され、慣性力
により飛散する粒子Ｇ，ｇは冷風ｃと向流的に衝
突ないし接触し大径粒子Ｇは気流を横切つて周壁
に導かれ、大径粒子取出口６から製品として取り
出され、小径粒子ｇは傾斜底面８の中央部の小径
粒子および排風導入口７から温冷風と共に排出さ
れる。

さらにこの間傾斜底面８上に浮遊する粒子Ｇ，
ｇは旋回する冷風ｃに同伴された粒子Ｇ，ｇの遠
心力と中心に向つて旋回しながら流れる冷風との
抗力の相対的差異により分級され、小径粒子ｇは
傾斜底面８によつて中心に移動し、小径粒子およ
び排風導入口７に導入される。

以上のように粒子Ｇ，ｇと冷風ｃとは向流的に
衝突ないし接触することにより大径粒子Ｇに対す
る冷却効果が従来の装置に比べ飛躍的に上昇し、
また、大径粒子Ｇのアトマイザーからの飛距離は
短縮される。したがつて比較的大径粒子Ｇを製品
として回収しようとする場合を主対象として冷却
造粒方法を考えるならば本発明のような短円筒型
冷却造粒装置が最適にその機能を果すことができ
る。またアトマイザーの周囲から少量の熱量ｈを
導入すると熱風ｈで並流的に包まれた液状粒子は
アトマイザー２から放出したときの形状から表面
張力が十分働く時間が経過後、温められた冷風ｃ
に向流的に穏やかに接触するので冷却造粒が並流
的に接触する場合に比べ、真球に近い製品が得ら
れる。

なお、参考までに述べると熱風ｈによつて粒子
が受ける抗力は一般に次のように算定される。

Ｄ……粒子の直径 ρ……粒子の密度 ｒ……粒子の乾燥室中心Ｏからの距離 ｗ……粒子の旋回角度 ｃ，ｆ……遠心力 ｃ，ｆ（遠心力）≒π／６D³・ρ・ｒ・w² …(1) μf……風の粘度 Uf……風の対周から中心に向う速度 R₁……風が粒子に働く抗力 R₁（抗力）≒3π・μf・Uf ……(2) R₂……粒子の噴霧力に対する抗力 Ua……粒子と風の中心に向う相対速度 R₂（抗力）≒3π・μf・Ua ……(3) 上記(1)(2)(3)の式から次のことが別る。

粒子の飛距離は(3)式で表わす抗力R₂によつ
て減少する。

粒子の分級は(1)式と(2)式をバランスする粒子
径で行なわれる。

(1)(2)(3)式中の函数の値は装置およびその使用条
件に適合するように最適値が選ばれる。

（実施例の説明） まづ図面の部材について説明する。

１……本発明冷却造粒装置の造粒室で短円筒型容
器である。

２……回転円盤型アトマイザー ３……容器１の外周壁に接線方向に取付けられる
冷風入口で冷風ｃを容器１の周壁の接線方
向に導入し、容器１内に渦巻流として送り
込む。

４……アトマイザー２の周縁に設けた熱風入口
で、アトマイザー２から噴霧される粒子
Ｇ，ｇと並流的に容器１内に導入される。

５……排気と小径粒子の出口 ６……大径粒子の出口 ７……小径粒子および排風導入口 ８…… 傾斜底面で中央部の小径粒子および排風
導入口７に向つて上向きに傾斜している。

以下その作動態様について説明する。

アトマイザー２から原液粒子は容器１周壁に向
け放出される。１方冷風ｃは容器１の周壁から渦
巻状に投入され、容器１の中心に向う。そして大
径粒子Ｇは遠方に小径粒子ｇは近くで落下する。
かくして、小径粒子ｇは小径粒子および排風導入
口７に落下し、大径粒子Ｇは周壁に向けて飛散
し、大径粒子導入口６に導入される。

さらに傾斜底面８に浮遊する粒子Ｇ，ｇは前記
（作用）の項で説明したように分級される。

かくして大径粒子Ｇは大径粒子導入口６に製品
として回収される。

さらにアトマイザー２の周囲から熱風ｈを導入
すると、同じく前記（作用）の項で説明したよう
に真球に近い製品が得られる。

なお、本発明方法で造粒される粒子原料は30℃
以上、200℃以下のある温度で固体と液体の変化
が起る物質を主組成分としたものであることが望
ましい。

また、アトマイザー２の周囲から導入する熱風
ｈの温度は原液粒子の液化温度より10℃以上高
く、また導入される旋回冷風量の1/1000から1/5
の範囲の量であることが望ましい。

実施例 １ 造粒原料として牛脂を主体とした製薬原料を
100℃の液状にして下記冷却造粒装置に供給し、
下記条件で試験した結果、製品の平均粒子径100
ミクロン（μm）の球状の良質の粒子が得られた。

供給量 3500Kg／Ｈ 液温度100℃ 冷却空気量 20000Kg／Ｈ 冷却温度 25℃ 熱風量 ： 120Kg／Ｈ 熱風温度 ： 100℃ 排風温度 ： 40℃ 噴霧装置 ： 回転円盤型 乾燥装置 ： 短円筒容器 直径5m 高さ2m 底面傾斜 約30゜ 製品回収率 92％ 従来のものでは、装置の直径6m、総高さ11m
であり、得られた製品中に球形でないものが含ま
れており、また回収率も60％であつた。

