WO2003000397A1 - Dispositif de traitement de particules de poudre - Google Patents

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Susumu Natsuyama
Kouji Hasegawa
Noriyuki Morita
Hiroshi Matuura
Kazuo Ooishi
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Kabushiki Kaisha Powrex
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    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
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Definitions

  • the present invention relates to a powdery and granular material processing apparatus used for producing tablets, soft capsules, pellets, granules, fine granules, and the like of pharmaceuticals, agricultural chemicals, foods, and the like.
  • a coating apparatus equipped with a rotating drum is used to apply film coating, sugar coating, etc., to granular particles such as tablets and granules.
  • This type of coating apparatus is generally called a pan coating apparatus, and the rotating drum has a polygonal cylindrical or cylindrical body, and is arranged to be rotatable about an axis. Ventilation porous portions are provided on the entire circumference or at a plurality of locations around the body portion, and a ventilation jacket covers the outside of each ventilation porous portion to form a ventilation channel.
  • Each ventilation channel communicates with an air supply duct or an exhaust duct when it reaches a predetermined position with the rotation of the rotating drum, whereby a gas whose temperature is controlled to a predetermined temperature, for example, dry air, is supplied to the air supply duct. Then, the air is supplied into the rotating drum through the ventilation channel and the ventilation hole, and the dry air in the rotation drum is exhausted to the exhaust duct through the ventilation hole and the ventilation channel.
  • a gas whose temperature is controlled to a predetermined temperature for example, dry air
  • a rolling bed of granular material particles is formed in the rotating drum.
  • a spray solution such as a film agent solution is sprayed from the spray gun toward the rolling bed of the granular particles.
  • the base component in the spray liquid adheres to the surface of the granular particles to form a multi-layer.
  • the surface of the granular particles is appropriately moistened by the spray liquid, and the powder is dispersed. In some cases, a so-called powder addition method is adopted, in which the particle surface is coated.
  • the properties, quality, particle size distribution, etc. of the product particles vary greatly depending on the motion state of the raw material particles, the supply / exhaust conditions, the composition of the spray liquid, the spray conditions, and the like.
  • the spraying conditions of the spray liquid are optimal and uniform mist diameter according to the properties of the spray liquid (viscosity, spreadability, permeability, etc.) and the properties of the raw material particles (particle size, hygroscopicity, surface wettability, etc.).
  • Spray mist of spray liquid The setting is made with particular emphasis on the selection of the spray liquid, which is largely related to the spray liquid supply speed of the spray gun, the spray pressure of the atomizing air, and the air flow rate.
  • the solid component in the spray liquid gradually adheres and accumulates around the nozzle of the spray gun, and the growth thereof contaminates the spray gun, so that a stable spray state cannot be obtained. is there. Therefore, in order to reduce the contamination of the spray gun and maintain a stable spray state, use a HV LP type (High Volume Low Pressure) spray gun as the spray gun installed in the coating equipment.
  • HV LP type High Volume Low Pressure
  • the effects obtained by using the HVLP type spray gun are as follows. That is, the coating liquid is jetted at a low pressure, and the sprayed coating liquid is less likely to hit the workpiece and bounce off.
  • the mist scattered in the processing container is reduced. Furthermore, the linear velocity of the ejected air decreases, and the air entrainment near the nozzle is reduced. Therefore, nozzle contamination due to adhesion of the coating liquid is suppressed, and a stable spray state can be maintained for a long time.
  • the spray pressure of the atomized air usually the internal pressure of the spray gun cap
  • a certain ejection pressure is required.
  • the HVLP spray gun reduces the ejection pressure of the atomizing air while increasing the air flow, thereby covering the drop in the ejection pressure with the air flow and ensuring atomization of the spray liquid. ing.
  • the amount of air used during treatment increases, which leads to an increase in treatment cost and an increase in equipment size.
