JPH10128098A - 造粒制御装置および造粒制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平均粒子径などの粒度特性をコントロールす
るとともに、所定の粒度特性を有する造粒末を高い再現
性で製造する。 【解決手段】 粉粒体の流動層を形成し、液体（水，エ
タノールなどの有機溶媒，これらの溶媒を含むバインダ
ー液など）を噴霧ノズル７から噴霧して造粒する造粒工
程と、流動層を形成しつつ造粒物を乾燥する乾燥工程を
経て造粒末を得る際、光センサ11a,11bなどの検出手段
により、一定風量下での流動層の流動状態（透過光量な
ど）を検出し、検出値が基準値に達したとき、造粒プロ
セスから乾燥プロセスへ切換える。造粒及び乾燥工程の
プロセス制御は、流動層の流動状態を検出する検出手
段、検出値を所定時間毎に平均化する平均化回路、比較
回路、演算回路及び制御回路などを備えた中央処理装置
を用い、風量、噴霧量や給気温度などを制御することに
より行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、造粒工程と乾燥工
程とを含む流動層造粒法や転動流動層造粒法などによ
り、粉粒体を精度よく造粒できる造粒制御装置、造粒制
御方法および造粒終点の検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品や医薬品などの製剤分野において、
流動層造粒法や転動流動層造粒法などを利用して種々の
有効成分が造粒され、造粒末の粒度分布や粒径がコント
ロールされている。前記流動層造粒法では、目皿部材な
どの通気可能な固気分離部材を通じて、造粒装置の下部
から上方への気流により粉粒体の流動層を形成しつつ、
水やバインダー液をノズルから一定の速度で噴霧し、粒
子同士を結合させるとともに、給気エアーにより乾燥し
ながら粒子を成長させて造粒末を得ている。また、転動
流動層造粒法では、流動槽の底部に回転可能に配設され
た回転板で粉粒体を転動させつつ、上方への気流により
流動層を形成し、水，エタノールなどの有機溶媒や水性
又は非水性バインダー液を噴霧して粒子を成長させなが
ら乾燥することにより、転動に伴なう圧密作用により重
質で球形の造粒末を得ることができる。前記粒子の成長
速度は、装置内の粒子が保持する表面湿分量と噴霧ミス
トのサイズに大きく影響される。また、造粒系の到達湿
分量と造粒末の平均粒径との間には強い相関関係がある
ことが報告されている。しかし、造粒系の湿分量は、数
多くの要因、例えば、流動化エアーの特性（露点、温度
や給気速度など）、粉粒体の原料特性（粒度、表面形
状、湿分含有量、親水性の程度など）、季節（温度，湿
度）、バッチ毎の装置内の温度変動、装置内への粉末の
付着状態、固気分離部材（目皿部材）やバッグフィルタ
ーの目詰まりと圧損の程度などにより変動する。そのた
め、同一の粒度特性（平均粒径や粒度分布）を有する造
粒末を再現性をもって製造することは容易ではない。

【０００３】従来の造粒方法では、流動層に対して所定
量の結合剤を含む液体を噴霧注液し、全ての液体の噴霧
終了とともに造粒工程を終了し、乾燥工程へ移行するこ
とにより、造粒物を乾燥させている。また、一定時間に
亘り液体を噴霧した後、造粒工程を終了し、乾燥工程へ
移行させることも行われている。しかし、これらの方法
では、上記の事情から、造粒末の粒度特性（平均粒径や
粒度分布など）を繰り返し再現することが困難である。

【０００４】特開平６−１２６１４８号公報には、転動
層又は転動流動層造粒装置において、超音波センサなど
の層高センサにより検出された粉体層高と、赤外線セン
サなどの水分計による水分値とに基づいて、エアー供給
手段からの空気量を制御し、粉体層の高さを一定にコン
トロールする方法が開示されている。特開平６−１２６
１４９号公報には、基準面より一定の高さに超音波セン
サなどの層高センサを配置し、層高センサから造粒中の
粉体層の上部までの距離を求めることにより粉体層の高
さを測定し、この測定値と目標値との差に基づいてエア
ー供給手段からの空気量を制御し、粉体層の高さを常に
目標値に保つための転動流動層の造粒装置が開示されて
いる。

【０００５】しかし、これらの方法では、超音波センサ
で構成された層高センサが造粒系内での温度，湿度の影
響を受ける。また、造粒槽内に超音波センサを設置して
流動層の高さを検出するため、粉塵などの付着により超
音波センサの検出精度が大きく低下する。また、センサ
からの検出データに基づいて、流動層の高さをコントロ
ールしても、流動層の内部を検出していないので、得ら
れた造粒末の粒度特性（平均粒径や粒度分布）が変動す
る。特に、吸湿性や湿分保持能の大きな活性成分（例え
ば、生薬エキスなど）や添加剤を造粒したり、湿分含量
が大きな造粒系において、この方法で造粒すると、均一
な造粒末を再現性よく得ることが困難である。また、前
記の方法では風量制御により流動層の高さを一定に維持
して造粒しているが、流動層の外縁を検出しているに過
ぎないので、造粒末の粒度特性をさらに精度よくコント
ロールするには限界がある。

【０００６】さらに、イメージセンサを備えた画像処理
装置を用いて造粒末の粒度特性を検出することにより、
造粒する方法も報告されている。しかし、画像処理装置
は価格が極めて高いだけでなく、装置の構成や操作が複
雑であるとともに、パラメータの設定を含めて事前の条
件設定が煩雑であり、複雑な解析を必要とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、所定の粒度特性の造粒末を高い再現性で繰り返し製
造できる造粒制御装置および造粒制御方法、並びに造粒
終点検出方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、湿分量の如何に拘らず、簡単な構成で造粒終点を精
度よく検出し、迅速かつ精度よく造粒末の粒度特性をコ
ントロールできる造粒制御装置および造粒制御方法、並
びに造粒終点検出方法を提供することにある。本発明の
さらに他の目的は、湿分含量が大きな造粒系であって
も、均一な造粒末を高い再現性で得ることができる造粒
制御装置および造粒制御方法、並びに造粒終点検出方法
を提供することにある。本発明の別の目的は、粒度分布
がシャープな造粒末を高い収率で再現性よく製造する上
で有用な造粒制御装置および造粒制御方法、並びに造粒
終点検出方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため鋭意検討の結果、一定風量における流動
層の流動化状態（透過光量など）と造粒末の粒度特性と
が高い相関関係にあることを見いだし、本発明を完成し
た。すなわち、本発明の造粒制御装置は、（１）液体の
噴霧により流動層の粉粒体を造粒するための造粒工程
と、流動層を形成しつつ造粒物を乾燥するための乾燥工
程とを経て造粒物を得るための装置であって、気流によ
りチャンバー内で粉粒体の流動層を形成するための流動
層エアー供給手段と、液体を噴霧するための液体供給手
段と、前記流動層の流動状態を検出するための検出手段
と、この検出手段による検出値と流動層の流動状態に関
する基準値とを比較するための比較手段と、この比較手
段において前記検出値が前記基準値に達したとき、造粒
工程から乾燥工程へ切換えるための切換え手段とを備え
ている。流動層の流動状態に関する基準値は予め実験に
より求めることができ、造粒工程から乾燥工程への切換
えは、流動層エアー供給手段による所定の風量の下、前
記検出値が前記基準値に達したときに行ってもよい。こ
の装置において、（２）検出手段は、流動層の透過光量
を検出する手段であってもよく、（３）検出手段による
検出データを所定時間毎に平均化し平均化データを得る
ための平均化手段，又は検出データから所定時間毎に標
準偏差データを得るための算出手段を備えていてもよ
い。前記装置は、（４）検出手段による検出データを所
定時間毎に平均化するための平均化手段と、平均化され
たデータから微分データを得るための微分手段と、この
微分手段による微分値と流動層の流動状態に関する基準
値とを比較するための比較手段と、この比較手段におい
て前記微分手段による微分カーブの立ち下がり領域の微
分値が前記基準値に達したとき、造粒工程から乾燥工程
へ切換えるための切換え手段とを備えていてもよい。さ
らに、前記造粒制御装置は、（５）流動層の流動状態を
検出するための前記検出手段と、検出手段による検出デ
ータを所定時間毎に平均化するための平均化手段と、造
粒工程から乾燥工程へ切換えるための切換え手段からの
切換え信号が与えられ、かつ平均化されたデータと造粒
・乾燥プロセスに関する基準データとの比較結果に基づ
いて、流動層エアー供給手段からの風量、液体供給手段
からの噴霧量および流動層エアー供給手段からの給気温
度から選択された少くとも１つの制御量を制御するため
の制御手段とを備えていてもよく、（６）造粒・乾燥系
内の湿分量を検出するための湿分量検出手段、および切
換え手段からの切換え信号が与えられ、かつ湿分量検出
手段による検出データと造粒・乾燥プロセスに関する基
準データとの比較結果に基づいて、流動層エアー供給手
段からの風量、液体供給手段からの噴霧量および流動層
エアー供給手段からの給気温度から選択された少くとも
１つの制御量を制御するための制御手段を備えていても
よい。さらには、（７）前記（５）及び（６）に記載の
構成を備えていてもよい。前記造粒・乾燥プロセスに関
する基準データは予めプログラムしておくことができ
る。（８）前記検出手段は、チャンバーの対向位置に形
成された透光部位の外側に配設された発光手段と受光手
段とで構成された光センサであってもよい。発光手段か
ら受光手段へ至る光路は、チャンバーの中心を通過しな
くてもよい。

【０００９】本発明の造粒方法では、（９）液体の噴霧
により流動層の粉粒体を造粒するための造粒工程と、流
動層を形成しつつ造粒物を乾燥するための乾燥工程とで
構成された造粒方法であって、流動層の流動状態の検出
値と基準値とを比較し、前記検出値が基準値に達したと
き、造粒工程から乾燥工程へ切換える。この方法におい
て、（10）造粒工程において、風量、給気温度および液
体の噴霧量のうち少くとも１つを制御しながら高湿分系
で粉粒体を造粒し、乾燥工程において風量および給気温
度のうち少くとも１つを制御しながら造粒物を乾燥して
もよく、（11）造粒工程において、風量および給気温度
のうち少くとも１つを制御しながら液体の一部を噴霧し
て粉粒体を造粒し、乾燥工程において風量および給気温
度のうち少くとも１つを制御するとともに、残余の液体
を噴霧しながら、造粒物を乾燥してもよい。本発明の方
法には、（12）液体の噴霧により流動層の粉粒体を造粒
する方法であって、所定の風量で流動層を形成して粉粒
体を造粒しつつ、前記流動層の流動状態の検出値を基準
値と比較し、基準値への検出値の到達を指標として造粒
終点を検出する方法も含まれる。

