JPS5943216B2 - 混合・造粒・乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種の医薬品、食品、化学薬品等の粉体の混合
（分散）−造粒−乾燥の各単位操作を一台の機械で行な
わしめることの出来る混合、造粒、乾燥機に関する。

従来は、例えば医薬品の打錠剤の前処理原料としての細
粒剤（顆粒品）の生産にあたっては、混合根子造粒機（
湿式）十乾燥機の夫々単機能の機械の組合わせか、また
は少なくとも混合・造粒機＋乾燥機を組合わせて生産が
行なわれている。

然し、上記の如き単機能の機械の台数が多ければ多い程
、夫々の機械から機械への粉体（及び顆粒）の取出し、
輸送、供給といった該粉体のハンドリング回数が増大し
、設備が複雑で多くの人手を要するばかりでなく、粉体
の飛散、異物の混入空気中の細菌による汚染（特に医薬
品、食品の生産工程においては重大問題である）など、
現状の生産（機械）工程には種々の欠点がある。

本発明は前記の欠点を解決するために、各種の医薬品、
食品、化学薬品等の混合・造粒・乾燥を一つの容器内で
自動的かつ継続的に行なうことができて、しかも、本機
構造体各部品が簡単に分解可能で完全な洗浄、殺菌を行
ない得るＧＭＰ（ＧＯＯＤ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮ
Ｇ ＰＲＡＣＴＩＣＥＳ）適合の混合−造粒−乾燥機を
提供することを目的とする。

以下図面に示した実症例を参照しながら本発明を説明す
る。

本発明に係る混合・造粒・乾燥機は、第１図に示したよ
うに、機械本体１と粉体補集装置２と制御盤３とそれら
の台４とからなっている。

機械本体１は、第２図に示したように本体容器５と混合
−造粒用主羽根６と混合−造粒用補助羽根７と原料粉末
供給口８と製品排出装置９と造粒用バインダ供給ノズル
１０とを備えている。

主羽根６は、その中央ボス部１１を容器５の底部板１２
の中央に突設させた継手ロッド１３の一端に嵌着係合さ
せ、さらに該ロッドの他端を１駆動モータ１４の軸１５
に固着させて、容器５の底面と平行な面上で回転する。

なお、１６は円錐形をした主羽根用スペーサであって、
該スペーサを介してボルト１７によって主羽根６を継手
ロッド１３に圧着させている。

補助羽根７は、容器側部１８に突設させた継手ロッド１
９の一端に、ボルト２０によって圧着係止され、該ロッ
ドの他端を駆動モーフ２１の軸２２に固着させて、容器
５の側面とほぼ平行な平面上で回転する。

原料粉末供給口８および造粒用バインダ供給ノズル１０
は、本体容器５の上部ケース２３に配設されている。

この上部ケース２３は、その横断面積が中間部で縮少し
、上方に向った再び拡大する形状をし、かつその上端で
粉体補集装置２に連通している。

製品排出装置９は、容器２４とシリンダ２５とからなっ
ている。

容器２４は筒状形をしており、下部に排出口２６を備え
、側部に導入口２７を備え、かつ上部をキャップ２８に
よって閉成されており、その導入口２７を本体容器５の
側部１８に開口させた排出口２９に合致させて本体容器
５に配設している。

シリンダ２５は、ロッド３０の先端に弁体３１を装着し
、そのロッド３０を上記容器２４を貫挿させて弁体３１
で導入口２７を開閉し得るようにしている。

さらに実姉例では、主羽根６のボス部１１と本体容器５
との間にシーラ３２を介在させて、主羽根６のボス部１
１と本体容器５との間に中空室３３を形成し、該中空室
３３を通路３４を介して本体容器５の下部に設置したノ
ズル３５に接続させている。

同様に補助羽根７に関しても、本体容器５の外面と駆動
モータ２１の取付用フランジ３６との間に環体３７を介
在させ、さらに補助羽根７と継手ロッド１９間に介装さ
せたスペーサ３８と本体容器５との間にシーラ３９を介
在させ、それらによって、そこに中空室４０を形成して
いる。