  • the spray distance (the distance between the spray gun outlet and the rolling bed surface of the granular particles) needs to be relatively large, and for that purpose
  • the so-called spray-dry phenomenon (a phenomenon in which the mist of the spray liquid dries without adhering to the particulate particles) easily occurs, which can lead to loss of the spray liquid, generation of dust, and an increase in processing time.
  • the large volume of air ejected from the spray gun lowers the temperature inside the rotating drum, causing processing time to decrease. As the air volume increases and the air volume increases, the size of the air equipment may need to be increased.
  • fluidized bed apparatuses are used for granulation or coating of fine particles such as fine particles and granules.
  • a fluidized bed apparatus uses a spray gun to form a fluidized bed of powder particles in a processing vessel by fluidizing air introduced from the bottom of the processing vessel, and then sprays a spray liquid (binding liquid, film agent liquid, etc.) from a spray gun. The mist is sprayed to perform granulation or coating treatment.
  • these types of fluidized bed apparatuses those that involve one or more of rolling, spouting, and stirring of granular particles are called composite fluidized bed apparatuses.
  • the spraying method includes a method of spraying the spray liquid downward from above the fluidized bed (top spray method), a method of spraying the spray liquid upward from the bottom of the processing vessel (bottom spoiler I), There is a method (tangential spray method) in which the spray liquid is sprayed tangentially from the side (closer to the bottom) of the processing vessel ⁇ .
  • FIG 7 illustrates an example of the structure of a composite fluidized bed apparatus with a B flow of granular particles (commonly known as a “Worster-type fluidized bed apparatus”).
  • a draft tube 5 ′ is installed at the center of a processing vessel 3 ′, and an upward flow (jet stream) is caused to the particulate particles by being put on an airflow rising in the tube 5 ′.
  • Coating is performed by spraying a spray solution such as a film agent solution or a chemical solution upward from the spray gun 6 ′ installed in the center of the bottom of the processing vessel 3 ′ toward the particulate particles in the draft tube 5 ′. (Bottom spray method).
  • a filter chamber 7 ′ is provided at the upper part of the processing vessel 3 ′, and the fluidized air introduced from the air supply duct 8 ′ into the processing vessel 3 ⁇ contributes to the flow and jet of the particulate particles. After that, it rises in the processing chamber 3 ′, enters the filter chamber 7 ′, and is further exhausted to the exhaust duct 10, through the filter system 9 installed in the filter chamber 7 ′. At this time, the fine powder particles mixed in the exhaust gas (eg, frayed powder of raw material powder and fine powder generated by drying and solidifying solid components in the spray liquid) are captured by the filter system 9 ′ and prevented from being discharged to the outside. You.
  • the spraying conditions of the spray liquid are optimal and uniform mist according to the properties of the spray liquid (viscosity, spreadability, permeability, etc.) and the properties of the raw material particles (particle size, hygroscopicity, surface wettability, etc.).
  • the setting is made mainly with the purpose of spraying a spray mist of a diameter, which is determined by the selection of the spray liquid, the supply rate of the spray liquid in the spray gun, the ejection pressure of the atomizing air, and the air flow rate. Involved.
  • a standard spray gun that atomizes the spray liquid with high-pressure, relatively large-volume atomized air (atomized air) is generally used as a spray gun.
  • the standard spray gun uses high-pressure and relatively large-volume atomizing air to atomize the spray liquid, the atomizing air has a high flow velocity when it reaches the particulate particles, and the atomizing air flow ( (Mist flow) There is a possibility that the granular particles may be crushed.
  • a fluidized bed apparatus using a bottom spray method there are cases where the particulate particles are blown up to the upper part of the processing vessel by the atomizing air flow and cannot return to the fluidized bed. There is a concern that these phenomena may lead to variations in product quality, broadening of product particle size distribution, and reduction in product yield.
  • the large amount of air used by the spray gun leads to an increase in processing costs and equipment size, and a large volume of air is blown from the spray gun, which lowers the temperature inside the processing vessel and reduces processing time. It may be necessary to increase the size of exhaust equipment such as filter systems due to the increase in exhaust air volume and the amount of exhaust air.
