JPWO2019111614A1 - 柱状構造物の乾燥装置および柱状構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

支持面（２ａ）に対して起立状態で支持された柱状構造物（３０）を乾燥させる装置（１）であって、支持面（２ａ）に向けて乾燥用気体を供給する供給部（５ａ）と、供給された乾燥用気体を排出する排出部（６ｂ）とが、いずれも支持面（２ａ）に対向する対向面（６ａ）に設けられている。供給部（５ａ）および排出部（６ｂ）は、それぞれ複数設けられていることが好ましく、一の供給部（５ａ）の周囲に複数の排出部(６ｂ)が対称に配置されていることが好ましい。

Description

本発明は、柱状構造物の乾燥装置および柱状構造物の製造方法に関し、より詳しくは、柱状構造物を気体の供給によって乾燥させる柱状構造物の乾燥装置およびこれを用いた柱状構造物の製造方法に関する。

柱状構造物を乾燥させる装置として、例えば、特許文献１に開示された薬剤セルロースカプセルの製造装置が知られている。この装置は、乾燥炉内でカプセルを支持するピンを加熱してカプセルを裏側から乾燥し、カプセルの外側に放出された水分を、ピンの移動方向と対向する方向の空気流によって乾燥炉から排出するように構成されている。

特表平６−５０８０５１号公報

ところが、上記従来の装置は、それぞれのピンを加熱するための構成が煩雑になり易く、余分な電力も必要になることから、製造コストやランニングコストが高くなるという問題があった。

また、乾燥炉内の空気流がカプセルの径方向に生じるため、空気の流れ方向に起因する乾燥ムラが生じることでカプセルの厚みが不均一になり易いという問題があり、これを避けるために空気流量を低下させると、乾燥に長時間を要するという問題があった。

そこで、本発明は、柱状構造物の均一な乾燥を迅速容易に行うことができる柱状構造物の乾燥装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、支持面に対して起立状態で支持された柱状構造物を乾燥させる装置であって、前記支持面に向けて乾燥用気体を供給する供給部と、供給された乾燥用気体を排出する排出部とが、いずれも前記支持面に対向する対向面に設けられている柱状構造物の乾燥装置により達成される。

この柱状構造物の乾燥装置において、前記供給部および排出部は、それぞれ複数設けられていることが好ましく、一の前記供給部の周囲に複数の前記排出部が対称に配置されていることが好ましい。

更に、前記支持面と前記対向面との間に乾燥空間を画定する周壁部を備えることが好ましく、前記供給部および排出部は、前記乾燥空間において前記対向面にのみ設けられていることが好ましい。前記排出部は、前記乾燥空間を排出路と連通することが好ましく、前記供給部は、前記排出路を横断して前記乾燥空間に臨む導入管を備えることが好ましい。

前記排出部は、前記柱状構造物の軸線上に配置されていることが好ましい。

前記供給部は、前記柱状構造物の軸線上から外れた位置に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、柱状構造物の均一な乾燥を迅速容易に行うことができる柱状構造物の乾燥装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る乾燥装置の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１に示す乾燥装置の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る乾燥装置の要部拡大断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置の要部拡大断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置の要部拡大図である。 本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置の要部拡大図である。 本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置の縦断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置の縦断面図である。 本発明の乾燥装置を用いて製造される柱状構造物を例示する斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、 本発明の一実施形態に係る乾燥装置の縦断面図である。図１に示すように、乾燥装置１は、底板２と天板３との間が周壁４により囲まれて構成されている。周壁４の上側内部は、天板３と平行に配置された第１の仕切板５および第２の仕切板６により仕切られており、天板３と第１の仕切板５との間に乾燥用気体の導入路７が形成され、第１の仕切板５と第２の仕切板６との間に乾燥用気体の排出路８が形成されている。

底板２の上面側の支持面２ａと、第２の仕切板６の下面側の対向面６ａとの間には、周壁４により囲まれて画定された乾燥空間９が形成されている。底板２は、矢示のように昇降可能に設けられており、被乾燥物である柱状構造物３０を下降位置にある底板２の支持面２ａに搭載した後、図１に示す上昇位置まで底板２を上昇させることで、乾燥空間９の下部が閉じられて、柱状構造物３０が乾燥空間９内に収容される。

導入路７は、周壁４に形成された給気孔７ａを介して送風ブロワ１０に接続されており、乾燥用気体が導入路７に導入される。第１の仕切板５と第２の仕切板６との間には、導入路７と乾燥空間９とを連通する導入管からなる供給部５ａが複数設けられており、供給部５ａから乾燥空間９内の支持面２ａに向けて、支持面２ａに対し略垂直方向に乾燥用気体が供給される。乾燥用気体は、熱風、冷風、常温空気など、被乾燥物の材料や用途に応じて適宜温度調整された気体を使用することができる。