【００１０】さらに、本発明は、（13）液体の噴霧によ
り流動層の粉粒体を造粒するための装置であって、気流
によりチャンバー内で粉粒体の流動層を形成するための
流動層エアー供給手段と、液体を噴霧するための液体供
給手段と、前記流動層の流動状態を検出するための検出
手段と、この検出手段による検出値と流動層の流動状態
に関する設定値とを比較するための比較手段と、この比
較手段において前記設定値への前記検出値の到達に基づ
いて、前記液体供給手段からの液体の噴霧量を低減させ
るための切換え手段とを備えている造粒制御装置も提供
する。さらに、（14）チャンバー内で下部から上方への
気流により粉粒体の流動層を形成するための流動層エア
ー供給手段と、液体を噴霧するための液体供給手段とを
備えた装置において、前記流動層の流動状態を検出する
ための少くとも１つの検出手段、この検出手段による検
出データを所定時間毎に平均化するための平均化手段、
平均化されたデータと造粒・乾燥プロセスに関する基準
データとを比較するための比較手段、およびこの比較手
段による比較結果に基づいて、前記液体供給手段からの
噴霧量および流動層エアー供給手段からの給気温度のう
ち少くとも一方を制御するための制御手段を備えている
造粒制御装置、（15）チャンバーの下部から内部へエア
を供給して上方への気流による粉粒体の流動層を形成す
るとともに液体を噴霧して粉粒体を造粒する方法であっ
て、前記チャンバーの対向位置に配設した発光手段と受
光手段とで前記流動層の流動状態を検出して、その検出
値を所定時間毎に平均化し、平均化したデータと造粒・
乾燥プロセスに関する基準データとを比較し、比較結果
に基づいて、液体の噴霧量および給気温度のうち少くと
も一方を制御することを特徴とする造粒制御方法に関す
る。なお、噴霧される液体は、特に制限されず、アルコ
ール（エタノールなど）などの有機溶媒、水、液状有効
成分、生薬エキスなどの水性又は非水性液体の他、水性
又は非水性バインダー液が含まれる。本明細書におい
て、水分センサ，エタノールなどの有機溶媒センサを
「湿分センサ」と総称する。さらに、単位時間当りの溶
媒の系外への除去量をＬa 、噴霧注液による系内への溶
媒供給量をＬb とするとき、Ｌb ／Ｌa ≧１であるとき
（すなわち、系内での溶媒濃度が維持されるかまたは増
加するとき）造粒工程と称し、Ｌb ／Ｌa ＜１であると
き（すなわち、系内での溶媒濃度が減少するとき）乾燥
工程と称する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、必要に応じて添付図面を
参照しつつ、本発明を詳細に説明する。図１は転動流動
層造粒装置の一例を示す概略構成図であり、図２は図１
の造粒装置に配設された制御装置の電気的構成を示すブ
ロック図であり、図５は前記制御装置を利用した造粒・
乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートであり、図６
は前記制御装置を利用した造粒・乾燥プロセスのフロー
チャートである。前記転動流動造粒装置は、筒状チャン
バー１内の下部に回転可能に配設された回転体２と、こ
の回転体の下部に設けられた目皿板２ａと、前記回転体
を駆動するためのモータ３と、回転体２の下部空間に通
じるエアー供給ライン４を通じて、チャンバー１内へ空
気を供給するための流動層エアー供給手段としてのブロ
アー６と、このブロアーからの空気の温度をコントロー
ルするためのヒーター内蔵の加熱ユニット５と、前記チ
ャンバー１のうち回転体２よりも上部の空間に配設さ
れ、液体を噴霧するための液体噴霧ノズル７と、この液
体噴霧ノズルよりも上部に配設され、流動層の透過光量
を検出するため発光素子１１ａと受光素子１１ｂとで構
成された透過型光センサとを備えている。光センサによ
る流動層の透過光量は、流動層の流動状態を反映してい
る。

【００１２】液体は、ポンプ９により供給されるタンク
８内の液体と共にコンプレッサなどのエアー供給手段１
０からの噴出気体を前記噴霧ノズル７から噴出すること
により噴霧される。また、前記発光素子１１ａと受光素
子１１ｂは、チャンバー１のうち対向する透明の透光部
位１２ａ，１２ｂに配設されている。チャンバー１内の
上部には、粒状物と気体とを分離するためのバッグフィ
ルタ１３が取付けられ、このフィルタ１３により分離さ
れた気体は、チャンバー１の排気ライン１４から排出さ
れる。

【００１３】なお、この例では、制御装置２０により、
前記ブロアー６による給気風量，加熱ユニット５による
加熱温度，噴霧ノズル７からの液体の噴霧量がコントロ
ールされている。すなわち、前記ブロアー６による給気
風量は、回転体２の下部空間，チャンバー１内、又は排
気ライン１１などに設けられた風量センサ６ａと、この
風量センサーの検出値に基づいて給気風量を適正にコン
トロールするための調節部および操作部を有する制御部
６ｂとで構成された制御装置２０により制御されてい
る。また、加熱ユニット５による加熱温度も、回転体２
の下部空間やチャンバー１入口に配設された温度センサ
ー５ａと、この温度センサーの検出値に基づいてチャン
バー１内の温度を適正にコントロールするための調節部
および操作部を有する制御部５ｂとを備えた前記制御装
置２０により制御され、噴霧ノズル７からの液体の噴霧
量は、前記ポンプ９と噴霧ノズル７との間の供給ライン
に配設された流量センサー７ａと、この流量センサーの
検出値に基づいて注液量をポンプ９により適正にコント
ロールするための調節部および操作部を有する制御部７
ｂとで構成された前記制御装置２０により制御されてい
る。噴霧ノズル７からの液体のミストのサイズは、前記
ポンプ９による注液速度（注液量）と噴霧ノズル７への
エアー供給速度（エアー量）により調整でき、エアー供
給速度が大きくなるにつれてミストのサイズを小さくで
きる。前記制御装置２０は、各制御部５ｂ，６ｂ，７ｂ
に対して、比例制御（Ｐ動作），比例・積分制御（ＰＩ
動作）や比例・積分・微分制御（ＰＩＤ動作）のための
フィードバック制御信号又はプロセス制御信号を与えて
おり、制御対象をフィードバック制御及び／又はプロセ
ス制御している。さらに、排気ライン１４には温度セン
サ１４ａが設けられ、乾燥終点の検出に利用されてい
る。なお、乾燥終点の検出のためには、前記排気温度セ
ンサに代えて、又は排気温度センサとともに水分セン
サ，エタノールなどの有機溶媒センサなどを利用しても
よい。

【００１４】このような装置において、チャンバー１内
に粉粒体を導入するとともに、前記流動層エアー供給手
段から空気を供給し、回転体２を回転させながらノズル
７から液体を噴霧することにより、造粒末を得ることが
できる。すなわち、前記流動層エアー供給手段からの空
気は、通常、加熱ユニット５により加熱され、エアー供
給ライン４を通じて、回転体２の下部空間および目皿板
２ａを経て、チャンバー１内に気流として供給される。
この気流によりチャンバー１内の粉粒体は舞い上がって
流動層を形成するとともに、噴霧ノズル７から液体が噴
霧され、回転体２の表面では粒状物が転動しながら造粒
される。

【００１５】なお、通常、流動層造粒法や転動流動層造
粒法による造粒プロセスは、チャンバー１内で粉粒体を
予熱しつつ混合するための予熱混合工程、粉粒体の流動
層を形成し、液体噴霧ノズル７から液体を噴霧して造粒
する造粒工程、液体の噴霧を終了した後、ほぼ一定の風
量で流動層を形成しつつ乾燥させる乾燥工程を経て造粒
する場合が多い。このような造粒プロセスにおいては、
前記のように、流動層が上下方向に大きく動くととも
に、流動層内の粉体濃度や粒度分布が刻々と変動するた
め、流動層の透過光量の検出値が瞬時に激しく変動す
る。

【００１６】図２に示す前記制御装置２０は、前記発光
素子１１ａと受光素子１１ｂとで構成された透過型光セ
ンサ２１からのアナログ検出データを一定時間ごとに移
動平均するため、積分回路で構成された算出手段として
の平均化回路２２を備えている。また、制御装置２０
は、平均化されたアナログデータをディジタルデータに
変換するためのＡ／Ｄ変換回路２３、Ａ／Ｄ変換回路２
３からのディジタルデータ（検出値）Ｖと透過度Ｔ₁ に
対応する透過光量の基準値Ｖf1との比較データに基づい
て、前記流動層エアー供給手段による風量を制御するた
めの中央処理装置（ＣＰＵ）２４を備えている。

【００１７】この中央処理装置２４は、Ａ／Ｄ変換回路
２３からのディジタルデータ（検出値）Ｖと透過度Ｔ₁
に対応する基準値Ｖf1とを比較するための比較回路と、
この比較回路からの比較データに基づいて風量に関する
制御量データを算出するための演算回路と、造粒・乾燥
プロセスにおける風量に関する所定のプログラムが格納
されたメモリと、このメモリと演算回路との間のデータ
の授受および演算回路で算出された制御量データを制御
信号として制御対象の駆動回路へ与えるための制御回路
とを備えている。前記演算回路では、制御対象である流
動層エアー供給手段としてのブロアーの制御量（風量）
に関するデータがプログラムに従って算出され、演算回
路により算出されたデータは制御回路からＤ／Ａ変換回
路２５へ与えられ、Ｄ／Ａ変換回路により変換されたア
ナログデータは、ブロアーの駆動回路２６に与えられ
る。

【００１８】なお、造粒過程において、造粒初期や大き
な給気風量では、未造粒の粉塵が光センサ２１による検
出領域に多く舞い上がるので、光センサ２１による透過
光量が低下する。一方、噴霧ノズル７から液体を噴霧す
ると、含湿分による重量増加と造粒の進行に伴って粒子
成長により粒子径や重量が増加した粉粒体により、光セ
ンサ２１による検出領域の投影面積が低下するので、光
センサ２１による透過光量が増加する。このことを利用
して、透過光量の検出値Ｖが基準値Ｖf1に達した時、給
気風量を増加させ、透過光量の検出値Ｖが基準値Ｖf1に
至らない時には、給気風量を維持する操作を繰り返し行
うため、前記中央処理装置２４のメモリには、風量に関
する計算式、例えば、Ｑ_i+1＝Ｑ_i ＋αＱ（式中、Ｑ_i+1
は、透過光量が基準値に達した後の給気風量、Ｑ_i は透
過光量が基準値に至らない時の給気風量、αＱは透過光
量が基準値に達した時の風量の増加分を示す）のプログ
ラムが記憶されている。すなわち、この中央処理装置２
４は、光センサ２１による透過光量の検出値Ｖが最初に
基準値Ｖf1に達した時に風量を所定量αＱ（例えば、１
ｍ³ ／分）だけ増加し、二回目に基準値Ｖf1に達した時
に風量をさらにαＱだけ増加する操作を繰り返しながら
風量を制御する。このようにして、粉粒体（粉塵）から
造粒末への変換を促進しながら、粒度特性（粒度分布，
平均粒径など）をコントロールする。なお、風量の増加
量αＱは「ｉ」によって異なっていてもよい（すなわ
ち、αＱ1 ，αＱ2 ，…αＱn は互いに規則的又はラン
ダムに異なっていてもよく、例えば、αＱ1 ＜αＱ2 ＜
…＜αＱn のように規則的に増加させてもよい）。

【００１９】このような制御装置では、光センサ２１に
よる検出データ（透過光量データ）を平均化回路２２に
より平均化できる。すなわち、光センサ２１からの検出
データは、図３に示されるように、激しく変動するの
で、光センサ２１からの検出値だけで流動層を制御する
ことが困難である。これに対して、前記平均化回路によ
り検出データを平均化処理すると、図４に示されるよう
に、検出値の変動を平均化し平均値として精度よく検出
し、給気風量を精度よくコントロールできる。そして、
本発明の制御装置では、造粒末の粒度特性を高い精度で
再現性よく得るため、図２に示されるように、一定風量
において光センサ２１で検出され、かつＡ／Ｄ変換回路
２３でディジタルデータに変換された透過光量の検出値
Ｖは、基準値Ｖf2と比較するため、比較回路２７にも与
えられる。この基準値Ｖf2は、造粒工程から乾燥工程へ
の切換えタイミングに対応する基準値である。すなわ
ち、流動層の透過光量は、粒子の大きさ（微粉量，粗粒
量など）、湿分量などによる流動状態の変化をリアルタ
イムで反映しており、造粒装置，処方および造粒条件を
同じにして造粒すると、造粒工程を終了させ、乾燥工程
へ切換えるタイミングは、造粒末の品質（密度、粒度の
ばらつき、平均粒径など）、特に平均粒径や微粉量，粗
粒量と強い相関性が認められる。従って、光センサ２１
により検出された透過光量の平均値、すなわち検出値Ｖ
が、前記比較回路２７における基準値Ｖf2に到達したこ
とを指標として造粒終点を検出できる。このように、比
較回路２７は造粒工程から乾燥工程への切換え手段とし
て機能し、検出値Ｖが基準値Ｖf2に到達したとき、切換
信号を前記中央処理装置２４に与える。そして、中央処
理装置２４は切換信号に応答して乾燥プロセスを制御す
る。

