JPS5921649B2 - 造粒方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉体を筒状造粒室内で立体方向にも平面方
向にも高速に旋回させつつ、これに結合剤溶液を供給し
て所要径の顆粒ないし粒体を得る造粒方法とその装置に
関する。

従来の造粒法として、例えば特開昭５５−４９１３５号
公報に示される如（、気流中で流動させている原料粉体
に結合剤溶液を噴霧して、その液滴に粉粒体を付着凝集
させて顆粒とする方法が知られているが、この方法では
、造粒時間に比例して粒子径が大きく成長し、凝集顆粒
では顆粒表面の凹凸が著しくて流動性に劣り、粒子間の
空隙が大きくて軽質なものしか得られず、核粒子に結合
剤を被覆させて顆粒を得るときは、凝集顆粒に比較して
表面は平滑であり、粒子間の空隙も小さいが、顆粒同志
が付着して２次的な凝集を起こすのを避けられないとい
う欠点がある。

そこで結合剤の散布を数次に分けて間欠的に行い、結合
剤の散布を中断している間に流動層を機械的に攪拌し乾
燥する方法が提案されている。

しかしこの方法では、比較的重質の粒径の小さい顆粒が
得られるとしても、結合剤の供給工程と乾燥工程とを数
次に分けて交互に行うことから、その制御方法が面倒で
あると共に、制御装置が複雑かつ高価になることを避け
られない。

この発明は、例えば細粒（直径１．０〜０１Ｘ）、微細
粒（直径０．５〜０．１％）の密度の高い重質の球形顆
粒を、簡単な構造と操作で著しく高い歩留りをもって造
粒することを目的とし、１台の装置によって、粉体の混
合、造粒、乾燥および過大粒の解砕を可能となすもので
ある。

以下図示の実施例についてこの発明を詳述する。

円筒状の造粒室１上に、ダンパ−２付材料投入口３を有
する蓋４を設け、その内底部に直径方向に延びる攪拌羽
根５を回転自在に配設する。

攪拌羽根５は、造粒室１の内底面にできるだけ近接して
設け、例えば第３図に示すような厚みの薄い梯形断面と
して、該羽根５の回転方向ＡＫ対し、粉粒体が矢符Ｂに
示ように羽根５の上面を乗り越えるような形状となし、
両端部に上方突起６を設ける。

上方突起６は、第２図に示すように、攪拌羽根５のＡ矢
符方向回転において、周辺の粉粒体を造粒室１の中心方
向に向って移動させ得るよう、前記回転方向Ａに対する
傾きを与えである。

７は攪拌羽根５を例えば２００〜２００ＯＲ，Ｐ、Ｍ（
造粒室直径が４００％程度の場合）の範囲で任意に変速
して回転させうる変速機付モータであって、ブー！Ｊ８
，９およびベルト１０を介して攪拌羽根５の軸１１を駆
動する。

造粒室１の中央に、円筒状のロータ１２を３．攪拌羽根
５の回転方向と同方向（Ａ矢符）にかつ攪拌羽根５とは
異なる速度で回転させ得る如（して設け、該ロータ１２
の局面に半径方向に突出する多数の解砕羽根１３を設け
る。

解砕羽根１３は、第４図に示す如（、ロータ１２のＡ矢
符方向の回転において、該羽根１３に当る粒体を造粒室
１の下方向に向って移動させる傾斜を与えである。

１４は、ロータ１２を例えば１０００〜４０００Ｒ，Ｐ
、Ｍ（造粒室直径が４００ｖ度のとき）の範囲で任意に
変速して駆動し得る変速機付モータであって、プーリ１
５，１６、ベルト１７等を介して、蓋４に軸支したロー
タ軸１８を駆動する。

蓋４には、さらに結合剤溶液供給手段としての噴霧器ま
たはシャワー装置等の液体供給器１９を取付けて、後述
する粉粒体のドーナツ状の旋回層Ｚの上方より該層に結
合剤溶液を供給すべ（なし、造粒室１は、その下部側方
に、ハンドル２０により開閉操作される顆粒排出口２１
を設ける。

第５図、第６図は他の実施例を示す図であって、ロータ
１２の軸１８とは別の筒軸２２により蓋４に支持し、ロ
ータ１２の駆動機構とは別の駆動機構２３をもって、ロ
ータ１２および攪拌羽根５とは逆方向（Ｃ・矢符）に駆
動されるスクレーパー２４を造粒室１内に設け、造粒室
１の内壁に付着しようとする粉粒体を、スクレーパー２
４の回転により掻き落すようにしたものである。

スクレーパー２４は造粒室１の内壁に近接する掻き落し
羽根２５をアームの両端に固設し、羽根２５の断面形状
を第６図に示すように端縁が尖ったレンズ状断面として
、その回転方向に対し造粒室１内壁面の粉粒体をかきと
り、造粒室中心方向に移動させるよう傾けである。

