JPH06304491A - 解砕・整粒機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 造粒物の凝集塊を空気輸送中にライン内で解
砕し、一方通行で造粒物を目的の粒度に整粒する。 【構成】 本体１は、円筒状の外筒４の下端部に、多数
の小孔１０を穿設した整粒スクリーン５を連設した内腔
部１５に原料導入口２１を開口する。内腔部１５の軸芯
位置に、モータ１７によって回転駆動するシャフト８を
軸設し、分級用インペラー６と、解砕用チョッパー７を
放射状に突設し、分級ゾーンＡと整粒ゾーンＢを構成す
る。整粒スクリーン５の外周に離間して、製品排出口２
３を開口したホッパー２２を取り付け、原料導入口２１
から供給した粉粒体原料を分級及び解砕分級して整粒
し、製品排出口２３から回収することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医薬品，食品または電
子部品用素材等における粉粒体を、篩分け，解砕及び整
粒するためのライン組込型解砕・整粒機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】医薬品や食品の製造工程において、粉粒
体原料の取り扱いは、その種類及び量共に今後とも増大
していくものと思われる。しかし、粉粒体原料はその粒
子径，形状，流動性，付着性，凝集性など多くの特性を
持ち、自動化及びＦＡ化を目指す上で困難なものであ
る。

【０００３】そこで、粉粒体原料はハンドリング性改善
のために造粒され、扱われる場合が多い。実際に医薬品
などでは、錠剤，顆粒剤，細粒剤など造粒工程を経たも
のが多い。しかし、造粒機では「ダマ」と称される製造
目的粒度以上の粒径を持つ造粒物（凝集塊）が発生する
ことがよくあり、従来は造粒後の粉体原料を篩分けて規
格外の凝集塊を取り除いた上で使用していた。

【０００４】このため、歩止まりを高めるために凝集塊
を解砕・整粒する必要があるが、従来型の整粒機では篩
分けを行わないと造粒物の全てを解砕してしまい、微粒
子の過剰発生が生じる。実際に解砕すべき凝集塊は通常
全量に対して極一部しか存在しないものであり、この全
量解砕には多大な問題を有している。

【０００５】また従来型の解砕機は開放構造のものが多
く、クロスコンタミネーションの危険性があり、粉塵の
発生によって作業環境を悪化させるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の装置で
は、篩機と解砕機及び、両機器間を連通する輸送機が別
個に必要となり、 （１）機器コストがかかる。 （２）広い設置スペースを要する。 （３）機器間の原料の移し替えが必要となる。 （４）移し替え作業時にコンタミネーションの虞れがあ
る。 （５）移し替え作業時に粉塵の発生がある。 等の多くの問題を有していた。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、造粒物の凝集塊を空気輸送中にライン内で分級及
び解砕し、一方通行で造粒物を目的の粒度に整粒するこ
とが可能であると共に、特に造粒機及び乾燥機の後工程
のインライン化及びＦＡ化に好適であり、且つ作業環境
の改善に優れた解砕・整粒機を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る解砕・整粒
機は、鉛直方向に支承した円筒状の外筒の下端部に、多
数の小孔を穿設した有底状の整粒スクリーンを連設して
内腔部を構成すると共に、上部に内腔部と連通する原料
導入口を開口してなる本体と、前記内腔部の軸芯位置に
軸架設し、本体の上端に固設するかまたは外部装置に設
けたモータと回動連結して回転駆動するシャフトと、前
記シャフトに対して複数の矩形板を放射状に配置し、垂
直になるように前記整粒スクリーンの内壁に向かって突
設した分級用インペラーと、前記シャフトに対して分級
用インペラーの下段に内端を固設すると共に、整粒スク
リーンの内壁に向かって放射状に突出した解砕刃を軸方
向に複数段配列してなる解砕用チョッパーと、前記整粒
スクリーンの外周に離間位置し、下端部に製品排出口を
開口してなるホッパーとからなり、前記原料導入口から
供給した粉粒体原料を分級及び解砕分級して整粒し、製
品排出口から回収することを要旨とするものである。

【０００９】

【作用】原料の粉粒体は空気中に分散した状態で本体の
内腔部に旋回流となって進入し、分級用インペラーが回
転している分級ゾーンで細かい粒子と粗い粒子に分級さ
れ、整粒スクリーンの孔径に比べ充分に小さい粒子はそ
のまま空気の流れに乗って後段の工程へと輸送される。
このときインペラーは粒子を整粒スクリーンの外へと押
し流すような作用をする。

