JPS62201629A - 噴霧造粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粗大粒子の発生が少なく、しかも生産効率の
優れた噴霧造粒方法、即ち、噴霧乾燥による粉末の製造
方法文は噴霧冷却による。粉末の製造法に関するもので
、本発明の噴霧造粒方法は、種々の粉末の製造に利用さ
れ得る。

〔従来の技術〕

家庭用の粉末洗剤を始めとして、ミルク、コーヒー等の
粉末食品に至るまで、噴霧乾燥法によって製造される粉
末状の製品は多々ある。そして、これらは、その生産量
や成分の熱安定性等に応じて、向流式又は並流式の乾燥
塔形式を選択し、原液であるスラリーの濃度や温度条件
その他を！！に適化して製造されている。また、工業原
料としての高級アルコールやワックス等は、その溶融物
を噴霧冷却し粉末化されている。

而して、これらの噴霧乾燥又は噴霧冷却による粉末の製
造においては、粗大粒子や微粉末の量を増やすことなく
、単位時間当たりの生産量を上げることが工業的にに最
も重要な課題の一つとされている。

従来、噴霧乾燥工程において単位時間当たりの生産量を
上げるためには、塔内に噴霧するスラリーの量を増加さ
せ、同時に熱風の温度を上げるかその量を増やすのが一
般的である。即ち、一本のノズルを用いる方法では、ノ
ズルの開口部の径を大きくし且つ噴霧圧力を上げて噴霧
スラリー量を増やすことが行われている。又、他の方法
としては、複数本のノズルを用い、複数本のノズルから
同時に噴霧する方法が行われている。但し、複数本のノ
ズルを用いる場合には、従来法では、ノズルからでた未
乾燥粒子同士が互いに接触して凝集しないように、ノズ
ル間の距離を光分離していた。

又、噴霧冷却の場合も、噴霧乾燥の場合と同様に、噴霧
するスラリーの量を増加させて単位時間当たりの生産量
を上げるのが一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ノズル開口部の径を大きくし且つ噴霧圧
力を上げると、粒径分布が広くなり、得られる粉末の外
観が劣る欠点がある。しかも、噴霧された液滴の初速度
が大きくなるため、充分な大きさの直径を有する塔でな
いと、液滴が未乾燥のまま塔壁に衝突し、堆積する現象
が見られる。

又、複数本のノズルを塔内に互いに離して配置する場合
には、ノズルを塔の中心から離して配置するため、ノズ
ルと塔の壁面との距離が相対的に小さくなり、比較的小
型の塔では、結果的に未乾燥の液滴が塔壁に堆積し易い
。この堆積物は、爾後粗大粒子乃至固まりとして落下し
製品に混入する。

このような粗大粒子乃至固まりは、製品の外観を劣化さ
せるばかりでなく、熔解し難いため、品質上大きな問題
となる。

このように、従来法は、塔（装置）の大きさによって生
産量が制限されており、特に小型の塔では塔壁の影響が
大きかった。

従って、本発明の目的は、比較的小型の塔においても、
粗大粒子の発生が少な（、生産効率の優れた新規な噴霧
造粒方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成すべく種々研究を行っ
た結果、複数本のノズルを、従来法の如く充分に間隔を
あけて配置せずに、それらを近接させて配置してそれぞ
れのノズルから同時にスラリーを噴霧すると、予想に反
して、粗大粒子の発生が少な（なることを知見した。

本発明は、上記の知見に基づきなされたもので、スラリ
ー噴霧用の複数本のノズルを、該ノズルそれぞれから噴
霧されるスラリーの液滴が形成する円錐状の領域が相互
に重なり合い、且つそれぞれの円錐状の領域内に池のノ
ズルが存在しないように配置し、該複数本のノズルから
同時にスラリーを噴霧し、乾燥又は冷却することを特徴
とする噴霧造粒方法を提供することよって前記の目的を
達成したものである。

噴霧造粒方法においては、噴霧された個々の液滴は、慣
性によって直線的に運動し、やがて気体との摩擦により
速度が減少して自由落下運動へと移行する。慣性によっ
て移動する距離は、それぞれの粒子の大きさ、重量及び
初速度によって支配される。ノズルから噴霧されている
液滴の快感を観察すると、ノズルのＶ１霧方向を軸とし
、ノズル開口部を頂点とする円錐状の領域が形成され、
その先は、乾燥又は冷却用気体の流れに従って粒子が運
動する、恰もランダムな運動で拡散していく領域が存在
する。