【００２０】すなわち、制御装置を構成する中央処理装
置は、前記のように切換信号に応答して造粒工程から乾
燥工程へ切換えるとともに、造粒工程及び乾燥工程で
は、平均化されたデータと造粒・乾燥プロセスに関する
基準データとの比較結果に基づいて、造粒プロセス及び
乾燥プロセスにおいて流動層エアー供給手段からの風量
などを制御する。前記制御装置の動作は次の通りであ
る。図５および図６に示されるように、造粒工程におい
ては、スタート信号に応答して風量をＱ₀ からＱ₁ へ増
加させ、透過光量の検出値Ｖが基準値である透過度の設
定値Ｔ₁ 未満の流動層を形成し、注液量Ｌ₁ で液体を噴
霧注液する。この注液により湿分量Ｗが上昇するととも
に、造粒の進行と微粉末の減少に伴って検出値Ｖが上昇
し透過度の設定値Ｔ₁ に達する。検出値Ｖが透過度の設
定値Ｔ₁ に達すると、前記中央処理装置からの制御信号
により流動層エアー供給手段からの風量Ｑ₁ を制御量α
Ｑだけ増大して風量Ｑ₂ とし、検出値Ｖが透過度の設定
値Ｔ₁未満の流動層を形成する。なお、図５に示すタイ
ムチャートでは、風量を１回増加させているが、粒の成
長度（造粒の程度）に応じて、風量をコントロールし適
正な流動層を維持しつつ、造粒を円滑に行うため、図６
のフローチャートに示されるように、風量を複数回に亘
り制御してもよい。すなわち、注液を継続すると、造粒
に伴って検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ に達したとき
（透過度Ｔ₁ 以上となったとき）、中央処理装置からの
制御信号により風量Ｑ₂ を制御量αＱだけ増大させる動
作を繰り返し行ってもよい。

【００２１】そして、風量を制御量αＱだけ増大させて
風量Ｑ₂ を維持し、所定風量Ｑ₂ において、検出値Ｖが
透過度の基準値Ｔ₂ に達したか否かが判別され、透過度
の基準値Ｔ₂ への到達により、造粒工程から乾燥工程へ
の切換が行われる。すなわち、風量Ｑ₂ の環境下で、検
出値Ｖが前記基準値Ｖf2＝Ｔ2 に達したとき、前記比較
回路２７からは造粒工程から乾燥工程への切換信号が前
記中央処理装置２４に与えられる。前記切換信号に応答
して中央処理装置２４は、ポンプ９の制御部に噴霧注液
停止信号を与える。噴霧注液の停止の後、一定風量Ｑ₂
を維持しながら造粒物の乾燥が行われる。この乾燥工程
では、湿分量がＷ₁ からＷ₀ に次第に低下するととも
に、造粒物が軽量化するため、透過度の低下に伴って検
出値Ｖが次第に低下し、排気ラインの温度センサによる
排気温度が所定温度以上となったとき、乾燥工程が終了
する。なお、乾燥終了は赤外線センサなどの湿分センサ
による湿分量が所定の値になったときに行ってもよい。
なお、図５に示す例では、造粒工程で風量を１回増加さ
せているが、複数回に亘り風量を増加させてもよく、風
量を増加させることなく一定の風量で造粒を進行させて
もよい。

【００２２】図７は前記制御装置を利用した他の造粒・
乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートであり、図８
は図７に対応する造粒・乾燥プロセスを示すフローチャ
ートである。なお、液体の種類や液量などによっては、
造粒工程では液体の全量を噴霧できず、乾燥工程におい
て液体をさらに噴霧し、造粒末の組成を製造承認された
医薬品の組成に調製する必要性が生じる場合がある。そ
のため、この例では、造粒工程で液体の一部を一次噴霧
注液し、乾燥工程で残余の液体を二次噴霧注液してい
る。図７および図８に示すプロセスにおいて、造粒プロ
セスは、液体の一部を噴霧注液するための一次噴霧注液
（噴霧注液量Ｌ1 ）が行われる点を除いて図５および図
６に示すプロセスと同様に行われる。そして、所定風量
Ｑ₂ において、流動層の検出値Ｖが透過度の基準値Ｔ₂
に到達すると、造粒工程から乾燥工程への切換が行われ
るとともに、風量Ｑ₂ を維持しながら、残余の液体を二
次噴霧注液している。この二次噴霧注液においては、噴
霧注液量がＬ₁ からＬ₂ に低減し、すなわち乾燥が進行
し、粒状物の成長は抑制されている。そして、二次噴霧
注液が終了したか否かが判断され、二次噴霧注液が終了
すると、風量Ｑ₂ を維持しながら造粒物の乾燥が進行
し、前記と同様に、排気温度又は系内の湿分量に基づい
て乾燥が終了したか否かが判断され、乾燥終了に伴って
送風が停止し（風量Ｑ₀ ）、乾燥工程が終了する。

【００２３】図９は前記制御装置を利用したさらに他の
造粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートであ
り、図１０は図９に対応する造粒・乾燥プロセスを示す
フローチャートである。図９及び図１０に示すプロセス
においては、造粒工程で多段に風量を増加させる制御を
行い、乾燥工程で多段に風量を減少させる制御を行って
いる。すなわち、造粒工程において、スタート信号に応
答して風量をＱ₀ からＱ₁ へ増加させて光センサによる
検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ 未満の流動層を形成し、
注液量Ｌ₁ で液体を注液すると、造粒の進行と微粉末の
減少に伴って光センサによる検出値Ｖが上昇する。検出
値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ に達すると（透過度Ｔ₁ 以上
となると）、中央処理装置からの風量増加信号により流
動層エアー供給手段からの風量Ｑ₁ が制御量αＱi だけ
増大して風量Ｑ₂ となり、検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ
₁ 未満の流動層を形成する。さらに、注液を継続する
と、造粒に伴って検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ 以上と
なり、中央処理装置からの風量増加信号により風量Ｑ₂
が制御量αＱi だけ増大して風量Ｑ₃ となる。このよう
な風量制御が光センサによる検出値と透過度の設定値と
の比較結果に応答して繰り返し行われるので、粒の成長
度や造粒の程度に応じて、風量をコントロールすること
により適正な流動層を維持しつつ、造粒を円滑に行うこ
とができる。この例では、前記風量の制御回数（制御量
αＱi の増大回数）が２となった後、検出値Ｖが透過度
の設定値Ｔ₁ に達すると、風量Ｑ₃ が増大して風量Ｑ₄
となり、所定風量Ｑ₄ を維持する。

【００２４】そして、所定風量Ｑ₄ を維持すると、造粒
の進行に伴って検出値Ｖが上昇し透過度の基準値Ｔ₂ に
到達する。すなわち、光センサ２１による検出値Ｖが前
記基準値Ｖf2に到達する。検出値Ｖの基準値Ｔ₂ への到
達に伴って、前記中央処理装置２４には、注液量をＬ₁
からＬ₀ として注液が終了するための注液停止信号が与
えられるとともに、造粒工程から乾燥工程への切換信号
が与えられ、前記切換信号に応答して乾燥プロセスの制
御が行われる。透過度Ｔ₂ に到達しない場合には、前記
風量Ｑ₄ が維持される。

【００２５】乾燥工程において、風量Ｑ₄ を維持しつつ
造粒物を乾燥すると、液体濃度（湿分量）がＷ₁ からＷ
₀ に次第に低下するとともに、造粒物が軽量化するた
め、所定の流動層を形成するためには過剰な風量とな
り、透過度の低下に伴って検出値Ｖが次第に低下する。
そこで、光センサによる検出値Ｖが低下し透過度の設定
値Ｔ₁ に達したか否か（すなわち、透過度Ｔ₁ 以下か否
か）が比較され、検出値Ｖが設定値Ｔ₁ に達しない場合
には、風量Ｑ₄ が維持され、設定値Ｔ₁ 以下となったと
きには、設定値Ｔ₁ への到達信号と前記切換信号とに基
づいて、中央処理装置からは流動層エアー供給手段へ風
量低減信号が与えられ、風量Ｑ₄ を制御量αＱj だけ低
減させて風量Ｑ₅ に制御する。さらに、風量Ｑ₅ を維持
しつつ乾燥を進行させると、再び光センサによる検出値
Ｖが低下して設定値Ｔ₁ 以下となり、適正な流動層を維
持できなくなる。そのため、光センサによる検出値Ｖが
透過度の設定値Ｔ₁ 以下となったとき、再び風量低減信
号に応答して風量Ｑ₅ を制御量αＱj だけ低減させて風
量Ｑ₆ とする。さらに、乾燥工程では、風量がＱ₆ であ
るか否かが判断され、風量がＱ₆ でない場合には、風量
低減のための前記乾燥工程のステップに移行し、風量が
Ｑ₆ である場合には風量Ｑ₆ を維持しつつ乾燥が行われ
る。そして、排気温度や系内の湿分量を基準として、乾
燥が終了しているか否かが判別され、乾燥が終了してい
ない場合には、風量Ｑ₆ が維持され、乾燥が終了する
と、風量がＱ₀ となり送風を停止し、乾燥工程が終了す
る。このように、光センサによる検出値および切換信号
に応答して風量を多段に低減して制御するため、適性な
流動層を維持しつつ造粒された粉粒体を乾燥することが
でき、粒度分布がシャープな造粒末を高い収率で再現性
よく製造できる。また、乾燥工程において、バッグフィ
ルターの目詰まりを抑制できる。さらに、造粒のみなら
ず乾燥に最適な流動状態を維持できるので、長期間に亘
り連続的に造粒できる。

【００２６】なお、流動層造粒において、賦形剤と主薬
との混合割合が大きく異なったり、賦形剤と主薬との密
度差が大きい場合、流動層内の風量による分級効果によ
り、粒度のことなる造粒物において主薬の含量の偏析が
生じ易い。このような場合、本発明の造粒装置を用い、
原料末が造粒されていない造粒初期の段階では、センサ
による検出値に基づいて、給気風量を小さく抑えて主薬
粉末がスプレーノズルやバクフィルタなどに達すること
を防止し、造粒の進行に応じて風量を段階的に増加させ
るのが有用である。このような方法では、原料粉体すべ
てに噴霧液を均一にスプレーでき、均質でシャープな粒
度分布を有する造粒物を得ることができる。

【００２７】本発明では、流動層の流動状態に関する検
出データ（流動層の透過光量に関する検出データなど）
に基づいて造粒工程から乾燥工程へ切換える限り、造粒
工程及び乾燥工程は他の検出手段を利用してプロセス制
御してもよい。例えば、前記の例では、光センサの検出
値に基づいて、乾燥工程への切換と、造粒プロセスおよ
び乾燥プロセスを制御しているが、造粒プロセス及び乾
燥プロセスの少くとも一方のプロセスは、他のセンサ
（例えば、赤外線センサなどの湿分センサ，超音波セン
サなどの層高センサなど）の検出値を利用してプロセス
制御してもよい。

【００２８】図１１は本発明の他の制御装置の電気的構
成を示すブロック図であり、図１２は図１１の制御装置
を利用した造粒・乾燥工程を示すタイムチャートであ
り、図１３は図１１の制御装置を利用した造粒・乾燥工
程を示すフローチャートである。図１１に示す制御装置
は、前記装置に湿分量検出手段を組み合わせた装置であ
り、流動層の透過光量を検出するための光センサ３１、
この光センサからの検出データを平均化するための平均
化回路３２、この平均化回路により平均化されたアナロ
グデータをディジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変
換回路３３、およびこのＡ／Ｄ変換回路からのディジタ
ルデータ（検出値）Ｖと基準値Ｖf2とを比較するための
比較回路３４とを備えている。そして、本制御装置は、
流動層の湿分量を検出するための湿分センサ３５、この
湿分センサによる検出データをディジタルデータに変換
するためのＡ／Ｄ変換回路３６を備えており、Ａ／Ｄ変
換回路３６からのディジタルデータ（検出値）ＶW は、
中央処理装置（ＣＰＵ）３７に与えられる。中央処理装
置３７では、Ａ／Ｄ変換回路３６からのディジタルデー
タ（検出値）Ｖwと湿分量に関する基準値Ｖf1とを比較
するための比較回路、造粒・乾燥プロセスに関するプロ
グラムが格納されたメモリ、前記比較回路からの比較デ
ータに基づいて制御量データを前記プログラムに従って
算出するための演算回路、および演算回路で算出された
制御量データに基づいて制御対象を制御するための制御
回路を備えている。中央処理装置３７からの制御データ
はＤ／Ａ変換回路３８でアナログデータに変換され、制
御対象の駆動回路３９に与えられる。そして、造粒工程
および乾燥工程において、中央処理装置３７は、湿分セ
ンサ３５からの検出信号（ディジタルデータ）に基づい
て、制御対象を制御量データに応じて駆動してプロセス
制御する。