またスクレーパー２４のアーム部および羽根２５に、液
体供給器１９から噴射または滴下する結合剤溶液が直接
付着することがないよう、アームおよび羽根部を粉粒体
の旋回層Ｚ内にもぐらせる配置とする。

第１図は熱風またはガス等の乾燥用ガスを造粒室１内に
供給しうるようにした例を示す図であって、攪拌羽根５
の駆動軸１１を筒軸として、その内径に、ジヨイント２
６等をもって熱風発生源（図示せず）に接続しうる管体
２７を貫挿し、その上端をロータ１２内の空室に臨ませ
る。

一方、蓋４に、図示しないバグフィルタ等の集塵装置が
接続される排気口２８を設ける。

かくして管体２７によりＤ矢符の如く供給される熱風等
の乾燥用ガスが、ロータ１２の下端縁と造粒室１の内底
面との間に形成されるスキマから粉粒体の旋回層Ｚ内に
吹き込まれ、該層２を経て排気口２８から排出される。

以上の各実施例において、攪拌羽根、ロータ、およびス
クレーパーの各駆動機構、およびその配置は、前記実施
例の構成に限定されるものではな（、またこれらの回転
方向も必ずしも前記の実施例と同一である必要はない。

この発明におげろ造粒方法を以下に説明する。

所定量の粉体、または数種の粉体を造粒室１に投入し、
攪拌羽根５およびロータ１２を高速で回転させる。

これにまり造粒室１内には、第１図に矢符Ｘ、第２図に
矢符Ｙで示すように、造粒室１の内壁に沿うて垂直方向
に上昇してから、求心方向に向いつつ回転方向に高速回
転するドーナツ状の旋回層２が形成される。

数種の粉体を投入した場合には、結合剤溶液を供給する
前に、２〜３分程度攪拌羽根５とロータ１２とを回転さ
せることによって、均一に攪拌混合される。

このことは、この発明の装置が高速攪拌混合装置として
の機能をも具備するものであることを示している。

攪拌羽根５およびロータ１２の高速回転により生じたド
ーナツ状の旋回層Ｚに対し、結合剤溶液供給器１９より
所要量の結合剤溶液を供給するが、この供給方法は、ス
プレー状（噴霧）あるいはシャワー状等、任意の方法を
選択することができ、或はバケツ等で加液するような手
段を用いることも可能である。

要するに造粒室１内の粉体の量、物性、湿潤度に適応し
た量の加液が行われればよい。

かくして前記旋回層内に顆粒の芯となる微細粒が発生し
、一部寸法の大きい粒子も形成される。

旋回層Ｚは、前記の如くＸ方向、Ｙ方向の複合した旋回
層が平面ではドーナツ状に高速で旋回させられるもので
あるために、発生した前記の芯は、層内で強い摩擦作用
をうけながら球形にまるめられて成長し、大径のもの程
遠心力で層の表面を流動する。

従って層の上方に押し出され、造粒室１の中心に向って
旋回する層の表面側に粒径の粒子が現われ、これが高速
回転するロータ１２の解砕羽根１３に当って解砕され、
造粒室１の底面側に送られる。

このように、解砕羽根１３の高速回転は、過大に成長し
た顆粒を強い衝撃力により解砕して希望する粒径に制限
する機能を有するものであり、回転速度を速くする程粒
径を小さくする傾向があるために、その速度を調節する
ことによって希望の粒度に揃えることが可能となる。

一方、攪拌羽根５ば、その高速回転によって前記ドーナ
ツ状の旋回層を形成させ、旋回層内における顆粒の自転
および公転により、結合剤溶液の滴下環により形成され
た核に粉体な凝集させて成長させると同時に、顆粒同志
のこすり合いによって球形に成形すると共に重質の顆粒
とし、また顆粒の径を大きくして行く。

このように、攪拌羽根の回転は球形顆粒の形成と、その
成長（径の増加）を促し、一方では解砕羽根が過大に成
長した顆粒の解砕を行うから、両者の複合作用により造
粒時間の経過と共に粒径が一様に揃い、攪拌羽根の回転
速度と、ロータの回転速度との調整、および結合剤の選
定を行うことにより希望する粒度分布の球形顆粒を得る
ことができる。

この装置は、数種の粉体の混合、乾粉に加液して行う造
粒、乾粉に脱水プレスケーキを投入して行う造粒等、任
意の用途に適応させることができ、結合剤溶液の添加方
法としては、噴霧ノズルによる噴霧、シャワ一式の加液
等任意の手段を選ぶことができ、シャワ一式加液によれ
ば、噴霧式の場合に比べて時間を大幅に短縮することが
可能になる。

また第５図、第６図のように、スクレーパ・−を付設す
れば、造粒室の内壁への粉体の付着を防止すると共に、
旋回層にデッドコーナーが作られることを防止して、旋
回層のすみずみまで粉粒体の自転・公転作用を促進し、
粒度の揃った球形顆粒の成形に大きく寄与する。

さらに第７図のように、乾燥用ガスの送入を可能とする
ことにより、造粒−乾燥を一貫して実施することが可能
となり、また旋回層内にガスを吹き込むことにより、該
層の嵩を膨張させて湿潤した粉体の付着を防止すること
ができる。