なお、この中空室も上記主羽根６の中空室３３と同様に
、通路４１を介してノズル（図示せず）に接続している
。

なお、第２図において、４２は継手ロッド１３内に形成
した水抜き用通路である。

本発明は、このような混合−造粒機に、乾燥機構を怖じ
たもので、本体容器５の底部板１２に多数の孔４３を穿
設するとともに、該孔を開閉させるバルブ機構を配設し
、さらに該孔を通して流体を本体容器５内へ流出させる
ための中空室４４を底部板１２の下方に形成している。

上記バルブ機構は、本体容器５の底部板１２の下面に対
向させて可動板４５を上下動可能に配設し、その上面に
、第４図、第５図に拡大して示したように上記本体容器
５の底部板１２の孔４３にほぼ密封嵌合させる可動子４
６が突設されている。

この可動板４５は、適宜位置に孔４７を穿設しており、
また、下面周縁に等間隔で３ケ処にローラ４８を配設し
、該ローラ４８に対応して、それぞれ中空室４４に３ケ
の偏心カム４９を突設し、該偏心カム４９と各ローラ４
８とを係合させている。

この偏心カム４９にはトルクアクチュエーター５２が取
付けられている。

（第２図、第３図参照）さらに、この可動板４５には、
ガイドピン５０が上方に突設され、該ピンを本体容器５
の底部１２の下方に形成したガイド孔５１に嵌合させて
いる。

これらの弁機構は、本体容器５内の粒体乾燥に使用され
るもので、実症例では乾燥用エアーを導入するため、中
空室４４に開口させた導通管５７が本体容器５の外方に
備えられている。

以下に上記実姉例の作用を説明し、併せて構成をより詳
細に説明する。

先づ目的の造粒物（細粒剤）を作るための原料粉末（例
えば、薬効成分である主薬と該主薬の性質に応じた賦形
剤〈例えば、乳糖、デキストリン、メチルセルローズｅ
ｔｃ＞）を目的の割合に計量した後、原料粉末供給口８
より混合−造粒−乾燥機の本体容器５に投入する。

この際、容器５の底部板１２と可動板４５の可動子４６
の相対位置は、第４図、第５図ａに示す如く底部板１２
と可動子４６の上面が一致する位置にセットされており
、従って粉末の落下はない。

また、排出口２９の弁体３１は閉じている。

原料粉末の投入を完了した後、混合操作に入る。

混合・造粒用主羽根６を水平方向に高速度（通常は羽根
の外周速度で６−１２ｍ／ｓｅ屯度）で回転させると同
時に、主羽根軸と直角な位置に構成された混合−造粒用
補助羽根７を高速度（通常は、羽根の外周速度で６−２
４ ｍ ／５ｅｃｉ度）で回転させる。

原料粉末は、主羽根６の回転に伴って容器５の中で水平
方向に激しく回転運動すると同時に遠心力を受けて容器
５の外周壁に到達し、上部ケース２３の収縮部（収縮壁
面の水平面となす角度は、４５〜７５°が適当である）
による反転作用により素早く主羽根６の中心部に戻る。

この様な運動が継続される結果、原料粉末は容器５及び
上部カバー２３の中でいわゆる縄ない運動による対流、
剪断混合（分散）作用を受け、加えて混合−造粒用補助
羽根７による局所的な高速剪断混合作用との複合作用に
よって極めて短時間（通常２〜５分）で精密な混合（分
散）が完了する。

混合操作完了直後、造粒操作に移る。

主羽根６の回転数を原料粉体の造粒に適当な低速度（通
常は羽根の外周速度で２−１２ ｍ Ａｅｃ程度）に、
また補助羽根７の回転数を高速度（通常は６〜２４ｍＡ
ｅｃ ）にセットし、主薬と賦形剤に合致したバインタ
（一般に水、でん粉糊、ブドー糖１ｅｔｃ）を定量ポン
プなど（図示してない）により、造粒用バインダ供給ノ
ズル１０より攪拌混合状態にある粉体層の上部適当箇所
に供給する。

バインダの種類、濃度、量などは主薬、賦形剤の性質に
合致するものを選定する。

バインダの供給を受けた原料粉体（主薬、賦形剤）は、
バインダ特有の粘性結合力と、主羽根６の混合、分散作
用によって粉体粒子相互に凝集が進行して粒状粒子とな
り、粒状粒子中の団塊物は高速回転する補助羽根７の破
砕作用を受けて適当な粒子サイズに整粒される。