実施例 ２ 造粒原料としてカルナウバロウを主体とした原
料を90℃の液状で下記装置に供給し、下記条件で
試験した結果平気粒子径60ミクロン（μm）の球
状の良質な粒子が得られた。

乾燥装置 ： 短円筒容器 ： 直径1.6m 高さ0.5m 底面傾斜 約30゜ 冷却空気量 ：980Kg／Ｈ 冷却空気温度：15℃ 熱風量 ：60Kg／Ｈ 熱風温度 ：110℃ 原料供給量 ：70Kg／Ｈ、液温度90℃ 排風温度 ：30℃ 製品回収率 ：90％ 従来のものでは、乾燥装置が直径1.6m、高さ
2.4mの装置で、平均粒子径60μmの粒子を85％回
収できたにすぎなかつた。また原料の最大供給量
も40Kg／Ｈにすぎない。

（効 果） 冷却造粒装置の高さが低くなり、コンパクト
になる。なぜならば、大径粒子の球状製品を得
ようとする場合、粒子Ｇ，ｇは熱風ｈとわずか
に並流した後、冷風ｃと向流的に衝突するから
第４図のような従来の並流的な接触に比べ、後
期になるほど冷却され、固化が促進され冷却造
粒効率が一段と向上する。したがつて狭い空間
でも従来小型のものと同様の量の処理が可能と
なる。

さらに傾斜底面８を設け、中心に向い、かつ
中心ほど速い冷風の流れを作り、粒子に向流的
に衝突させたので、大粒子の飛距離が押えら
れ、それだけ円筒径を小さくすることができ
る。

粒子Ｇ，ｇは熱風ｈの高温度域に短時間滞留
した後、粒子ｇ，Ｇによつて温められた冷風ｃ
と向流的に接触するので、冷却まで十分に表面
張力が働くので真球に近い製品が得られる。

中心に向い、かつ中心ほど速い冷風の流れと
旋回する冷風中に浮遊する粒子Ｇ，ｇの受ける
風に乗る力（これは抗力による）と分離する力
（これは遠心力による）とのバランスする粒子
径で、大径粒子Ｇと小径粒子ｇは分離され、短
円筒容器に設けられた大径粒子回収器より効率
よく、大径粒子だけを回収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明冷却造粒装置の断面図、第２
図：第１図−断面図、第３図：同じく作用説
明図、第４図：従来装置の作用説明図、第５図：
従来のノズル型装置の作用説明図、 （第１〜３図）１……短円筒型容器、２……回
転円盤（デイスク）型アトマイザー、３……冷風
入口、４……熱風入口、５……排気導管、６……
大径粒子取出口、７……小径粒子および排風導入
口、８……傾斜底面、９……天井、Ｇ……大径粒
子、ｇ……小径粒子、ｏ……容器１の中心、ｈ…
…熱風、ｃ……冷風、（第４図）１０１……容器、
１０２……アトマイザー、１０３……冷風入口、
１０４……熱風入口、１０５……小径粒子および
排風導入口、１０６……大径粒子取出口、（第５
図）１０７……容器、１０８……アトマイザー、
１０９……大径粒子取出口、１１０……小径粒子
および排風導入口、１１１……ノズル部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央上面に回転円盤型アトマイザー２を設
   け、また、 冷風ｃが周壁の接線方向に導入され、中心に向
   けて旋回しながら流れ、 かつ底面は中央に小粒子導入口７を穿けた中高
   の傾斜底面８となつており、 傾斜底面８中央部に小径粒子および排風導入口
   ７を、周壁下部に大径粒子取出口６を設けた、全
   体の形状が短円筒型の容器１を用い、回転円盤型
   アトマイザー２から周壁に向つて放出されたある
   温度以上の液状の粒子が前記旋回冷風ｃと接触し
   て冷却固化されるとともに、 旋回する冷風ｃに同伴して旋回する粒子の遠心
   力と、前記旋回冷風ｃの粒子に対する抵抗力との
   関係で定まる粒子径で、分級される結果、大粒子
   Ｇは遠心力により周壁側にまで飛び、周壁の大径
   粒子取出口６に回収され、小径粒子ｇは容器１中
   心に向つて移動し、冷風ｃとともに小径粒子およ
   び排風導入口７より排出される、 ことを特徴とする大径粒子用短円筒型容器を用い
   た冷却造粒方法。 ２ 造粒される粒子原料が30℃以上200℃以下の
   ある温度で固体と液体との変化が起きる物質を主
   組成分とした特許請求の範囲第１項記載の冷却造
   粒方法。 ３ 回転円盤型アトマイザーの周囲から液化温度
   より10℃以上高い熱風ｈを冷風量の１／1000から
   １／５の範囲で容器１に導入する特許請求の範囲
   第１項記載の冷却造粒方法。 ４ 全体の形状が短円筒型の容器１であつて、そ
   の天井９中央に回転円盤型アトマイザー２を取付
   け周壁には冷風ｃを周壁接線方向に導入する熱風
   入口３と、大径粒子取出口６とを設け、中央に向
   つて上向きの傾斜底面８中央には小径粒子及び排
   風導入口７を設けた、 ことを特徴とする短円筒型冷却造粒装置。 ５ 回転円盤型アトマイザーの周囲に熱風入口３
   を設けた特許請求の範囲第４項記載の冷却造粒装
   置。