第２の仕切板６は、貫通孔からなる排出部６ｂが複数形成されている。排出路８は、排出部６ｂを介して乾燥空間９と連通しており、周壁４に形成された排気孔８ａを介して外部と連通されている。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、排出路８の内部を示している。図２に示すように、供給部５ａおよび排出部６ｂは、一定の間隔で列状に交互に配置されている。乾燥空間９から排出路８に排出された乾燥用気体は、矢示の流れ方向に対して横断する供給部５ａの周囲を通過して、排気孔８ａから外部に放出される。

上記の構成を備える乾燥装置１は、柱状構造物３０の製造や乾燥に好適に使用することができる。図１０に例示するように、柱状構造物３０の形状は、（ａ）円柱状、（ｂ）角柱状（四角柱等）、（ｃ）三角錐状、（ｄ）達磨形状等とすることができ、中空または中実のいずれであってもよい。柱状構造物３０は、長手方向（軸線方向）が底板２の支持面２ａに対して直交するように、支持面２ａに対して起立状態で支持される。柱状構造物３０は、支持面２ａに直接支持されていてもよく、あるいは、後述するように台板２０等を介して支持面２ａに支持されてもよい。また、支持面２ａに対して柱状構造物３０を支持する際には、必ずしも支持面２ａが柱状構造物３０を支持する必要はなく、支持面２ａ以外で柱状構造物３０を支持することも可能である。例えば、対向面６ａの供給部５ａおよび排出部６ｂを塞がないように柱状構造物３０を対向面６ａから吊下支持してもよく、あるいは、支持面２ａと対向面６ａとの間に実質的に気流を妨げないように配置した梁等で柱状構造物３０を支持してもよい。

本実施形態の柱状構造物３０は、医薬品や食品等に用いられる中空の硬質カプセルであり、支持面２ａに着脱可能に搭載される台板２０に設けられた複数の成型ピン２１に付着されている。硬質カプセルは、ヒプロメロース（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）等の水溶性セルロースや、ゼラチンなどの材料により形成され、これらの材料の溶液中に成型ピン２１を浸漬させることにより、材料を成型ピン２１に付着させることができる。複数の成型ピン２１は、台板２０を支持面２ａに位置合わせして搭載したときに、各排出部６ｂの直下にそれぞれ配置されることが好ましい。一方、各供給部５ａは、複数の成型ピン２１の軸線上から外れた位置に配置されていることが好ましい。

次に、本実施形態の乾燥装置１の作動を説明する。図１に示すように、乾燥空間９に柱状構造物３０を収容して、送風ブロワ１０を作動させると、乾燥空間９には、対向面６ａに設けられた供給部５ａから乾燥用気体が供給され、同じく対向面６ａに設けられた排出部６ｂから乾燥用気体が排出される。

図３は、乾燥装置１の要部拡大断面図である。排出部６ｂは、柱状構造物３０の軸線Ｌ上に配置されており、供給部５ａは、隣接する柱状構造物３０,３０の軸線上から外れた位置に配置されている。このため、供給部５ａから供給された乾燥用気体は、隣接する柱状構造物３０,３０の間を下方に流れた後、支持面２ａに支持された台板２０の上面２０ａで反射して、柱状構造物３０,３０の外面に沿って上昇し、排出部６ｂから排出される。こうして、各柱状構造物３０が乾燥されて、硬質カプセルが製造される。

本実施形態の乾燥装置１は、供給部５ａおよび排出部６ｂが、いずれも支持面２ａに対向する対向面６ａに設けられているので、支持面２ａ側には気流形成のための開口を形成する必要がなく、台板２０の強度低下や装置構成の煩雑化を防止することができると共に、支持面２ａ側での乾燥用気体の反射によって、柱状構造物３０の外面近傍に軸線Ｌ方向に沿った気流を容易に形成することができる。更に、この上昇気流がエアカーテンを形成するため、乾燥空間９内に水平方向の気流が仮に生じた場合でも、この水平気流が柱状構造物３０に衝突するのを抑制することができる。したがって、柱状構造物３０の均一な乾燥を迅速に行うことができ、硬質カプセルの厚みが周方向で不均一になるのを防止することができる。上記の通り、支持面２ａ側には気流形成のための開口を形成しない方が好ましいが、気流形成の微調整のため、対向面６ａにおける開口部の全面積に対して５０％以下の面積を有する開口部を設けてもよい。