本発明の噴霧造粒方法は、上記の円錐状の領域が重なり
合うように複数本のノズルを配置し、更に該ノズルを、
それぞれの円錐状の領域内に他のノズルが存在しないよ
うに配置して実施するものである。

先ず、本発明を実施例するためのノズルの配置態様を図
面を参照しながら説明すると、２本のスプレーノズル１
．１°は、その噴霧方向を第１図に示す如く同一にして
配置しても良く、その噴霧方向を第２図に示す如く異な
らせて配置しても良い、又、ノズル１，１′の間隔ｉは
、通常、好ましくは５０ｃ＋ｍ以下、更に好ましくは３
０ｃｍ以下である０間隔ｌの下限は、ノズルの外径によ
って制限される迄ノズルを接近させた値である。又、こ
のようなノズルの相対的位置を固定するために金具を用
いても良いし、塔内に挿入されたスラリー供給パイプの
先端部を分岐させ、その先端それぞれにノズルを取付け
ても良い、尚、第１図及び第２図において、２，２°は
ノズル１．ｌ”へのスラリ−供給管、３，３°はそれぞ
れのノズル１゜１”から噴霧された液滴によって形成さ
れた円錐状の領域、４は円錐状の領域３，３°の重なり
合い部、５，５゛は円錐状の領域３．３″それぞれの下
方に形成される、液滴の自由落下領域における液滴の自
由落下状態を示す指示線である。

而して、本発明の噴霧造粒方法を実施するには、上述の
如く配置した複数本のノズルから同時にスラリーを噴霧
し、噴霧されたスラリーの液滴を乾燥又は冷却すれば良
く、その結果、目的とする粒子が得られる。この際のス
ラリーの液滴の乾燥又は冷却は、複数本のノズルの配置
された乾燥塔又は冷却塔内に、常法に従って熱風又は冷
風を通過させることにより行うことができる。乾燥又は
冷却により得られた粉末への粗大粒子の混入は、本発明
の噴霧造粒方法においては極めて少ない、即ち、従来法
においては、生産効率を向上させるために複数本のノズ
ルを用いる場合には、第３図に示す如くノズル１．１゛
の間隔を５０ｃ＋ｍよりもかなり大きくし、円錐状の領
域３．３゛が重なり合わないようにしていたく恐らく液
滴が合体することを防ぐためであると思われる）が、円
錐状の領域が重なり合うようにした本発明の噴霧造粒方
法による場合の方が、予想に反して、好ましい物性の粉
末が得られる。その理由は明らかではないが、ノズルの
先に形成される円錐状の領域では、液滴の運動量が大き
く、しかも未だ液滴が乾燥又は冷却固化していない状態
にあるため、円錐状の領域の重なり合い部でそれぞれの
ノズルから噴霧された液滴同士が衝突しても、合一して
大きな液滴を形成せずに飛散し、その結果、液滴が空間
に均一に分布して液滴と気体との効率な接触が達成され
るからであると考えられる。

本発明の噴霧造粒方法をその好ましい一実施態様につい
て更に説明すると、上記円錐状の領域が、その頂角４０
〜９０度、その母線の長さ５０〜３００ｃｍ程度となる
ように、スラリーの種類、粘度等に応じて、ノズル、前
記の好ましいノズル間隔及び噴霧条件を極めるのが好ま
しい、更に、円錐状の領域の重なり合い部の大きさが、
円錐状の領域における頂部から母線に沿って、母線の長
さの６０％以内、好ましくは４０％以内の位置で、円錐
状の領域が重なり合うように上記の噴霧条件等を設定す
るのが好ましい。

又、スラリー液滴の乾燥又は冷却条件、即ち熱風、冷風
等の温度、風量、風速度等は、スラリーの種類、粘度等
に応じて、従来法と同様に設定すれば良い。

尚、本発明におけるノズルの配置法は、噴霧造粒装置に
おける一部のノズルに適用した場合にも効果がある。

〔実施例〕

次に、実施例及び比較例を挙げ、本発明の噴霧造粒方法
を更に具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例に
制限されるものでないことは云う迄もない。