云い換えれば、混合−造粒用主羽根６はバインダの粘結
性と相俟って主として粉体粒子を相互に凝集させる役割
をもち、混合−造粒用補助羽根７は、主として造粒操作
の過程において粒状粒子中に生じた団塊物を破砕整粒す
る役割をもつ。

原料粉体及びバインダの種類によって異なるが、上記の
造粒工程は通常３〜１５分で完了する。

以上記載した混合−造粒工程において、主羽根６、補助
羽根７の回転数、回転時間、バインダの供給量、供給時
間等はこれらの始動、停止を含めてすべて操作盤３内に
組込まれた時限制御器、シーケンス制御回転制御器など
の計装計器の作動により自動的かつ継続的に行なわれる
。

混合−造粒工程が完了した時点で自動的継続的に造粒品
の乾燥工程へと操作は進行する。

シーケンス制御によりまづ、トルクアクチュエーク−５
２により偏心カム４９が作動され、ローラ４８を介して
可動板４５を下方に移動させ、可動子４６を第４図、第
５図すに示す如く底部板１２に対して熱風の流路が開く
位置まで移動させる。

この状態で容器５の下部中空室４４から乾燥用熱風を孔
４７．４３を通じて上に吹き上げることが可能となり、
同時にファン５３を、駆動し、かつ、空気加熱器５４に
熱媒を供給するための電磁弁（図示してない）を開く、
ファン５３の吸引により、乾燥空気用フィルタ５５で清
浄化された空気は、空気加熱器５４（通常、水蒸気を熱
源とするエロフィンヒーターまたは、電気を熱源とする
シーズヒーターなどを使用する。

）で所定の温度に加熱され、着脱式加熱空気誘導管（可
撓継手）５６、加熱空気取入口５７を通って容器５の下
部中空室４４に至り、ここから孔４７，４３を通って湿
式造粒された粒子を流動化の状態で乾燥する。

この際、混合−造粒用補助羽根７は停止させておくが、
主羽根６は、特定の位置で停止させておくと、特定の位
置における乾燥用熱風の吹き出しの邪魔になるため、乾
燥操作中主羽根６を極めて低速度（通常４〜１０ ｒ
／ ｍ ）にて間欠運転させる。

勿論、この間欠運転はあらかじめ操作盤に組込まれたシ
ーケンス制御によって自動的かつ継続的に行なわれる。

流動化層を吹き抜けた湿潤空気は、容器５の上部カバー
２３の上部拡大部に至りここで造粒品（顆粒品）と該造
粒品に若干含まれている微粉の分級が行なわれ、籾い造
粒品はふたたび流動層に戻り、空気は微粉を伴ってバッ
グフィルター室に誘導され、微粉体沢過布５８で微粉回
収された後、清浄空気として吸引ファン５３により糸外
に排気される。

乾燥時間は主として乾燥時間は主として乾燥用として許
容される熱風の温度によるが、通常３０分〜１００分程
度で完了する。

あらかじめ設定されたタイマー制御により乾燥終了と同
時にファン５３を停止し、蒸気バルブを閉じる一方容器
５の底部板１２と可動子４６の相対位置を第４図、第５
図ａに示す如く最初の状態（即ち、底部板と可動子の上
面が一致する位置）に戻し、次いで、容器５の排出口２
９の排出弁体３１を開き、同時に主羽根６を回転すると
乾燥された造粒品は極めて短時間（通常、３０秒前後）
に排出口２９より全量排出され、一連の混合−造粒−乾
燥操作を終了する。

なお、第４図、第５図ａに示す最初の状態に戻すには、
トルクアクチュエーク−５２を作割し、偏心カム４９を
逆転させて、ローラ４８を介して可動板４５を上昇させ
、可動子４６を第４図、第５図ａに示す如く底部板１２
に対して熱風の流路を閉ぢる位置まで復帰させるように
すればよい。

以後この操作を継続的に行なうことによって混合−造粒
−乾燥の三種の夫夫目的の異なる操作を粉体の移動（ハ
ンドリング）をすることなく、一つの容器内で行なうこ
とができる。

なお、上記実症例では、一連の混合−造粒−乾燥操作中
は始終、容器５の底部に構成されている軸シール用圧縮
空気供給用ノズル３５より清浄圧縮空気（通常圧力は０
．３〜３ｋｇ／ａｎｔ）を中空室３３内へ小量供給する
。