【００２９】一方、所定の風量の下、光センサ３１によ
り検出され、かつＡ／Ｄ変換されたディジタルデータ
（検出値）Ｖが基準値Ｖf2に到達したとき、比較回路３
４からは中央処理装置３７へ造粒工程から乾燥工程への
切換信号が与えられる。

【００３０】前記制御装置において、造粒工程は、前記
図９に示す乾燥工程と同様の工程と、その後、湿分量を
ほぼ一定に保って噴霧注液するフィードバック工程とで
構成されている。図１２および図１３に示されるよう
に、本装置による造粒工程では、スタート信号に応答し
て風量をＱ₀ から予め設定された風量Ｑ₁ へ増加させて
光センサからの検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ_1a未満の流
動層を形成し、注液量Ｌ₁ で液体を注液する。この注液
により造粒が進行し、検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ_1a以
上となるか否かにより風量を、順次、制御量αＱだけ増
加させて風量をＱ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ₄ とする動作が繰返され
る（図９の乾燥工程参照）。前記注液により湿分量Ｗが
上昇して湿分量Ｗ₁ となり、湿分センサ３５による検出
値ＶWが基準値Ｖf1に達すると、この到達信号に応答し
て所定の湿分量Ｗ₁で造粒するための噴霧注液フィード
バック制御が行われる。すなわち、前記到達信号に応答
して、中央処理装置は、注液量Ｌ₁ をほぼＬ₂ に低減し
てＯＮ／ＯＦＦ制御又は比例・積分・微分制御（ＰＩＤ
制御）するための制御信号を、液体供給手段のポンプ及
び噴霧ノズルへのエアー供給手段をコントロールする制
御部の駆動手段に与えることにより、所定の湿分量Ｗ₁
を維持しながら所定の風量Ｑ₄で造粒が行われる。

【００３１】そして、風量Ｑ₄ において、造粒の進行に
伴って光センサによる検出値Ｖが透過度の基準値Ｔ₂ に
達すると（すなわち、光センサからの検出値Ｖが基準値
Ｖf2に到達すると）、中央処理装置には、造粒工程から
乾燥工程への切換信号が与えら、噴霧注液制御を終了
し、噴霧注液が停止する。乾燥工程では、前記図５に示
されるのと同様にして乾燥が終了したか否かが判断さ
れ、乾燥が終了すると風量がＱ₀ となり造粒末の乾燥が
終了する。

【００３２】本発明において造粒工程から乾燥工程へ切
換えは、流動層の流動状態に関する検出データに基づい
て行えばよく、前記平均化されたデータに限らず、検出
値の高速フーリエ（ＦＦＴ）解析データに基づいて行っ
てもよい。また、造粒工程から乾燥工程へ切換えや造粒
工程の制御は、標準偏差データに基づいて行ってもよ
い。すなわち、使用する原料によっては、湿分一定の場
合、光センサにより検出され、かつ平均化されたデータ
が余り変化しない場合がある。このような場合であって
も、粒径が均一に大きくなるにつれて、流動層内では、
脈流的な流動化現象が生じ、造粒物の平均粒径が大きく
なるに従って、標準偏差も大きくなる。そして、透過光
量に関する標準偏差データは、流動層の脈流の激しさお
よび微粉量を反映し、前記標準偏差が造粒工程から乾燥
工程への切換タイミングに対応する。なお、検出手段に
よる検出データから標準偏差データの算出は、前記平均
化回路に代えて標準偏差算出回路を用い、所定時間毎に
行うことができ、算出された標準偏差データは、前記と
同様に比較回路において標準偏差に関する基準値（例え
ば、標準偏差値をσとするとき、基準値１σなど）と比
較される。標準偏差データを算出するための測定間隔
は、例えば、１〜１００m sec、好ましくは１〜３０m s
ec程度であり、算出間隔は、例えば、０．５〜３０se
c、好ましくは１〜１０sec程度であり、標準偏差データ
を算出するためのサンプリング数は３０〜１００００程
度であってもよい。

【００３３】図１４は本発明の制御装置を利用した造粒
・乾燥工程を示すタイムチャートであり、図１５は図１
４の制御装置を利用した造粒・乾燥工程を示すフローチ
ャートである。この例において、前記乾燥工程への切換
は、透過光量の標準偏差データに基づいて行われる。す
なわち、本装置による造粒工程では、スタート信号に応
答して風量をＱ₀ から予め設定された風量Ｑ₁ へ増加さ
せて光センサからの検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ 未満
の流動層を形成し、注液量Ｌ₁ で液体を注液する。この
注液により造粒が進行し、検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ
₁ 以上となるか否かが判断され、検出値Ｖが透過度の設
定値Ｔ₁ 以上となると、風量を、制御量αＱだけ増加さ
せて風量をＱ₂ とする動作が行われる。前記注液により
湿分量Ｗが上昇して湿分量Ｗ₁ となり、湿分センサ３５
による検出値ＶWが基準値Ｖf1に達すると、この到達信
号に応答して、注液量Ｌ₁ をほぼＬ₂ に低減し、所定の
湿分量Ｗ₁ で造粒するための噴霧注液フィードバック制
御（ＯＮ／ＯＦＦ制御又はＰＩＤ制御）が行われる。そ
して、造粒の進行に伴って微粉の量が低減して標準偏差
値σが次第に増大し、所定風量Ｑ₂ において、光センサ
による検出データの標準偏差値σが透過度の標準偏差に
関する基準値σ₁ （Ｖf2）に達すると、中央処理装置に
は、造粒工程から乾燥工程への切換信号が与えら、噴霧
注液制御を終了し、噴霧注液が停止する。乾燥工程で
は、前記図５に示されるのと同様にして乾燥が終了した
か否かが判断され、乾燥が終了すると送風が停止し（風
量Ｑ₀ ）、造粒末の乾燥が終了する。

【００３４】さらに、本発明において造粒工程から乾燥
工程への切換えは、平均化されたデータの微分データに
基づいて行ってもよい。すなわち、流動層の透過光量な
どの流動状態に関する検出値（絶対値）は、センサの取
付け位置、エアー供給条件などにより大きく変動する場
合がある。このような場合、前記透過光量に基づく造粒
終点領域において、微分データのカーブが立ち下がる領
域の微分値を利用すると、前記変動要因に左右されるこ
となく、造粒工程から乾燥工程への切換タイミングを安
定して検出できる。この制御装置は、検出手段による検
出データを所定時間毎に平均化するための平均化手段
（特にスムージング処理された平均化データを得るため
の平均化手段）に加えて、平均化されたデータから微分
データを得るための微分手段と、この微分手段による微
分値と流動層の流動状態に関する基準値とを比較するた
めの比較手段と、流動層エアー供給手段による所定の風
量の下、前記比較手段において前記微分手段による微分
カーブの立ち下がり領域の微分値が前記基準値に達した
とき、造粒工程から乾燥工程へ切換えるための切換え手
段とを備えている。なお、光センサによる検出値が変動
すると微分値も大きく変動する。そのため、光センサに
よる検出値を、前記と同様の平均化回路で構成された平
均化手段によりスムージングし、このスムージングされ
た平均化データを、微分回路などで構成された微分手段
に与えることにより微分カーブを生成させる。スムージ
ングされた平均化データは、移動平均するための平均化
時間を長く（例えば、１８０〜３００秒程度）に設定す
ることにより生成させることができる。前記流動層の流
動状態に関する基準値（微分値）は、予め実験により設
定することができ、例えば、ｄＴ＝０．３などの適当な
値を選択できる。また、造粒工程の最終の風量一定の環
境下において、微分カーブのうち、少なくとも立ち下が
り領域における微分値と基準値とを比較すればよい。

【００３５】図１６は本発明の制御装置を利用した造粒
・乾燥工程を示すタイムチャートであり、図１７は図１
６の制御装置を利用した造粒・乾燥工程を示すフローチ
ャートである。この例において、前記乾燥工程への切換
は、平均化された透過光量データの微分データに基づい
て行われる。すなわち、本装置による造粒工程では、ス
タート信号に応答して風量をＱ₀ から予め設定された風
量Ｑ₁ へ増加させて光センサからの検出値Ｖが透過度の
設定値Ｔ₁ 未満の流動層を形成し、注液量Ｌ₁ で液体を
注液する。この注液により造粒が進行し、検出値Ｖが透
過度の設定値Ｔ₁ 以上となるか否かが判断され、検出値
Ｖが前記設定値Ｔ₁ 以上となると、注液量Ｌ₁ を維持し
つつ、風量を、制御量αＱだけ増加させて風量をＱ₂
（造粒工程における最終的な風量）とする動作が行われ
る。そして、風量Ｑ₂ において、光センサの検出値Ｖが
低下した後、造粒の進行に伴って光センサの検出値Ｖが
増加し、微分値ｄＴは平衡域を経て次第に低減して立ち
下がる。この立ち下がり領域は、前記透過光量に基づく
造粒終点領域に対応する。そこで、光センサによる検出
データの微分カーブが立ち下がり領域であるかが判断さ
れ、立ち下がり領域である場合には、微分値ｄＴが透過
度の微分値に関する基準値ｄＴ₁ （Ｖf2）に達したか否
かが判断され、微分値ｄＴが基準値ｄＴ₁ （Ｖf2）に達
すると、中央処理装置には、造粒工程から乾燥工程への
切換信号が与えら、噴霧注液制御を終了し、噴霧注液が
停止する。乾燥工程では、前記図５に示されるのと同様
にして乾燥が終了したか否かが判断され、乾燥が終了す
ると風量がＱ₀ となり送風が停止し、造粒末の乾燥が終
了する。

【００３６】なお、前記のように、本発明の造粒制御装
置および制御方法は、転動流動造粒法に限らず流動層造
粒法にも適用できる。流動層造粒により造粒する場合、
前記回転体に代えて、チャンバーの下部に、例えば、金
網、多孔板、スリットなどで構成された通気部を形成す
ればよい。

【００３７】本発明の装置は、造粒工程から乾燥工程へ
切換えるための切換え手段を備えていればよい。好まし
い制御装置は、造粒および乾燥プロセスを精度よく制御
するため、検出手段による検出値を所定時間毎に平均化
するための平均化手段、平均化されたデータに基づいて
制御対象を制御する中央処理装置（例えば、平均化され
たデータと造粒プロセスに関する基準データとを比較す
るための比較手段、及び比較結果に基づいて制御対象を
制御するための制御手段を備えた中央処理装置）を備え
ており、検出手段からのアナログ検出データは、ディジ
タルデータに変換して平均化してもよい。例えば、前記
の例で、検出手段からの検出データをＡ／Ｄ変換手段に
よりディジタルデータに変換し、ディジタルデータを平
均化手段により平均化し、前記と同様な比較演算及び制
御処理を行ってもよい。前記平均化手段において検出手
段からの検出データを平均化するためには、積分回路な
どを利用して移動平均により平均化し、生成した移動平
均データを比較手段に逐次与えて制御するのが有用であ
る。平均化の時間間隔は、チャンバーの大きさ、粉粒体
の充填量などに応じて設定でき、例えば、１０秒〜５
分、好ましくは３０秒〜３分程度の範囲から選択でき
る。