  • the above-mentioned HVLP type spray gun uses a larger volume of atomized air than the standard spray gun, so these tendencies are remarkable.
  • An object of the present invention is to suppress contamination of a spray gun due to adhesion of a spray liquid and to maintain a stable spray state. Another object of the present invention is to reduce the amount of air used, reduce the processing cost, and reduce the size of equipment while ensuring the atomization of one spray liquid by a spray gun. A further object of the present invention is to suppress a decrease in the temperature inside the processing container and an increase in the amount of exhaust air due to the air ejected from the spray gun, thereby enabling a reduction in processing time and a reduction in the size of exhaust equipment.
  • a further object of the present invention is to reduce a spray distance and prevent a so-called spray-dry phenomenon from occurring in a powdery or granular material processing apparatus provided with a rotating drum.
  • a further object of the present invention is to provide a powder processing apparatus equipped with a fluidized-bed container, which suppresses the crushing and blowing up of powder particles by the atomizing air flow from a spray gun, and homogenizes product quality.
  • the present invention is directed to spraying a mist of a spray liquid from a spray gun onto a granular material in a processing vessel.
  • a spray gun is used to spray the atomized air when the ejection pressure of the atomized air is 0.2 MPa or more, preferably 0.2 to 0.6 MPa.
  • the air flow rate was 10 to 18 ON 1 / min, preferably 10 to 120 N 1 min. Those having an air flow rate of the atomized air of 10 to 5 ON 1 / min are particularly suitable for use in experimental machines.
  • the present invention relates to a coating apparatus (so-called pan coating apparatus) for spraying a mist of a spray liquid from a spray gun onto particles of a rotating drum rotating about an axis to perform a coating treatment, or a fluidized bed container. It is suitable for a fluidized bed apparatus for forming a fluidized bed of powder particles and spraying a mist of a spray liquid from a spray gun to perform granulation or coating treatment.
  • the spray gun used in the present invention has a higher ejection pressure of the atomized air (medium pressure or high pressure) and a smaller air flow rate (low capacity) as compared with the so-called HVLP type spray gun. Also, compared to a standard spray gun, the ejection pressure of the atomizing air is slightly lower (medium pressure) or comparable or slightly higher (high pressure), and the air flow rate is low (low capacity).
  • the spray gun used in the present invention converts the spray liquid into mist with atomized air of medium pressure or high pressure. Therefore, even if the air flow rate is reduced, the flow rate of the atomized air near the ejection port is large, and the spray liquid is mis- Can be sufficiently atomized. Also, since the flow velocity of the atomized air upon reaching the particulate particles is small, in a so-called hereo-coating device, the phenomenon that the mist of the spray liquid collides with the particulate particles and rebounds (rebound) is reduced. In this method, the pulverization and blowing-up phenomenon of the granular material particles due to the atomizing air flow from the spray gun are less likely to occur. further
  • the air flow rate is smaller than that of a standard spray gun or HVLP-type spray gun, the temperature inside the processing vessel and the increase in exhaust air volume are suppressed, and the spray distance in a so-called hereo-setting device is reduced. Can be shortened.
  • the spray gun may have a structure in which the atomizing air is ejected by a vortex. Thereby, the mist of the spray liquid can be further atomized.
  • the present invention When the present invention is applied to a fluidized bed apparatus, as a spraying method, a bottom spraying method in which a single solution is sprayed upward from the bottom of a processing vessel (fluidized bed vessel), or a tangential line from a side of the processing vessel. A remarkable effect is obtained when a tangential spray method of spraying a spray liquid in a direction is used.
  • the present invention includes, for example, the following two configurations. In the first configuration, a guide tube is provided at the lower part of the fluidized bed, and a large amount of fluidized air is introduced into this guide tube to form a spouted bed of granular particles, which is directed from below toward the fluidized particle group.
  • the spray liquid is sprayed upward (so-called "Worster complete fluidized bed apparatus").