その圧縮空気は主羽根６のシーラー３２を通って絶えず
低圧力側である容器５の内部に吹き出しているため、粉
体粒子が軸側に洩れることがない。

補助羽根７の軸封に関しても同様な構成となっており、
同時にこれら圧縮空気供給口通路３４，４１は夫々洗浄
水洗時の水抜きも兼ねている。

また、可動子の形状は、ｌト判型でかつ、同心円状に配
列されているが、容器の大きさや原料粉末の種類によっ
ては、同じ小判型の可動子を放射線状に配置１ルたり、
また、可動子の形状自体を丸型とすることもある。

さらに、また混合−造粒乾燥容器主要部と、フィルター
、空気加熱器、バッグフィルター、ファン、操作盤など
が一つの機械台に組込まれているが、機械装置の規模に
よっては、これらを夫々単独に設置し、その間を着脱容
易な配管及び配線にて連結して構成することもある。

第６図は、本発明に係る混合−造粒−乾燥機の洗浄、殺
菌を行なうための各部分群状態を示したものである。

この図からも明らかなように、本発明に係る上記混合−
造粒−乾燥機械は、各部分が完全かつ容易に分解できる
ため、ＧＭＰ（ＧＯＯＤＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ
ＰＲＡＣＴＩＣＥＳ）の生産規定に合致しており、医薬
品、食品などの混合−造粒−乾燥機として最適の構造と
機能を有するものである。

なお、本機は通常ステンレス鋼材にて製作されるが、原
料粉体の性状によっては炭素鋼、チタン、アルミニウム
などで製作されることもある。

上記したように、本発明の機械では、医薬品の打錠剤の
前処理原料等としての細粒剤（顆粒品）の生産にあたっ
て、処理される混合、造粒、乾燥を、粉体の移動（ハン
ドリング）をすることなく、一つの容器内で行なうこと
ができ、したがって、上記各処理工程間における粉体の
飛散、異物の混入、空気中の細菌による汚染等などの虞
れが全くなく、かつ製造時間の短縮を図ることができる
。

また、本発明によれば同種の装置、たとえば特開昭５７
−１２８２３号「顆粒または団塊を形成するための装置
」に比較して、乾燥行程において底部板などを移動する
必要がないから装置を小形化することができ、また主羽
根の回転軸部を本体容器の下部に配置して、該軸部に粉
体の浸入のない軸封構造をとることができ、さらにバル
ブ機構にも粉体の噛込みのない完全なシール構造のもの
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る混合・造粒・乾燥機の全体を示し
た概念図、第２図は本体主要部の縦断面図、第３図はそ
の平面図、第４図ａ、ｂは底部板と可動子との位置関係
を示した部分拡大断面図、第５図ａ、ｂはその他の実施
例を示した部分拡大断面図、第６図は本発明に係る混合
・造粒・乾燥機の主要部を分解した状態の一部断面正面
図である。 １・・・・・・機械本体、２・・・・・・粉体補集装置
、３・・・・・・制御盤、４・・・・・・台、５・・・
・・・本体容器、６・・・・・・混合−造粒用主羽根、
７・・・・・・混合−造粒用補助羽根、８・・・・・・
原料粉末供給口、９・・・・・・製品排出装置、１０・
・・・・・造粒用バインダ供給ノズル、１２・・・・・
・底部板、２３・・・・・・上部ケース、４３・・・・
・・孔、４４・・・・・・中空室、４５・・・・・・可
動板、４Ｇ・・・・・・可動子、４７・・・・・・孔、
４９・・・・・・偏心カム、５２・・・・・・トリアク
チュエータ、５３・・・・・・ファン、５４・・・・・
・空気加熱器、５５・・・・・・フィルタ、５６・・・
・・・誘導管、５７・・・・・・空気取入口、５８・・
・・・・濾過布。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体容器内に主羽根および補助羽根を備え、それら
   を回転させて混合・造粒を行なう混合・造粒機の容器底
   部に、複数の孔を穿設した底部板を設けるとともに、該
   底部板の孔を開閉するバルブ機構を配設し、該バルブ機
   構は、底部板の孔を開閉する可動子を備えた可動板を上
   下動可能に配設してなり、さらに底部板の孔を介して乾
   燥空気を本体容器内に送風する乾燥空気供給手段を付設
   したことを特徴とする混合・造粒・乾燥機。