実施例１ 下記設備及びスラリー（噴霧原液）を用い、第１表に示
す乾燥条件で粉末を得た。その結果を第１表に示す。

第１表の結果から、以下に述べる比較例との対照からも
明らかなように、本発明方法によれば、粗大粒子の発生
が少なく生産効率を向上できることが判る。

（設備） 直径３ｍ、ｐＡ風入口から噴霧ノズルまでの高さが１２
ｍの向流式噴霧乾燥塔の中央部に、米国デラバン社製の
５ＤＸ１／４型加圧式ノズルに開口部の直径１．６ｍｍ
のオリフィス及び厚みが５＋＋＊のスワールチャンバー
を取付けたもの２個を、噴霧方向を平行にして１０ｃｍ
ｇの間隔で取付けた。

（噴霧スラリー） 固形物として、直鎮アルキルベンゼンソーダ２０重量部
、アルミノ珪酸ソーダ１５重量部、２号珪酸ソーダ１０
重量部、炭酸ソーダ１０重量部、芒硝４０重量部を含む
水分４０％、温度６０℃のスラリー。

実施例２ 実施例１においてノズル間隔を３０ｃｍとした以外は、
実施例１と同様にして粉末を得た。その結果は第１表に
示す通りであった。

第１表の結果から、本実施例においても実施例１と同様
に優れた効果が発揮されることが判る。

比較例１ 実施例１においてノズルを１本にした以外は実施例１と
同様にして粉末を得た。その結果は第１表に示す通りで
あった。

第１表の結果から、本比較例による粉末の外観は問題な
いが、単位時間当たりの生産量は、実施例１や実施例２
の半分に過ぎず、経済性が劣ることが判る。

比較例２ 実施例１においてノズル間隔を１００ｃｍとした以外は
、実施例１と同様にして粉末を得た。その結果は第１表
に示す通りであった。

第１表の結果から、本比較例においては粗大粒子の発生
が多く、得られた粒子の外観が著しく損なわれている。

又、得られた粉末を分級し回収することは設備の負担が
大きくなり、不経済である。

第１表 〔発明の効果〕 本発明の噴霧造粒方法によれば、特に複数本のノズルを
、それぞれのノズルから噴霧されたスラリーの液滴が形
成する円錐状の領域が相互に重なり合うように配置しで
あるため、比較的小型の塔においても、粗大粒子の発生
を抑制して生産効率を向上させることができる等の卓越
した効果が奏される。

従って、従来１本のノズルを用いていた設備に本発明の
噴霧造粒方法を適用して、近接する２本のノズルからス
ラリーを噴霧すると、粗大な粒子の発生がなく、しかも
製品の外観に影響を及ぼすことなく、容易に生産効率を
向上することができる。

また、従来２本のノズルを用いていた設備に本発明の噴
霧造粒方法を通用して、ノズル同士を近接させ且つ中央
部に移動すると、塔壁への付着に起因する粗大粒子の発
生を抑制することができる。

更に、ノズルの本数を増やし、生産量を増大することも
できる。

また、本発明の噴霧造粒方法は、小型の設備に有効なこ
とは云う迄もないが、大型設備において複数本のノズル
を用いる場合であうでも、従来よりもノズルを塔の中央
部に配置できるので、塔壁とノズルとの距離を大きくす
ることができ、塔内の熱風又は冷風を旋回させても粒子
が壁に付着し難く、この熱風又は冷風の旋回により、粒
子と気体の接触を良好にして熱効率の向上をもたらすと
云う利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様の概要を示す側面図、第２
図は別の実施態様の概要を示す側面図、第３図は従来の
噴霧造粒方法の概要を示す側面図である。 ｉ、　　ｔ’　　・・・ノズル ３．３゛　・・・円錐状の領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラリー噴霧用の複数本のノズルを、該ノズルそ
   れぞれから噴霧されるスラリーの液滴が形成する円錐状
   の領域が相互に重なり合い、且つそれぞれの円錐状の領
   域内に他のノズルが存在しないように配置し、該複数本
   のノズルから同時にスラリーを噴霧し、乾燥又は冷却す
   ることを特徴とする噴霧造粒方法。
2. （２）ノズルの間隔が５０ｃｍ以下である、特許請求の
   範囲第（１）項記載の噴霧造粒方法。
3. （３）ノズルが加圧式ノズルである特許請求の範囲第（
   １）項又は第（２）項記載の噴霧造粒方法。