【００３８】前記の例では、造粒プロセス及び／又は乾
燥プロセスにおいて、一定の透過度の設定値Ｔ₁ により
風量を段階的に制御しているが、風量を連続的に制御し
てもよい。さらには、粒の成長とともに、小さな粒径の
粉塵濃度が小さくなるので、風量などの制御量を制御す
るための設定値として、粒の成長に応じて複数の設定値
を採用してもよい。例えば、風量制御のための設定値と
して、順次高くなるＴ _1a，Ｔ_1b，Ｔ_1cを採用し、センサ
からの検出値がそれぞれ基準値Ｔ_1a，Ｔ_1b，Ｔ _1cに到達
したとき、風量を順次増加させてもよい。また、プロセ
ス制御において、基準データは予めプログラムされた連
続的な基準データであってもよい。また、風量制御にお
いては、センサによる検出データ（光センサによる透過
光量など）を一定レベルに維持するように風量をＰＩＤ
制御などによりフィードバック制御してもよい。給気量
は、チャンバーの内容積、粉粒体の量や液体の噴霧量に
応じて適当に選択でき、例えば、チャンバーの底部断面
積１ｍ² 当り、毎分、５〜２００ｍ³ 、好ましくは１０
〜１００ｍ³ 程度の範囲から選択できる。

【００３９】なお、造粒物の品質は、温湿度により影響
を受ける。例えば、空調されていない空気を用いて風量
制御する場合、天候の変化や気候の変化により、同じ運
転条件でも、造粒物の品質が変動し、著しい場合には流
動不良に近い状態となる場合がある。このような場合で
も、光センサによる検出データ（光センサによる透過光
量など）が流動層内の水分量と相関関係があるため、同
じ透過光量となるように流動層を制御することにより、
ほぼ同じ造粒物を繰り返し製造できる。

【００４０】本発明は、造粒異常を監視する装置や方法
としても有用である。すなわち、例えば、高水分の流動
造粒系，重質物の流動造粒系などでは、流動層が消失す
る流動不良が生じやすい。このような場合であっても、
流動不良に伴って、光センサによる透過度が急激に大き
くなるとともに、検出データの標準偏差が小さくなる。
このことを利用して、前記と同様にして流動層の流動化
状態を検出し、この検出値を、比較手段により、造粒異
常に対応する基準値と比較し、基準値への検出値の到達
を指標として造粒異常を検出できる。なお、比較手段に
より生成する異常検出信号は、報知手段（例えば、アラ
ーム，ランプなど）の制御回路に与えてもよい。

【００４１】また、前記の例では、光センサによる流動
層の透過光量に基づいて、造粒工程から乾燥工程への切
換のみならず、風量制御により造粒工程および乾燥工程
におけるプロセス制御を行っているが、造粒プロセス制
御および乾燥プロセス制御は、各プロセスのステップに
応じて、流動層エアー供給手段、温度制御手段および液
体供給手段から選択された少くとも１つの制御対象の制
御量（風量，給気温度，および噴霧量、特に風量及び／
又は噴霧量）を制御することにより行ってもよい。前記
造粒制御装置は、少なくとも流動層エアー供給手段及び
液体供給手段を備えていればよいが、通常、加熱給気に
より乾燥効率及び生産性を高めるため、給気温度を制御
するための温度制御手段を備えている場合が多い。好ま
しい態様では、風量及び／又は噴霧量、特に少くとも風
量が制御される。例えば、造粒工程では、液体噴霧ノズ
ルからの液体の噴霧量を制御してもよく、造粒工程や乾
燥工程では、チャンバー内への空気の温度を調整する加
熱ユニットなどの温度制御手段により給気温度を制御し
てもよい。

【００４２】噴霧量を制御する場合、センサ（例えば、
赤外線センサなど）を用いて流動層を形成する粉粒体の
湿分量を検出して平均化処理し、平均化データとメモリ
に格納された湿分量に関する基準データとを比較し、比
較手段からのデータに基づいて、演算手段により制御量
である湿分供給量を算出し、噴霧ノズルからの湿分量を
制御することができる。液体供給手段による液体（アル
コールなどの有機溶媒、特に水又は水性バインダー液）
の噴霧は、連続的に行ってもよく、間欠的に行ってもよ
い。また、センサからの検出データに基づいて、流動層
の流動状態を判別し、噴霧量をコントロールしてもよ
い。なお、流動層の流動化状態は、例えば、センサによ
る検出値の変動の大きさや、センサによる検出値と閾値
とを比較し、閾値を越える検出値の頻度などにより判別
することもできる。造粒に際しては、必要に応じて複数
の液体噴霧ノズルから液体を噴霧してもよく、液体の噴
霧方法は、特に制限されず、例えば、チャンバーの上部
のノズルから噴霧するトップスプレー、および流動する
粉粒体の流れに対して接線方向に噴霧するタンジェンシ
ャルスプレーなどであってもよい。

【００４３】また、温度制御手段により給気温度を制御
する場合、前記検出手段として温度センサを用いてチャ
ンバー内の温度を検出し、比較手段により温度に関する
基準データと比較し、比較手段からのデータに基づい
て、演算手段により制御量温度を算出することにより、
上記と同様にして制御できる。また、給気温度は、粉粒
体の種類などに応じて選択でき、例えば、３０〜１００
℃程度の範囲から選択する場合が多い。

【００４４】なお、流動層は、温度が高いと、溶媒（水
分など）の揮散が多くなり、乾燥気味の造粒となって粉
粒体が舞い上がり、前記光センサによる透過光量が低減
し、温度が低いと、光センサによる透過光量が増加す
る。また、噴霧液量が多いと、粉粒体の重量が増加し、
前記光センサによる透過光量が増加し、噴霧液量が少な
いと、光センサによる透過光量が低減する。このような
関係を利用することにより、前記光センサによる検出値
を平均化し、前記と同様な制御装置を利用して、風量の
みならず、温度又は噴霧液量を制御することも可能であ
る。

【００４５】さらに、造粒工程から乾燥工程への切換の
ための検出手段は、流動層の流動状態を検出できればよ
く、超音波センサで構成されたセンサ、流動層での造粒
物の衝突により生じる弾性波（ＡＥ波，Acqustic Emiss
ion）を検出可能な弾性検出手段などであってもよい。
この弾性検出手段は圧電型超音波センサで構成できる。
前記弾性検出手段において、検出された弾性波のうち特
定の周波数成分の事象率（イベントレート）は、造粒物
の平均粒径と相関性を有し、特定の周波数成分の強度
（ＡＥ強度）は、造粒物の硬度と相関性がある（特開平
７−２４６３２６号公報）。事象率（イベントレート）
は、単位時間当りに振幅がしきい値を越えた弾性波信号
の発生回数を意味し、ＡＥ強度は、ＡＥ信号の振幅の先
頭値または先頭値の二乗と持続時間の積を意味する。

【００４６】流動層の流動状態を精度よく検出するた
め、通常、流動層の透過光量が検出可能な光センサ（例
えば、光電センサや光電スイッチ、赤外線センサ、レー
ザセンサなど）、すなわち、発光手段と受光手段とで構
成された光センサを用いる場合が多い。好ましい光セン
サには、光路径が大きく、流動層の流動状態の検出感度
が高く、取り付け作業性などに優れる光電センサが含ま
れ、光電スイッチも好ましい。光電スイッチを用いる場
合、光の透過と粒子による遮蔽とをＯＮ／ＯＦＦで検出
し、単位時間当りの光の透過時間（ＯＮの時間）の割合
を数値化すると、Ａ／Ｄ変換が不要となる。なお、取付
位置やチャンバーの容積などに応じて、光センサの光量
などは適当に調整できる。なお、乾燥工程への切換のた
めの流動層の流動状態（透過光量など）の検出や、造粒
・乾燥プロセス制御のための検出は、少くとも１つの検
出手段で行うことができ、複数の検出手段で検出しても
よい。複数の検出手段は、流動層の高さ方向に対して所
定の幅をもったほぼ同一の水平面上に配設してもよい。
前記センサの取り付け部位は、センサの種類に応じて流
動層の流動状態を検出できる限り特に制限されないが、
光センサの場合には、チャンバーの側部のうち、造粒工
程での流動層の高さに対応する部位である場合が多い。
また、造粒工程から乾燥工程へ切換えるための基準値Ｖ
f2は、センサの取り付け部位に応じて設定できる。な
お、噴霧ノズルがチャンバーの上部に位置するスプレー
方式の場合、噴霧ゾーンを避け、かつチャンバーのうち
噴霧位置の側部などの適所に透過型光センサを位置させ
てもよい。

【００４７】流動層の流動状態を検出するための検出手
段（特に光センサ）は、造粒から乾燥への切換タイミン
グを検出する手段としてのみならず、造粒工程において
注液量を低減するための切換タイミングを検出する手段
としても有用である。すなわち、造粒工程において、注
液量を段階的に低減させて造粒する場合、注液量の低減
タイミングに前記検出手段を利用すると、造粒を円滑に
行うことができるとともに、造粒末の粒度特性をコント
ロールできる。この装置は、液体の噴霧により流動層の
粉粒体を造粒するために有用であり、前記と同様に、気
流によりチャンバー内で粉粒体の流動層を形成するため
の流動層エアー供給手段と、液体を噴霧するための液体
供給手段と、前記流動層の流動状態を検出するための検
出手段と、この検出手段による検出値と流動層の流動状
態に関する設定値とを比較するための比較手段とを備え
ている。そして、前記流動層エアー供給手段による所定
の風量の下、前記比較手段において前記設定値への前記
検出値の到達に基づいて、切換え手段により液体の噴霧
量を切換えて、前記液体供給手段からの液体の噴霧量を
低減させる。なお、この装置において、乾燥プロセスの
制御動作は特に制限されない。前記切換え手段からの切
換え信号は、前記設定値への前記検出値の到達に応答し
て液体供給手段に与えてもよく、前記設定値への前記検
出値の到達に応答して、所定量の注液を行った後、液体
供給手段に与えてもよい。噴霧量は複数回低減させれば
よく、噴霧量の低減レベルは適当に選択できる。

【００４８】図１８は本発明の他の制御装置による造粒
・乾燥プロセスを示すタイムチャート、図１９は図１８
の造粒・乾燥プロセスを示すフローチャートである。こ
の例においては、スタート信号に応答して風量をＱ₀ か
ら予め設定された風量Ｑ₁ へ増加させて光センサからの
検出値Ｖが透過度Ｔ₁ 未満の流動層を形成し、注液量Ｌ
₁ で液体を注液する。この注液により造粒が進行して検
出値Ｖが増加し、検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ 以上と
なるか否かが判断され、検出値Ｖが前記透過度の設定値
Ｔ₁ 以上となると、設定値Ｔ₁ への検出値Ｖの到達に応
答して、注液量Ｌ₁ での注液を継続する。そして、予め
設定された設定注液量に到達したか否か判断され、注液
量が設定注液量に達したとき、切換え信号が液体供給手
段に与えられ、低レベルの注液量Ｌ₂ での注液が行われ
る。注液量Ｌ₂ での注液を継続し、総注液量が予め設定
された注液積算量に到達すると、噴霧注液が停止する。
乾燥工程では、前記図５に示されるのと同様にして乾燥
が終了したか否かが判断され、乾燥が終了すると送風が
停止し（風量Ｑ₀ ）造粒末の乾燥が終了する。