【００１０】分級ゾーンにおいて整粒スクリーンの小孔
より大径を有する粒子原料は、解砕用チョッパーが回転
している整粒ゾーンに落下し、解砕用チョッパーの解砕
刃と衝突してその剪断力によって解砕される。このとき
解砕刃は凝集塊を逃さず抱え込むように回転して、強力
な剪断力を与える。

【００１１】ここでスクリーン径以下になったものは、
空気輸送装置による空気流と分級用インペラー及び解砕
用チョッパーの回転に伴う遠心作用により整粒スクリー
ンを通過してホッパーに捕集される。このとき、分級用
インペラー及び解砕用チョッパーの回転数を大きくする
と、硬質の凝集塊でも解砕して、得られる製品粒度を細
かくすることが可能である。また解砕用チョッパーの段
数を減少することによって、粉化し易い粉粒体原料にも
対応することが可能であり、更に、整粒スクリーンに穿
設した小孔の孔径を変えることによっても製品粒度のコ
ントロールが可能である。

【００１２】整粒スクリーンを通過した粉体はホッパー
の中を降下して集まり、製品排出口から再び低濃度空気
輸送となって後段の工程へと移送される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る解砕・整粒機の実施例を
図面に従って説明する。図１乃至図４は第一の実施例を
示すものであり、本体１はステンレスパイプによって組
み立てた架台２にマウントブラケット３を介して鉛直に
固設保持してなる。該本体１は、円筒状外筒４の下端に
整粒スクリーン５を連繋し、中心軸位置に分級用インペ
ラー６と解砕用チョッパー７を固設したシャフト８を軸
設すると共に、外筒４の上端を蓋盤９によって密封した
構造になる。

【００１４】上記整粒スクリーン５は、パンチングプレ
ートによって構成した有底円筒状をなしており、周壁と
底壁の全面に亙って孔径が０．７〜５．０ｍｍの小孔１
０，１０…を穿設してなり、目的の粒度に合わせて選択
して使用するようにしてある。また、この整粒スクリー
ン５は、直胴部５ａと底部５ｂとで小孔１０の孔径を異
にすると共に、小孔１０の配置及び数を変えることによ
って、分級及び粉砕効果を増長させることができる。

【００１５】上記シャフト８は、蓋盤９の上面に固設し
た軸受ハウジング１１に対してボールベアリング１２を
介して回動自在に軸設すると共に、ラビリンスシール１
３を介して気密的に軸封して本体１の内腔部１５軸芯位
置に架設してあり、該シャフト８の上端と架台２の上端
に固設した回転速度制御モータ１７の駆動軸をカップリ
ング１４を介して回動連結してなる。該回転速度制御モ
ータ１７は、架台２に固設した操作盤２０に内蔵しいて
なるインバータ制御装置によって制御するようになり、
チョッパーの周速を５．０〜２５．０ｍ／ｓｅｃと幅広
く変化させることができる。

【００１６】上記分級用インペラー６は、シャフト８に
対して複数の矩形板を放射状に配置し、垂直になるよう
に突出したものであり、整粒スクリーン５の上半部スク
リーンに位置して分級ゾーンＡを構成してなる。該分級
用インペラー６の先端と整流スクリーン５との間隙は、
分級機能に重大な影響を及ぼすものであり、間隙が大き
すぎると分級効果が発揮できず、両者の間隙は２〜４ｍ
ｍが好ましい。また解砕用ちょっぱー７は、内壁に向か
って放射状に突出した解砕刃７ａ，７ａ…を軸方向に複
数段配列したものであり、下半部スクリーンに位置して
整粒ゾーンＢを構成するもので、該解砕刃７ａの段数は
原料の硬度及び適用粒度によって変更することができる
ように着脱式になっている。

【００１７】また、上記本体１の蓋盤９には内腔部１５
に原料を導入する原料供給口２１を開設すると共に、整
粒スクリーン５の外側に離間位置して固設したホッパー
２２の下端に整粒処理後の原料を排出する製品排出口２
３を開設してなる。

【００１８】尚、符号２４は、蓋盤９の一部に開設した
洗浄水注入口である。また、上記構成の整流スクリーン
５及びホッパー２２等のケーシング及び各部材はステン
レス製で、本体１の外筒４と整粒スクリーン５及び外筒
４とホッパー２２の接続構造は、ワンタッチクランプや
ヘルールによる接続にしてあり、組立・分解が容易にで
きる構造になっている。

【００１９】上記構成の解砕・整粒装置を使用する一般
的なシステムとしては、図５に示すように、造粒機５１
と混合機５２、及び低濃度空気輸送機５３とサニタリー
配管やフレキシブルホース等の配管５５で接続し、吸引
式の高濃度空気輸送装置５６により装置本体１に原料を
供給するようになる。