乾燥工程を実施する際は、顆粒が乾くとその成長が止り
、逆に解砕羽根により粉砕される結果となるから、この
場合はロータの回転を停止し、攪拌羽根の回転を減速す
る。

造粒、乾燥が完了すると、攪拌羽根を遅い速度で回転さ
せた状態で・・ンドル２０を操作し排出口を開いて、造
粒室から顆粒を排出する。

次にこの発明による造粒実施例を示す。

装置仕様 造粒室；直径５００Ｘ１．有効容積３０７攪拌羽根：回
転数２０ ＯＲ，Ｐ、Ｍ。

モータ出力５．５にＷ ロータ：回転数３１５ＯＲ，Ｐ、Ｍ。

解砕羽根歯先円直径１４０％ モータ出力２．２ Ｋ！ スクレーパー、熱風：使用せず 粉体仕様 材料 タルク＋ベントナイト 重量比９：１見掛比重
約０．６ ｋｇ／ ｌ 運転方法（バンチ運転） 前記仕様の粉体材料２０ｋｇを投入し、攪拌羽根、およ
びロータを駆動して５分間混合、つづいて３０００ＣＣ
の水を如雨露式に３０秒で加水し、５分間造粒した後排
出した。

顆粒の粒度分布 この発明は以上のように、細粒、微細粒の密度の高い重
質の球形顆粒を、きわめて効率よく製造することができ
、操作に何ら面倒な手数を必要とせず、複雑な制御装置
を要しない簡単な装置によって、目的とする粒度の顆粒
を歩留りよく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の→１を示す縦断正面図、第２
図は要部の横断平面図、第３図は第１図の■−■線にお
ける一部の縦断側面図、第４図はロータの正面図、第５
図は他の実施例の縦断正面図、第６図は第５図の要部横
断平面図、第７図はさらに他の実施例の縦断正面図であ
る。 １・・・・・・造粒室、計・・・・・材料投入口、４・
・・・・・蓋、５・・・・・・攪拌羽根、６・・・・・
・上方突起、７，１４・・・・・・変速機付モータ、１
０，１７，２３・・・・・・ベルト、１１．１８，２２
・・・・・・軸、１２・・・・・・ロータ、１３・・・
・・・解砕羽根、１９・・・・・・液体供給器、２１・
・・・・・排出口、２４・・・・・・スクレーパー、２
５・・・・・・掻キ落し羽根、２７・・・・・・管体、
２８・・・・・・排気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形の造粒室底部に設けられた攪拌羽根の回転に
   より、投入された粉体に造粒室の内壁面に沿って垂直方
   向に上昇した後求心方向に向いつつ回転方向に高速に旋
   回するドーナツ状旋回層を形成し、該旋回層の上方より
   結合剤溶液を供給するとともに、ドーナツ状旋回層の中
   央部に位置し、前記攪拌羽根と別に高速回転されるロー
   タ周側面に設けられた所要個数の解砕羽根により、結合
   剤溶液の液滴に凝集して前記旋回層内で自転および公転
   しながら成長する過大粒子を解砕して最大粒径を規制す
   ることを特徴とする造粒方法。 ２ 円筒形の造粒室底部に設けられた攪拌羽根の回転に
   より、投入された粉体に造粒室の内壁面に沿って垂直方
   向に上昇した後求心方向に向いつつ回転方向に高速に旋
   回するドーナツ状旋回層を形成し、該旋回層の上方より
   結合剤溶液を供給するとともに、ドーナツ状旋回層の中
   央部に位置し、前記攪拌羽根と別に高速回転されるロー
   タ周側面に設けられた所要個数の解砕羽根により、結合
   剤溶液の液滴に凝集して前記旋回層内で自転および公転
   しながら成長する過大粒子を解砕して最大粒径を規制し
   、結合剤溶液の供給停止後の適時に解砕羽根の回転を停
   止し、前記旋回層の旋回速度を低下させて、造粒室内に
   乾燥用のガスを供給することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の造粒方法。 ３ 円筒形の造粒室の内底部に近接して回転する攪拌羽
   根と、外周に多数の解砕羽根を突設して造粒室の中央部
   で回転するロータと、攪拌羽根とロータとのそれぞれを
   回転速度の調節を可能に駆動する駆動手段と、造粒室内
   の上方から結合剤溶液を供給する供給手段とを備えてな
   る造粒装置。 ４ ロータ外周の解砕羽根を、その回転により該羽根の
   下面に斜めに粒体が衝突する如く傾斜させて設けた特許
   請求の範囲第３項記載の造粒装置。 ５ 前記造粒室が、その円筒内壁への粒体付着防止用の
   スクレーパーを含んでいる特許請求の範囲第３項または
   第４項記載の造粒装置。 ６ 前記造粒室が、乾燥用ガスの導入可能に形成されて
   いる特許請求の範囲第３項から第５項までのいずれか１
   つに記載の造粒装置。