【００４９】流動層の流動状態を検出するための前記検
出手段（特に光センサ）は、造粒から乾燥への切換タイ
ミングを検出する上で有用であるが、切換手段を備えて
いない制御装置を利用して、液体供給手段からの噴霧量
および流動層エアー供給手段からの給気温度のうち少く
とも一方を制御することにより、造粒・乾燥プロセス
（特に造粒プロセス）を制御することも有用である。流
動層エアー供給手段、液体噴霧のための液体供給手段を
備えた前記制御装置の構成は、前記切換手段を備えてい
ない点を除いて前記制御装置と同様に、前記流動層の流
動状態を検出するための少くとも１つの検出手段、この
検出手段による検出データを所定時間毎に平均化するた
めの平均化手段、平均化されたデータと造粒・乾燥プロ
セスに関する基準データとを比較するための比較手段、
および比較結果に基づいて、前記液体供給手段からの噴
霧量および流動層エアー供給手段からの給気温度のうち
少くとも一方を制御するための制御手段を備えている。
図２０は本発明の他の制御装置による造粒・乾燥プロセ
スを示すタイムチャート、図２１は図２０の造粒・乾燥
プロセスを示すフローチャートである。この例では、ス
タート信号に応答して風量をＱ₀ からＱ₁ へ増加させて
流動層を形成し、光センサによる検出値Ｖが透過度の設
定値Ｔ₁ 未満であるか否かが判断され、注液量Ｌ₁ によ
る噴霧注液が開始される。注液に伴って造粒が進行し、
検出値Ｖが透過度の設定値Ｔ₁ 以上であるか否かが判断
され、検出値Ｖが設定値Ｔ₁ 未満であるときは噴霧注液
が継続され、検出値Ｖが設定値Ｔ₁ 以上となったとき、
噴霧注液量のフィードバック制御が行われる。このフィ
ードバック制御では、所定時間内に透過度をＴ₁ からＴ
₂ へ増加させて造粒するための基準データのプログラム
が予めメモリに格納され、この基準データと光センサに
よる検出値Ｖとを比較しつつ、基準データに追随させて
噴霧注液量をプログラム制御している。このような注液
制御を行うことにより造粒末の粒度特性を精度よくコン
トロールできる。そして、噴霧注液が終了したか否かが
判断され、噴霧注液が終了していないときは噴霧注液量
のフィードバック制御が行われ、噴霧注液が終了したと
きは、噴霧注液を停止して、乾燥工程へ移行する。この
乾燥工程では、前記と同様にして乾燥が終了したか否か
が判断され、乾燥が終了していないときは、噴霧注液の
停止が維持され、乾燥が終了すると、風量がＱ₀ に低減
して造粒末の乾燥が終了する。図２２は本発明の他の制
御装置による造粒・乾燥プロセスを示すタイムチャー
ト、図２３は図２２の造粒・乾燥プロセスを示すフロー
チャートである。この例では、噴霧注液量を多段に制御
するとともにフィードバック制御して造粒している。す
なわち、スタート信号に応答して風量がＱ₀ からＱ₁ へ
増加させて流動層を形成し、検出値Ｖが透過度の設定値
Ｔ₁ 未満であるか否かが判断され、検出値Ｖが透過度の
設定値Ｔ₁ に達すると、注液量Ｌ₁ による噴霧注液が開
始される。注液に伴って造粒が進行し、検出値Ｖが透過
度の設定値Ｔ₁ 以上であるか否かが判断され、検出値Ｖ
が透過度の設定値Ｔ₁ 未満であるときは注液量Ｌ₁によ
る噴霧注液が継続され、設定値Ｔ₁ 以上となったとき、
前記注液量Ｌ₁ よりも小さな注液量Ｌ₂ による噴霧注液
が行われる。さらに、前記注液量Ｌ₂ による噴霧注液を
継続すると、検出値Ｖが増加し、検出値Ｖが透過度の基
準値Ｔ₂ 以上であるか否かが判断される。検出値Ｖが基
準値Ｔ₂ 未満では噴霧注液Ｌ₂ が継続され、基準値Ｔ₂
以上になると、注液量がさらにＬ₃ に低減してフィード
バック制御が行われる。このフィードバック制御では、
所定時間内に透過度をＴ₂ からＴ₃ へ増加させるため、
予めプログラムされた造粒プロセスの基準データと検出
値とが比較され、比較結果に基づいて、基準データに追
随して噴霧注液量をプログラム制御している。そして、
噴霧注液が終了したか否かが判断され、噴霧注液が終了
していないときは噴霧注液量のフィードバック制御が行
われ、噴霧注液が終了したときは、噴霧注液を停止し
て、乾燥工程へ移行する。この乾燥工程では、前記と同
様にして乾燥が終了したか否かが判断され、乾燥が終了
していないときは、噴霧注液の停止が維持され、乾燥が
終了すると、風量がＱ₀ に低減して造粒末の乾燥が終了
する。このような造粒制御では、風量制御により流動層
の高さを維持する造粒方法に比べて、噴霧注液量を微妙
にコントロールできるため、造粒末の粒度特性をさらに
精度よくコントロールできる。なお、噴霧注液の終了
は、流量計による総注液量の検出、注液時間、予め設定
された透過度への検出値の到達などに基づいて判断でき
る。前記図１４，図１８，図２０〜図２３の例では、造
粒プロセスにおいて、噴霧注液量を制御しているが、造
粒プロセス及び／又は乾燥プロセスにおいて、噴霧注液
とともに、又は噴霧注液とは独立して流動層エアー供給
手段からの給気温度を制御してもよい。さらに、噴霧注
液及び／又は給気温度の制御は、給気風量の制御と組合
せて行ってもよい。

【００５０】前記検出手段［特に流動層の透過光量を検
出するための検出手段（光センサ）］による検出精度が
低下するのを防止するため、前記装置は、チャンバーの
うち透光部位の内面に粉塵が付着するのを防止するため
の付着防止手段を備えているのが好ましい。付着防止手
段は、前記透光部位の内面を拭くワイパーなどであって
もよいが、チャンバー内において前記透光部位に対して
斜め方向からエアーを噴出して付着した粉塵を除去する
ためのエアー噴出手段であるのが好ましい。前記付着防
止手段については、特開平５−２８５３６３号公報を参
照できる。図２４は前記透光部位の内面に粉塵が付着す
るのを防止するための付着防止装置を示す概略部分横断
面図である。

【００５１】この付着防止装置は、チャンバー１のうち
光センサ（発光素子１１ａまたは受光素子１１ｂ）が配
設される透光部位の透明部材１２ａ，１２ｂに隣接し
て、前記チャンバー１内と通じて形成された気体噴出管
４１と、チャンバー１のうち気体噴出管４１の取り付け
部位に対応する内面側に配設されたカバー部材４２とを
備えている。このカバー部材４２の周縁部は、前記透光
部位側を残してチャンバー１の内壁と密着して気体溜め
空間４３を形成し、カバー部材４２の透光部位側とチャ
ンバー１の内壁との間には、気体噴出管４１からの気体
を噴出させるためのスリット４４が形成されている。こ
のような付着防止装置を用いると、気体噴出管４１から
エアーをチャンバー１の内周面に沿って噴出させること
ができ、透光部位の透明部材１２ａ，１２ｂの内面に粉
塵が付着するのを防止できる。そのため、光センサによ
る検出感度の低下を防止しつつ、確実かつ精度よく造粒
工程を制御できる。なお、噴出するエアーは、粉塵の付
着を防止できる範囲で適当に設定でき、透光路への影響
を少くする点からは、小さい圧力の方が好ましい。

【００５２】図２５は付着防止装置の他の例を示す概略
部分縦断面図である。この付着防止装置は、チャンバー
１のうち光センサ（発光素子１１ａまたは受光素子１１
ｂ）が配設される透光部位の透明部材１２ａ，１２ｂの
上部又は下部に、前記チャンバー１内に延びる気体噴出
管５１を備えている。この気体噴出管５１は、チャンバ
ー１内で湾曲し、その先端部のノズル５１ａが、前記透
明部材１２ａ，１２ｂに向かっている。このような付着
防止装置でも、気体噴出管５１からエアーをチャンバー
１の透明部材１２ａ，１２ｂに向かって噴出させること
により、光センサによる検出感度の低下を防止しつつ、
確実かつ精度よく造粒工程を制御できる。なお、透明部
材１２ａ，１２ｂを全体に亘って均一に清浄化するた
め、ファイバースコープのように、前記気体噴出管５１
の先端部は、外部からの操作により屈曲自在であっても
よい。

【００５３】チャンバーの対向位置に形成された透光部
位の内面に粉塵が付着するのを防止するための付着防止
手段は、前記透光部位に対応するチャンバーの内側又は
外側に取り付けられ、かつチャンバーの内方側に向って
気体が流出可能な開口孔を備えた正圧室と、この正圧室
に気体を供給するための供給手段とで構成されているの
が好ましい。

【００５４】図２６は本発明の造粒装置における付着防
止装置のさらに他の例を示す概略部分縦断面図である。
この例において、付着防止手段は、透光部位に配設され
た透光部材１２ａ，１２ｂに対応するチャンバー１の内
側に取り付けられた内面が湾曲した中空部材６１と、こ
の中空部材のうちチャンバー１の内方側（すなわち光セ
ンサの光路方向）に向って気体が流出可能に形成された
開口孔６２とで構成された正圧室６３を備えている。こ
の正圧室６３の空間は、開口孔６２に向かって先細状に
形成されている。また、前記正圧室６３に気体を供給す
るため、チャンバー１の外方から内方に延び、かつ圧縮
気体を供給するための気体供給ライン６４が前記中空部
材６１に接続されている。このような付着防止手段を用
い、気体供給ライン６４から圧縮気体を供給すると、正
圧室６３内の圧力が正圧となり、チャンバー１内で浮遊
する粉塵や粉粒体が前記開口孔６２から正圧室６３に侵
入するのを防止できる。そのため、透明部材１２ａ，１
２ｂの内面に粉塵が付着するのを防止しつつ、光センサ
１１ａ，１１ｂにより精度よく透過光量などを検出で
き、確実かつ精度よく造粒工程を制御できる。

【００５５】図２７は付着防止装置の他の例を示す概略
部分縦断面図である。この付着防止装置は、チャンバー
１の壁面に取り付けられるプレート状部材７１と、この
プレート状部材に形成され、かつ透明部材１２ａ，１２
ｂの閉塞により正圧室７２を形成するための孔部と、前
記正圧室７２に通じる流路７３と、この流路の端部に形
成された接続凹部７４と、この接続凹部に接続可能な気
体供給ライン７５とを備えている。なお、前記正圧室７
２を形成するための孔部は、チャンバー１の内方に向っ
て先細となっている。このような装置でも、前記と同様
に、透明部材１２ａ，１２ｂの内面に粉塵が付着するの
を防止しつつ、光センサ１１ａ，１１ｂにより精度よく
透過光量などを検出でき、確実かつ精度よく造粒工程を
制御できる。

【００５６】図２８は付着防止装置のさらに他の例を示
す概略部分縦断面図である。この例では、付着防止装置
がチャンバーの外側に取り付けられている。すなわち、
チャンバー１の壁面には装着部材８１が装着され、この
装着部材はチャンバーと連通し、かつ外方へ延びる筒部
８２を備えている。この筒部８２内は正圧室を形成す
る。前記筒部８２の外方側の開口端部に取り付けられた
保持部材８３には、押え部材８４により透明部材１２
ａ，１２ｂが保持され、前記筒部８２の外方側の開口端
を閉塞している。さらに、前記押え部材に取付けられた
取付け台には光センサ１１ａ，１１ｂが設けられてい
る。そして、前記筒部内を正圧（加圧）とするため、前
記筒部８２のうち外方側には、気体供給パイプ８５が接
続されている。さらに、前記透明部材１２ａ，１２ｂへ
粉塵などが付着するのを防止するため、前記筒部８２の
うち外方側には、前記透明部材１２ａ，１２ｂの内面に
向って圧縮気体を噴出させるための気体噴出パイプ８６
が接続されている。なお、小型の造粒装置に前記気体供
給パイプなどで構成された付着防止装置を取り付ける
と、気体供給パイプ８５からの気流や気体噴出パイプ８
６からの噴出気流により流動層が乱される場合がある。
そこで、前記流動装置のチャンバー１内のうち筒部８２
の開口部付近には、筒部８２からの気流とは異なる方向
に気体を流出または噴出させるため、気体供給パイプ８
７に取り付けられたノズル８８が配設されている。その
ため、ノズル８８からの気体により、筒部８２からの気
流を、筒部８２の延出方向（すなわち正圧室における気
体の流出方向）とは異なる方向に乱すことができ、適性
な流動層を形成しつつ、造粒できる。