【００２０】原料の粉粒体は空気中に分散した状態で本
体１の内腔部１５に旋回流となって進入し、分級用イン
ペラー６が回転している分級ゾーンＡで細かい粒子と粗
い粒子に分級され、整粒スクリーン５の孔径に比べ充分
に小さい粒子はそのまま空気の流れに乗って後段の工程
へと輸送される。このときインペラーは粒子を整粒スク
リーンの外へと押し流すような作用をする。

【００２１】分級ゾーンＡにおいて整粒スクリーン５の
小孔１０より大径を有する粒子原料は、整粒ゾーンＢに
落下し、解砕用チョッパー７の解砕刃７ａ，７ａ…と衝
突してその剪断力によって解砕される。このとき解砕刃
７ａは凝集塊を逃さず抱え込むように回転して、強力な
剪断力を与える。

【００２２】ここでスクリーン径以下になったものは、
空気輸送装置５６による空気流と分級用インペラー６及
び解砕用チョッパー７の回転に伴う遠心作用により整粒
スクリーン５を通過してホッパー２２に捕集される。こ
のとき、分級用インペラー６及び解砕刃７ａの回転数を
大きくすると、硬質の凝集塊でも解砕して、得られる製
品粒度を細かくすることが可能である。また解砕用チョ
ッパー７の段数を減少することによって、粉化し易い粉
粒体原料にも対応することが可能であり、更に、整粒ス
クリーン５に穿設した小孔１０の孔径を変えることによ
っても製品粒度のコントロールが可能である。

【００２３】整粒スクリーン５を通過した粉体はホッパ
ー２２の中を降下して集まり、製品排出口２３から再び
低濃度空気輸送となって後段の工程へと移送される。後
段の工程では図５のように直接混合機等の密閉容器にて
固気分離を行うか、サイクロン等の分離装置により回収
され、外部への塵埃の発生の心配は全くない。

【００２４】また使用後、洗浄水注入口２４から温水を
本体１の内腔部１５に満たすことにより、装置を分解す
ることなく洗浄を行うことも可能である。

【００２５】次に、図６は本発明に係る解砕・整粒機の
他の実施例を示すものであり、前記第一の実施例と異な
る部分について説明する。本実施例の整粒スクリーン５
は、パンチングプレートによって構成した円筒状上半部
スクリーン５ａと、コーン部スクリーン５ｂとによって
構成してあり、コーン部スクリーン５ｂは略９０度の開
き角度をもった逆円錐形状になっている。

【００２６】また基部シャフト８ａの上端には、ベルト
プーリ１６が軸着してあり、架台２に固設した回転速度
制御モータ（図示せず）の駆動軸に軸着したベルトプー
リとの間を無端ベルトを介して回動連結すると共に、該
回転速度制御モータを操作盤に内蔵したインバータ制御
装置によって制御し、チョッパーの周速を５．０〜２
５．０ｍ／ｓｅｃと変化させる。

【００２７】上記シャフト８に軸着した分級用インペラ
ー６は、複数の矩形板をシャフト８に対して放射状に配
置し、垂直になるように突出したものであり、整粒スク
リーン５の円筒状上半部スクリーン５ａに位置して分級
ゾーンＡを構成してなる。また解砕用チョッパー７は、
内壁に向かって放射状に突出した解砕刃７ａ，７ａ…を
軸方向に複数段配列したものであり、逆円錐形コーン部
スクリーン５ｂに位置して逆円錐形コーン部スクリーン
５ｂの内壁に沿って、下側の解砕刃７ａが徐々に短くな
った整粒ゾーンＢを構成するもので、該解砕刃７ａの段
数は原料の硬度及び適用粒度によって変更することがで
きるように着脱式になっている。

【００２８】また原料供給口２１は上記本体１の外筒４
上部の筒壁に開設してあり、供給された粉粒体原料は旋
回流となって分級ゾーンＡに向かって落下する。整粒ス
クリーン５の外側に離間位置して固設したホッパー２２
は、下半部が上記整粒スクリーン５のコーン部スクリー
ン５ｂの開き角度（略９０度）と同一になる。

【００２９】〔分級用インペラー６の形状〕分級用イン
ペラー６の形状と周速に起因して、整粒スクリーン５表
面の風速が異なる。このため、第一実施例の分級用イン
ペラー６を半径方向の途中で屈折した構造にしたことに
より、第二実施例のものより粉砕した原料を半径方向に
押し出す力が大きくなり、分級能力が良好である。