また、本実施形態においては、図２に示すように、複数の供給部５ａおよび排出部６が一定の間隔で列状に交互に配置されており、各供給部５ａの周囲には、当該供給部５ａを中心として２つの排出部６ｂが対称な位置に配置されている。この構成によれば、各供給部５ａの軸線に対して軸対称な気流を形成することができるので、柱状構造物３０の周囲に、周方向においてより均一な気流を容易に形成することができ、柱状構造物３０の均一な乾燥を促すことができる。本実施形態においては、供給部５ａが、排出路８内の流れ方向を横断して乾燥空間９に臨む導入管により構成されているので、上述した供給部５ａに対する排出部６ｂの対称配置を容易に実現することができる。

柱状構造物３０に対する排出部６ｂの位置は、必ずしも限定されないが、本実施形態のように柱状構造物３０の軸線Ｌ上であることが好ましい。これによって、柱状構造物３０の外面に沿った軸線Ｌ方向の気流を生じ易くすることができる。柱状構造物３０に対する供給部５ａの位置も、特に限定されないが、本実施形態のように柱状構造物３０の軸線Ｌ上から外れた位置であることが好ましい。これにより、柱状構造物３０に気流が直接衝突して局所的な乾燥が生じるのを確実に防止することができる。供給部５ａから支持面２ａに向けた乾燥用気体の供給方向は、支持面２ａに対して直交方向であることが好ましいが、直交方向に対して若干傾斜する方向であってもよい。この場合、供給部５ａの供給方向（開口の中心線方向）の延長線が柱状構造物３０と交差しないことが好ましい。

柱状構造物３０の乾燥は、本実施形態のように、支持面２ａと対向面６ａとの間が周壁部４で囲まれた乾燥空間９内で行われることが好ましく、これによって、柱状構造物３０の周囲に径方向の気流が生じるのをより確実に抑制することができる。乾燥空間９は、供給部５ａおよび排出部６ｂが対向面６ａにのみ形成され、且つ、供給部５ａおよび排出部６ｂ以外では完全に閉じられていることが好ましいが、支持面２ａまたは周壁部４の一部に、補助的あるいは不可避的に形成された隙間や開口を有する構成であってもよく、あるいは、周壁部４が存在せずに支持面２ａと対向面６ａ以外は開口となっていてもよい。また、図１においては、給気孔７ａから送風ブロワ１０により乾燥気体を導入路７に導入しているが、送風ブロワ１０を設置する代わりに、排気孔８ａに排気ブロワ（図示せず）を接続することによって、乾燥気体を導入路７に導入する構成としてもよい。また、送風ブロワ１０と排気ブロワを併用してもよい。

本実施形態の乾燥装置１の上記動作により、柱状構造物３０の均一な乾燥を迅速容易に行うことができる理由は、以下のように推察される。

柱状構造物３０全体に渡って均一な乾燥を行うためには、柱状構造物３０の周囲の気流を均一にする必要がある。従来の乾燥炉のように、支持面２ａと平行な方向の気流が支配的な場合、柱状構造物３０の周方向において不可避的に気流の不均一が生じてしまう。これを避けるためには、柱状構造物３０の周囲の気流が軸線方向であることが好ましい。すなわち、供給部５ａおよび排出部６ｂを、いずれも支持面２ａに対向する対向面６ａに配置することで、上述のように、柱状構造物３０の周囲の気流を概ね軸線方向とすることができる。加えて、一の供給部５ａの周囲に複数の排出部６ａを対称に配置することで、柱状構造物３０の周方向においてより均一な気流を作り出すことができる。さらに、排出部６ｂを柱状構造物３０の軸線上に配置し、供給部５ａを柱状構造物３０の軸線上から外れた位置に配置することで、柱状構造物３０の周囲の気流をより均一にすることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態の乾燥装置１は、供給部５ａの先端が対向面６ａと面一になるように構成されているが、図４に示すように、導入管からなる供給部５ａの先端を乾燥空間９の内部に延在させてもよく、これによって、柱状構造物３０の外面近傍に、軸線方向に沿った気流をより確実に形成することができる。供給部５ａの先端位置は、図４では柱状構造物３０よりも下方としているが、柱状構造物３０の中央付近や、柱状構造物３０よりも上方であってもよく、乾燥用気体の流量や、柱状構造物３０の長さおよび配置等を考慮して、適宜設定すればよい。

また、図５に示すように、対向面６ａに設けられて柱状構造物３０を収容する複数のガイド筒６ｃを設けてもよい。ガイド筒６ｃは、排出部６ｂの開口周縁から乾燥空間９内に延びており、ガイド筒６ｃの内周面と柱状構造物３０の外面との間には、若干の隙間が形成される。この構成によれば、排出部６ｂから排出される乾燥用気体が、柱状構造物３０の外面近傍を軸線方向に確実に通過すると共に、柱状構造物３０に径方向の気流が衝突するのをガイド筒６ｃによって確実に防止することができる。