【００５７】このような装置を利用すると、気体供給パ
イプ８５から加圧気体を供給することにより、正圧室を
構成する筒部８２内に粉塵が侵入するのを防止できると
ともに、万一、透明部材１２ａ，１２ｂに粉塵が付着し
ても、気体噴出パイプ８６から圧縮気体を透明部材１２
ａ，１２ｂに向けて噴出させることにより粉塵を透明部
材１２ａ，１２ｂから脱落させて除去できる。なお、前
記透明部材１２ａ，１２ｂから粉塵を脱落させるための
気体噴出パイプ８６、筒部８２からの気流を乱すための
気体供給パイプ８７やノズル８８は必ずしも必要ではな
い。図２８に示す例において、チャンバーの縦方向の中
心軸に対して筒部８２を適当な角度（例えば、５〜２０
°程度）で、上下方向、横方向などの適当な方向に向け
て配設することにより、流動層の乱れを抑制しつつ透過
度測定に対する悪影響を回避することができる。

【００５８】本発明ではセンサによる検出値を平均化お
よび平滑化できるので、流動層に対するセンサ（光セン
サなど）による検出面積は特に制限されず、光センサを
用いる場合、前記光センサによる発光および受光幅は、
例えば、２〜２００ｍｍ、好ましくは５〜１５０ｍｍ、
さらに好ましくは１０〜１００ｍｍ程度の範囲から選択
できる。なお、発光幅および受光幅とは、光径幅又は光
路幅と同義であり、円形のスポット状光である場合には
光径（直径）、異形の光である場合には短軸径の長さ
（例えば、楕円形の光，スリット状光である場合には、
最小幅であるスリット幅）を意味する。スポット状光の
光径幅（発光幅および受光幅）は、通常、１０〜２００
ｍｍ、好ましくは２０〜１５０ｍｍ、特に３０〜１００
ｍｍ程度である。また、スリット状光のスリット幅（発
光幅および受光幅）は、２〜２００ｍｍ程度の範囲から
選択でき、通常、２〜１００ｍｍ、好ましくは３〜５０
ｍｍ、特に５〜２０ｍｍ程度である。

【００５９】なお、センサによる検出面積を大きくする
と、検出値をさらに有効に平均化および平滑化でき、さ
らに精度よく造粒制御するのに有用である。図２９は光
径幅の大きな光センサの一例を示す概略断面図である。
この例では、発光ユニットおよび受光ユニットで構成さ
れた光センサのうち発光ユニットが示されている。な
お、受光ユニットは、上記発光ユニットと同様の構造を
備えている。

【００６０】発光ユニット９１は、レーザ光などの光を
発光するためのセンサ本体９２と、このセンサ本体から
の光を拡大し、平行光線とするためのレンズ系とで構成
され、このレンズ系は、センサ本体９２の収容ボックス
と連通する円筒状ケーシング９８内に配設されている。
より詳細には、この例のレンズ系は、センサ本体９２か
らの光は若干の広がり角を有するため、センサ本体９２
からの光を平行光線とするための第１の凸レンズ９３
と、この凸レンズを透過した平行光線を拡大するための
凹レンズ９４と、円筒状ケーシング９８のうち拡径した
部位に配設され、この凹レンズからの透過光を平行光線
にするための第２の凸レンズ９５とで構成されている。
この第２の凸レンズ９５の前方には、強化ガラスなどの
透光部材９６が配設され、レンズ系への粉塵の侵入を規
制している。また、ケーシング９８のうち透光部材９６
の前方側の側壁には、粉塵の侵入を抑制するためのエア
ーパージ口９７が形成され、ケーシング９８のうちチャ
ンバ内に通じる部位には、パージエアーを分散させ、粉
塵の侵入をさらに有効に抑制するための板状又は薄板状
多孔部材（分散板）９９が取り付けられている。

【００６１】一方、受光ユニットは、上記発光ユニット
と対称的な構造、すなわち、チャンバから外方へ向かっ
て、多孔部材（分散板），強化ガラスなどの透明部材，
第２の凸レンズ，凹レンズ，第１の凸レンズ、および受
光センサ本体を順次備えた構造を有している。

【００６２】このようなレンズ系と組み合わせたセンサ
では、レンズ系により光路径を大きくして、測定面積を
大きくし、測定データの平均化および平滑化を有効に行
うことができ、風量制御、温度制御や噴霧量制御などを
高い精度で行うことができる。例えば、発光ユニットで
は、例えば、センサ本体からの可視光を２０ｍｍφの第
１の凸レンズで平行光線とし、２０ｍｍφの凹レンズで
拡大し、５０ｍｍφの第２の凸レンズにより光径５０ｍ
ｍφの平行光線とすることができる。一方、受光ユニッ
トでは、流動層内を通過した光を５０ｍｍφの第２の凸
レンズで縮小し、２０ｍｍφの凹レンズで平衡光線と
し、２０ｍｍφの第１の凸レンズによりセンサ本体の受
光面に収束できる。そのため、このような大きさのレン
ズ系を利用すると、レンズ系を備えていないセンサに比
べて、約２５倍の面積で流動層の流動状態を検出でき
る。

【００６３】なお、レンズ系はプリズムを備えていても
よい。また、異形の光（例えば、楕円形状，スリット状
光など）は、前記透明部材や分散板を所定形状に遮蔽す
ることにより形成できる。スリット状光などの異形光
は、縦長，横長であってもよく，斜め方向に傾斜してい
てもよい。また、前記多孔部材（分散板）は必ずしも必
要ではない。多孔部材（分散板）は、金属製網状体など
で構成してもよい。

【００６４】光センサの光径の影響を調べるため、転動
流動層造粒装置（パウレック社製，マルチプレックスＭ
Ｐ−２５）に、乳糖９．０ｋｇ、コーンスターチ４．５
ｋｇおよび結晶セルロース（アビセル）１．５ｋｇを入
れ、バインダー液として７重量％ヒドロキシプロピルセ
ルロース（ＨＰＣ−Ｌ）水溶液を用い、給気風量６．８
ｍ³ ／分，スプレー速度２００ｇ／分，給気温度７５℃
で造粒し、光センサによる透過度（％）の検出値をドッ
ト式にプロットした。そして、光センサとして、レンズ
系を備えていない光径１０ｍｍφの光センサを用いたと
ころ、図３０に示すように、検出透過度が大きく変動し
た。これに対して、レンズ系を備えた図２９に示す光径
５０ｍｍφの光センサを用いたところ、図３１に示すよ
うに、透過度の検出値の変動が大きく抑制され、平滑化
したデータが得られた。このことから、光径幅の大きな
光センサを用いると、平滑化された検出データに基づい
て、切換え制御や造粒制御をさらに精度よく行うことが
できる。

【００６５】本発明の造粒制御方法では、前記より明ら
かなように、気流（特にチャンバーの下部から上方への
気流）により粉粒体の流動層を形成するとともに液体
（水，アルコールなどの有機溶媒やバインダー液など）
を噴霧して、粉粒体を造粒する。その際、湿分含量の大
きな造粒系であっても、前記流動層の流動状態を検出し
て基準値と比較することにより、粒度特性と関連する造
粒終点を検出できるので、所定の粒度特性を有する造粒
末を再現性よく得ることができる。また、造粒プロセス
及び／又は乾燥プロセスを制御することにより、円滑に
造粒できるとともに、造粒末の粒度特性を精度よくコン
トロールでき、粒度分布のシャープな造粒末を得ること
ができる。そのため、本発明の方法は、高湿分含量の造
粒系、例えば、水分含量１０〜５０重量％、好ましくは
２０重量％以上（例えば、２５〜４０重量％）程度の粉
粒体で流動層を形成しながら造粒する上で有用である。

【００６６】造粒は、造粒末の種類に応じて慣用の成分
を用いて行なうことができる。例えば、医薬製剤として
の造粒末を製造する場合、活性成分、添加剤（例えば、
賦形剤、結合剤、崩壊剤など）を用いる場合が多く、結
合剤が水溶性である場合には、結合剤の水溶液を流動層
に噴霧したり、粉粒状結合剤を含む流動層に水を噴霧す
る場合が多い。また、活性成分として吸湿性や粘性の高
い成分、例えば、生薬エキスなどを用いる場合、活性成
分は、必要に応じて水と混合し、流動層に噴霧してもよ
い。

【００６７】本発明は、液体（水，アルコールなどの有
機溶媒，液状有効成分，生薬エキスなどで構成された液
体，水性又は非水性バインダー液など）を噴霧して造粒
する方法（特に、高温で造粒すると、活性が低下しやす
い活性成分を水又は又は水性バインダー液を噴霧して造
粒する方法など）、吸湿性や湿分保持能の高い活性成分
や添加剤を、水，アルコールなどの有機溶媒，液状有効
成分，生薬エキスなどの液体又はこれらの液体を含むバ
インダー液を噴霧して造粒する方法などに適用できる。
また、本発明は、水，アルコールなどの有機溶媒，液状
有効成分，生薬エキスなどを含む液体（水性又は非水性
バインダー液など）を噴霧して粉粒体をコーティングす
るコーティング方法にも適用できる。

【００６８】

【発明の効果】本発明の装置及び方法では、流動層の流
動状態（透過光量など）を検出して造粒工程から乾燥工
程への切換を行うので、所定の粒度特性の造粒末を高い
再現性で繰り返し製造できる。また、湿分量の如何に拘
らず、簡単な構成で造粒終点を精度よく検出できるとと
もに、前記造粒工程から乾燥工程への切換手段と造粒・
乾燥プロセスを制御するための制御手段とを組合せるこ
とにより、迅速かつ精度よく造粒末の粒度特性をコント
ロールできる。さらに、湿分含量が大きな造粒系であっ
ても、均一な造粒末や粒度分布がシャープな造粒末を高
い収率で再現性よく製造できる。

【００６９】

【実験例】

実験例１ 結晶セルロース２０ｋｇ、主薬５ｋｇ、乳糖４０ｋｇ、
コーンスターチ１５ｋｇを転動流動層造粒装置（パウレ
ック社製，マルチプレックスＭＰ−４００）に入れ、バ
インダー液として５重量％ヒドロキシプロピルセルロー
ス（ＨＰＣ−Ｌ）水溶液を用い、回転体を回転数２００
ｒｐｍで回転させながら、転動流動造粒法により造粒し
た。また、図１および図２に示す制御装置を用い、予熱
工程で、給気風量１０ｍ³／分、給気温度４０℃の流動
化エアーにより予熱して流動層を形成し、造粒工程で
は、バインダー液を２０００ｇ／分の噴霧速度で噴霧し
ながら、給気温度４０℃の流動化エアーを供給して造粒
した。また、透過型光センサによる検出値について、約
１分間の移動平均を行い、移動平均データを０．１秒毎
にＡ／Ｄ変換し、比較回路において検出値Ｖが所定の基
準値Ｖf2に達した時、造粒工程から乾燥工程へ切換え
た。また、造粒工程では、検出値Ｖが所定の基準値Ｖf1
に達した時、風量を１０ｍ³ ／分→２０ｍ³ ／分→３５
ｍ³ ／分→５０ｍ³ ／分と順次増加させる風量制御を行
いつつ造粒した。さらに、乾燥工程では、給気風量５０
ｍ³／分、給気温度５０℃で乾燥させた。そして、基準
値Ｖf2を透過度５〜８０％に対応する値の範囲で設定
し、光センサによる流動層の透過度Ｖが所定の基準値Ｖ
f2に達したとき、造粒工程から乾燥工程へ切換え、前記
切換時の透過度と得られた造粒末の粒度特性（平均粒子
径，直径０．５ｍｍ以上の粗粒量，直径０．１ｍｍ以下
の微粉量）との関係を調べたところ、図３２および図３
３に示す結果を得た。