【００３０】〔解砕用チョッパー７の形状〕両実施例の
装置は、分級用インペラー６の下段に複数段の解砕用チ
ョッパー７を構成したことにより、原料の解砕能力を増
強している。特に第一実施例の解砕用チョッパー７で
は、解砕刃７ａの先端を折り曲げた構造にしているた
め、解砕能力が大きくなり、硬質の原料にも対応するこ
とができる。

【００３１】〔整粒スクリーン５の形状〕第一実施例の
整粒スクリーン５は有底円筒型であり、これに対して第
二実施例のものは、コーン型である。円筒型のものはコ
ーン型のものと比較して底部への原料の停留が少なく、
また各段の解砕用チョッパー７の長さを一定にすること
ができるため、解砕能力を増大することが可能となる。
また、スクリーンの面積がコーン型と比較して円筒型の
方が大きくなるため、第一実施例の構造の方が処理能力
を大きくすることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る解砕・
整粒機によれば、吸引空気移送中での整粒が可能であ
り、前後の装置間を連結してインライン化が可能となる
ため、連続工程化、及び密封工程化が可能である。ま
た、インライン化によって粉塵の発生を抑えることがで
き、作業環境の改善やクロスコンタミネーションの防止
が可能となる。

【００３３】また本発明装置は軽量に作られており、容
易に分解して洗浄が可能であると共に、組立も容易に且
つ短時間に行うことができる。

【００３４】更に、装置内に自動的に温水を注入し、内
部の洗浄を行う自動洗浄装置の取付が可能となっている
ため、自動洗浄が可能であるだけでなく、コンパクトな
構造となっているため、場所をとらず設置場所を選ばな
い構造であり、キャスター付きで自由に移動することが
できる等の特徴を有するものであり、本発明の実施によ
って得られる効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る解砕・整粒機の第一の実施例を示
す本体部の縦断面図である。

【図２】同装置全体の側面図である。

【図３】同装置全体の平面図である。

【図４】同整粒スクリーンの部分拡大図である。

【図５】同装置を他の機器と接続した整粒システムの略
図とシステム図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す解砕・整粒機の本体
部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ４ 円筒状外筒 ５ 整粒スクリーン ６ 分級用インペラー ７ 解砕用チョッパー ８ シャフト ９ 蓋盤 １０ 小孔 １７ 回転速度制御モータ ２１ 原料供給口 ２２ ホッパー ２３ 製品排出口 Ａ 分級ゾーン Ｂ 整粒ゾーン

フロントページの続き (72)発明者 真田 芳香 静岡県田方郡中伊豆町梅木261 (72)発明者 福原 正男 神奈川県茅ヶ崎市今宿360−３−３−402 (72)発明者 海老沢 泰治 神奈川県横須賀市森崎４−20−18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向に支承した円筒状の外筒の下端
   部に、多数の小孔を穿設した有底状の整粒スクリーンを
   連設して内腔部を構成すると共に、上部に内腔部と連通
   する原料導入口を開口してなる本体と、 前記内腔部の軸芯位置に軸架設し、本体の上端に固設す
   るかまたは外部装置に設けたモータと回動連結して回転
   駆動するシャフトと、 前記シャフトに対して複数の矩形板を放射状に配置し、
   垂直になるように前記整粒スクリーンの内壁に向かって
   突設した分級用インペラーと、 前記シャフトに対して分級用インペラーの下段に内端を
   固設すると共に、整粒スクリーンの内壁に向かって放射
   状に突出した解砕刃を軸方向に複数段配列してなる解砕
   用チョッパーと、 前記整粒スクリーンの外周に離間位置し、下端部に製品
   排出口を開口してなるホッパーとからなり、 前記原料導入口から供給した粉粒体原料を分級及び解砕
   分級して整粒し、製品排出口から回収することを特徴と
   する解砕・整粒機。
2. 【請求項２】 前記本体の有底状の整粒スクリーンが、
   有底円筒状になることを特徴とする請求項１記載の解砕
   ・整粒機。
3. 【請求項３】 前記矩形板状の分級用インペラーが、放
   射方向の途中で適宜角度に屈折してなることを特徴とす
   る請求項１記載の解砕・整粒機。
4. 【請求項４】 前記解砕用チョッパーが、放射状に突出
   した解砕刃の先端を屈折した構造になることを特徴とす
   る請求項１記載の解砕・整粒機。
5. 【請求項５】 前記分級用インペラーと整粒スクリーン
   との間隙が１〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１
   記載の解砕・整粒機。
6. 【請求項６】 前記有底状の整粒スクリーンに穿設した
   多数の小孔が、直胴部と底部でその孔径を異にすること
   を特徴とする請求項１記載の解砕・整粒機。