供給部５ａを中心として、複数の排出部６ｂを周囲に対称に配置する場合、供給部５ａおよび排出部６ｂのそれぞれの配置は特に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、供給部５ａおよび排出部６ｂをいずれも千鳥状に配置することが可能であり、あるいは、図７に示すように、供給部５ａおよび排出部６ｂをいずれもマトリクス状に配置することが可能である。供給部５ａに対する排出部６ｂの上記の対称配置は、複数の供給部５ａの全てに適用する必要はなく、例えば、周縁部において適用されない供給部５ａが存在してもよい。

本実施形態の乾燥装置１は、バッチ式としているが、図８に示すように、連続式の構成であってもよい。図８に示す乾燥装置１は、柱状構造物３０が付着した成型ピン２１を複数の備える台板２０を、底板２の支持面２ａに整列配置し、プッシャー（図示せず）により矢示Ｂ方向に押圧して、乾燥空間９内を順次通過させるように構成されている。周壁４の搬送方向両側には、矢示方向に上下動可能なシャッター４ａ，４ａが設けられており、両方のシャッター４ａ，４ａを開けた状態で台板２０を乾燥空間９内に収容した後、シャッター４ａ，４ａを閉じることにより、図１に示す乾燥装置１と同様に、柱状構造物３０の乾燥を行うことができる。なお、図８において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付している。

図８に示す乾燥装置１についても、図１に示す乾燥装置１と同様に、上記の各種変形例を適用することが可能である。例えば、図８に示す乾燥装置１に対して、図５に示すガイド筒６ｃを設ける場合には、ガイド筒６ｃを支持する第２の仕切板６を、天板３および第１の仕切板５と共に昇降可能に構成することができる。

上記各実施形態においては、供給部５ａおよび排出部６ｂがいずれも柱状構造物３０の上方に設けられているが、必ずしもこのような配置に限定されない。例えば、柱状構造物を支持面から吊下支持して、支持面の下方に配置された対向面に、供給部および排出部を設けてもよい。

柱状構造物３０は、本実施形態の硬質カプセルのように円筒状の場合には、乾燥後の肉厚が周方向に均一なものを製造できるため特に好ましい。但し、円筒状以外の筒状である場合や、中実の柱状である場合にも、柱状構造物３０全体の均一な乾燥が可能である。

また、図１に示す乾燥装置１の導入路７および排出路８を、図９に示すように互いに入れ替えることで、矢印で示す乾燥用気体の流れを、図１に示す乾燥用気体の流れと逆方向にすることもできる。図９において、図１と同様の機能を果たす構成部分には同一の符号を付している。

１ 乾燥装置
２ａ 支持面
３ 天板
４ 周壁部
５ａ 供給部（導入管）
６ａ 対向面
６ｂ 排出部
７ 導入路
７ａ 給気孔
８ 排出路
８ａ 排気孔
９ 乾燥空間
３０ 柱状構造物

Claims (7)

1. 支持面に対して起立状態で支持された柱状構造物を乾燥させる装置であって、
   前記支持面に向けて乾燥用気体を供給する供給部と、供給された乾燥用気体を排出する排出部とが、いずれも前記支持面に対向する対向面に設けられている柱状構造物の乾燥装置。
2. 前記供給部および排出部は、それぞれ複数設けられており、
   一の前記供給部の周囲に複数の前記排出部が対称に配置されている請求項１に記載の柱状構造物の乾燥装置。
3. 前記支持面と前記対向面との間に乾燥空間を画定する周壁部を更に備え、
   前記供給部および排出部は、前記乾燥空間において前記対向面にのみ設けられている請求項１または２に記載の柱状構造物の乾燥装置。
4. 前記排出部は、前記乾燥空間を排出路と連通しており、
   前記供給部は、前記排出路を横断して前記乾燥空間に臨む導入管を備える請求項３に記載の柱状構造物の乾燥装置。
5. 前記排出部は、前記柱状構造物の軸線上に配置されている請求項１から４のいずれかに記載の柱状構造物の乾燥装置。
6. 前記供給部は、前記柱状構造物の軸線上から外れた位置に配置されている請求項１から５のいずれかに記載の柱状構造物の乾燥装置。
7. 支持面に起立状態で支持された柱状構造物を乾燥させて製造する方法であって、
   前記支持面に対向する対向面に設けられた供給部から前記支持面に向けて乾燥用気体を供給する供給ステップと、
   前記対向面に設けられた排出部から乾燥用気体を排出する排出ステップとを備える柱状構造物の製造方法。

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