【００７０】図３２から明らかなように、流動層の透過
度と造粒末の平均粒径との間には強い相関関係が認めら
れる。また、図３３からも明らかなように、粗粒量およ
び微粉量も透過度と密接な関係が認められ、粗粒量およ
び微粉量の双方を低減させるためには透過度１５〜４０
％（特に２０〜３０％）を切換信号の基準値とするのが
有用である。

【００７１】実験例２ 風量４０ｍ³ ／分，５０ｍ³ ／分，６０ｍ³ ／分におい
て、実施例１と同様にして、切換時の透過度（基準値）
と得られた造粒末の平均粒子径との関係を調べたとこ
ろ、図３４に示す結果が得られた。図３４から明らかな
ように、それぞれの風量において、切換時の透過度と平
均粒子径との間に相関関係が認められる。

【００７２】実験例３ 平均粒子径２３０μｍの造粒末を得るために必要な、風
量と切換時の透過度（基準値）との関係を調べたとこ
ろ、図３５に示す結果を得た。図３５から明らかなよう
に、所定の平均粒子径を有する造粒末を得る場合、風量
が高い場合には、透過度を小さな値に設定して切換える
のが有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は転動流動造粒装置の一例を示す概略構成
図である。

【図２】図２は図１の制御装置の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図３】図３は平均化処理前の光センサ出力の変動を示
すグラフである。

【図４】図４は図３に示す光センサ出力の変動を本発明
の方法により平均化したグラフグラフである。

【図５】図５は図２の制御装置を利用した造粒・乾燥プ
ロセスの概略を示すタイムチャートである。

【図６】図６は図５に対応する造粒・乾燥プロセスを示
すフローチャートである。

【図７】図７は図２の制御装置を利用した他の造粒・乾
燥プロセスの概略を示すタイムチャートである。

【図８】図８は図７に対応する他の造粒・乾燥プロセス
を示すフローチャートである。

【図９】図９は図２の制御装置を利用したさらに他の造
粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートである。

【図１０】図１０は図９に対応する造粒・乾燥プロセス
を示すフローチャートである。

【図１１】図１１は本発明の他の制御装置の電気的構成
を示すブロック図である。

【図１２】図１２は図１１の制御装置を利用した造粒・
乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートである。

【図１３】図１３は図１１の制御装置を利用した造粒・
乾燥プロセスを示すフローチャートである。

【図１４】図１４は本発明の他の制御装置を利用した他
の造粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートであ
る。

【図１５】図１５は図１４に対応する他の造粒・乾燥プ
ロセスを示すフローチャートである。

【図１６】図１６は本発明の他の制御装置を利用したさ
らに他の造粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャー
トである。

【図１７】図１７は図１６に対応する造粒・乾燥プロセ
スを示すフローチャートである。

【図１８】図１８は本発明の他の制御装置を利用した造
粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートである。

【図１９】図１９は図１８に対応する造粒・乾燥プロセ
スを示すフローチャートである。

【図２０】図２０は本発明の他の制御装置を利用した他
の造粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャートであ
る。

【図２１】図２１は図２０に対応する他の造粒・乾燥プ
ロセスを示すフローチャートである。

【図２２】図２２は本発明の他の制御装置を利用したさ
らに他の造粒・乾燥プロセスの概略を示すタイムチャー
トである。

【図２３】図２３は図２２に対応する造粒・乾燥プロセ
スを示すフローチャートである。

【図２４】図２４は付着防止装置の一例を示す概略部分
横断面図である。

【図２５】図２５は付着防止装置の他の例を示す概略部
分縦断面図である。

【図２６】図２６は本発明の造粒装置における付着防止
装置のさらに他の例を示す概略部分縦断面図である。

【図２７】図２７は付着防止装置の他の例を示す概略部
分縦断面図である。

【図２８】図２８は付着防止装置のさらに他の例を示す
概略部分縦断面図である。

【図２９】図２９は光径幅の大きな光センサの一例を示
す概略断面図である。

【図３０】図３０は光径１０ｍｍφの光センサを用いた
ときの透過度の変化を示すグラフである。

【図３１】図３１は光径５０ｍｍφの光センサを用いた
ときの透過度の変化を示すグラフである。

【図３２】図３２は実験例１の結果を示すグラフであ
る。

【図３３】図３３は実験例１の結果を示すグラフであ
る。

【図３４】図３４は実験例２の結果を示すグラフであ
る。

【図３５】図３５は実験例３の結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…チャンバー ４…流動層エアー供給ライン ７…液体噴霧ノズル １１ａ…発光素子 １１ｂ…受光素子 ２１，３１…光センサ ２２，３２…平均化回路 ２３，３３，３６…Ａ／Ｄ変換回路 ２４，３７…中央処理装置（ＣＰＵ） ２５，３８…Ｄ／Ａ変換回路 ２６，３９…駆動回路 ２７，３４…比較回路 ３５…湿分センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 7/02 Ｇ０５Ｂ 7/02 Ｇ (72)発明者 夏山 晋 大阪府大阪市東住吉区中野４−11−32

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体の噴霧により流動層の粉粒体を造粒
   するための造粒工程と、流動層を形成しつつ造粒物を乾
   燥するための乾燥工程とを経て造粒物を得るための装置
   であって、気流によりチャンバー内で粉粒体の流動層を
   形成するための流動層エアー供給手段と、液体を噴霧す
   るための液体供給手段と、前記流動層の流動状態を検出
   するための検出手段と、この検出手段による検出値と流
   動層の流動状態に関する基準値とを比較するための比較
   手段と、この比較手段において前記検出値が前記基準値
   に達したとき、造粒工程から乾燥工程へ切換えるための
   切換え手段とを備えている造粒制御装置。
2. 【請求項２】 検出手段が、流動層の透過光量を検出す
   る手段である請求項１記載の造粒制御装置。
3. 【請求項３】 検出手段による検出データから所定時間
   毎に平均化データ又は標準偏差データを算出するための
   算出手段を備えている請求項１又は２記載の造粒制御装
   置。
4. 【請求項４】 検出手段による検出データを所定時間毎
   に平均化するための平均化手段と、平均化されたデータ
   から微分データを得るための微分手段と、この微分手段
   による微分値と流動層の流動状態に関する基準値とを比
   較するための比較手段と、この比較手段において前記微
   分手段による微分カーブの立ち下がり領域の微分値が前
   記基準値に達したとき、造粒工程から乾燥工程へ切換え
   るための切換え手段とを備えている請求項１記載の造粒
   制御装置。
5. 【請求項５】 流動層の流動状態を検出するための検出
   手段と、検出手段による検出データを所定時間毎に平均
   化するための平均化手段と、切換え手段からの切換え信
   号が与えられ、かつ平均化されたデータと造粒・乾燥プ
   ロセスに関する基準データとの比較結果に基づいて、流
   動層エアー供給手段からの風量、液体供給手段からの噴
   霧量および流動層エアー供給手段からの給気温度から選
   択された少くとも１つの制御量を制御するための制御手
   段とを備えている請求項１記載の造粒制御装置。
6. 【請求項６】 造粒・乾燥系内の湿分量を検出するため
   の湿分量検出手段、および造粒工程から乾燥工程へ切換
   えるための切換え手段からの切換え信号が与えられ、か
   つ前記湿分量検出手段により検出された湿分量データと
   造粒・乾燥プロセスに関する基準データとの比較結果に
   基づいて、流動層エアー供給手段からの風量、液体供給
   手段からの噴霧量および流動層エアー供給手段からの給
   気温度から選択された少くとも１つの制御量を制御する
   ための制御手段を備えている請求項１記載の造粒制御装
   置。
7. 【請求項７】 流動層の流動状態を検出するための検出
   手段、検出手段による検出データを所定時間毎に平均化
   するための平均化手段、および造粒工程から乾燥工程へ
   切換えるための切換え手段からの切換え信号が与えら
   れ、かつ平均化されたデータと造粒・乾燥プロセスに関
   する基準データとの比較結果、および造粒・乾燥系内の
   湿分量を検出するための湿分量検出手段、および切換え
   手段からの切換え信号が与えられ、かつ前記湿分量検出
   手段により検出された検出データと造粒・乾燥プロセス
   に関する基準データとの比較結果に基づいて、流動層エ
   アー供給手段からの風量、液体供給手段からの噴霧量お
   よび流動層エアー供給手段からの給気温度から選択され
   た少くとも１つの制御量を制御するための制御手段を備
   えている請求項１記載の造粒制御装置。
8. 【請求項８】 検出手段が、チャンバーの対向位置に形
   成された透光部位の外側に配設された発光手段と受光手
   段とで構成された光センサである請求項１又は２記載の
   造粒制御装置。
9. 【請求項９】 光センサによる発光および受光幅が２〜
   ２００ｍｍである請求項８記載の造粒制御装置。
10. 【請求項１０】 流動層の流動化状態の検出値を、造粒
    異常に対応する基準値と比較し、基準値への検出値の到
    達を指標として造粒異常を検出する請求項１記載の造粒
    制御装置。
11. 【請求項１１】 液体の噴霧により流動層の粉粒体を造
    粒するための造粒工程と、流動層を形成しつつ造粒物を
    乾燥するための乾燥工程とで構成された造粒方法であっ
    て、流動層の流動状態の検出値と基準値とを比較し、前
    記検出値が基準値に達したとき、造粒工程から乾燥工程
    へ切換える造粒方法。
12. 【請求項１２】 造粒工程において、風量、液体の噴霧
    量および給気温度のうち少くとも１つを制御しながら高
    湿分系で粉粒体を造粒し、乾燥工程において少くとも風
    量および給気温度のうち少くとも１つを制御しながら造
    粒物を乾燥する請求項１１記載の造粒方法。
13. 【請求項１３】 造粒工程において、風量および給気温
    度のうち少くとも１つを制御しながら液体の一部を噴霧
    して粉粒体を造粒し、乾燥工程において風量および給気
    温度のうち少くとも１つを制御するとともに、残余の液
    体を噴霧しながら、造粒物を乾燥する請求項１１記載の
    造粒方法。
14. 【請求項１４】 液体の噴霧により流動層の粉粒体を造
    粒する方法であって、所定の風量で流動層を形成して粉
    粒体を造粒しつつ、前記流動層の流動化状態の検出値を
    基準値と比較し、基準値への検出値の到達を指標として
    造粒終点を検出する方法。
15. 【請求項１５】 液体の噴霧により流動層の粉粒体を造
    粒するための装置であって、気流によりチャンバー内で
    粉粒体の流動層を形成するための流動層エアー供給手段
    と、液体を噴霧するための液体供給手段と、前記流動層
    の流動状態を検出するための検出手段と、この検出手段
    による検出値と流動層の流動状態に関する設定値とを比
    較するための比較手段と、この比較手段において前記設
    定値への前記検出値の到達に基づいて、前記液体供給手
    段からの液体の噴霧量を低減させるための切換え手段と
    を備えている造粒制御装置。
16. 【請求項１６】 チャンバー内で下部から上方への気流
    により粉粒体の流動層を形成するための流動層エアー供
    給手段と、液体を噴霧するための液体供給手段とを備え
    た装置において、前記流動層の流動状態を検出するため
    の少くとも１つの検出手段、この検出手段による検出デ
    ータを所定時間毎に平均化するための平均化手段、平均
    化されたデータと造粒・乾燥プロセスに関する基準デー
    タとを比較するための比較手段、およびこの比較手段に
    よる比較結果に基づいて、前記液体供給手段からの噴霧
    量および流動層エアー供給手段からの給気温度のうち少
    くとも一方を制御するための制御手段を備えている造粒
    制御装置。
17. 【請求項１７】 チャンバーの下部から内部へエアを供
    給して上方への気流による粉粒体の流動層を形成すると
    ともに液体を噴霧して粉粒体を造粒する方法であって、
    前記チャンバーの対向位置に配設した発光手段と受光手
    段とで前記流動層の流動状態を検出して、その検出値を
    所定時間毎に平均化し、平均化したデータと造粒・乾燥
    プロセスに関する基準データとを比較し、比較結果に基
    づいて、液体の噴霧量および給気温度のうち少くとも一
    方を制御することを特徴とする造粒制御方法。