  • a rotating fe disk is attached to the bottom of the processing vessel, for example, fluidized air is introduced from a gap between the rotating disk and the bottom wall surface of the processing vessel to form a fluidized bed, and the fluidized particles are formed.
  • a group is sprayed with a tangential spray liquid (a so-called “rolling fluidized bed device”).
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view conceptually showing the overall configuration of the coating apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotating drum.
  • FIG. 3 is a sectional view showing an example of the structure of the spray gun.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a main part of a fluidized bed apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of the gas dispersion plate.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a main part of a fluidized bed apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional perspective view showing a general structure example of a fluidized bed apparatus. Description of the preferred embodiment
  • FIG. 1 conceptually shows the entire configuration of the coating apparatus according to the first embodiment.
  • the rotating drum 1 is rotatably arranged around a horizontal axis X in a casing 2, and is rotationally driven in a predetermined direction or in a normal / reverse direction by a rotation driving device 3 housed in the casing 2.
  • a rotation driving device 3 housed in the casing 2.
  • the rotational power of a drive motor is reduced by a speed reducer and is input to a hollow drive shaft 4 via a chain 3a and a sprocket 3b.
  • the rotating drum 1 has a polygonal cylindrical shape, for example, a regular octagonal cylindrical body portion 1a, and a polygonal pyramid shape extending in the front-rear direction from the body portion 1a. It has a wall 1b and a rear wall 1c. An opening 1b1 for the supply and discharge of granular products is provided in the center of the front end of the front wall 1b, and a first disk plate 5a is fixed in the center of the front end of the rear wall 1c. Is done. For example, nine through-holes are formed in the outer peripheral side of the first disk plate 5a at positions equidistantly arranged in a column.
  • each ventilation porous portion 1 a 1 each made of a perforated plate, and the outside of the ventilation porous portion 1 a 1 on each side is covered with a ventilation jacket 1 a 3.
  • Nine ventilation channels 1a2 are configured. One end of each ventilation channel 1a2 communicates with a through hole of the first disk plate 5a.
  • a cylindrical housing 10 is fixed to an inner wall of the casing 2 with bolts or the like.
  • the drive shaft 4 is inserted into the inner peripheral surface of the housing 10 and is rotatably supported with respect to the housing 10 by a rolling bearing or the like.
  • One end of the drive shaft 4 is fitted into a boss hole of the first disk plate 5a, and is connected by a bolt or the like.
  • a second disk plate 5b is slidably provided on the outer peripheral surface of the housing 10.
  • the second disk plate 5b is slid and driven by slide driving means, for example, an air cylinder 12.
  • the second disk plate 5 b (which does not rotate even when the rotary drum 1 rotates) is used for the first disk provided on the rotary drum 1.
  • the ventilation control mechanism 5 is configured in cooperation with the plate 5a (which rotates integrally with the rotating drum 1).
  • the second disk plate 5 b has a through hole communicating with the upper ventilation duct 6 and the lower through gas duct 7, with the rotation of the rotary drum 1, the ventilation Chiya tunnel 1 a 2 is the second disc
  • the ventilation channel 1 a 2 communicates with the upper ventilation duct 6 or the lower ventilation duct 7 via the ventilation control mechanism 5.
  • a gas whose temperature has been controlled to a predetermined temperature, for example, dry air is supplied from the upper ventilation duct 6 (or the lower ventilation duct 7) to the ventilation channel 1a2, and from the ventilation channel 1a2 to the ventilation porous section. Air is supplied into the rotating drum 1 through 1 a 1. Further, the dry air in the rotating drum 1 is exhausted to the lower ventilation duct 7 (or the upper ventilation duct 6) through the ventilation porous portion 1a1 and the ventilation channel 1a2.
  • the ventilation control mechanism 5 is moved to the first disk plate 5a with the first disk plate 5a. 2 Separated from the disk plate 5b, which facilitates validation inside the ventilation control mechanism 5, inside the ventilation channels 1a2, inside the upper ventilation duct 6 and the lower ventilation duct 7. And it is possible to do it reliably.
  • the air supply and exhaust to the rotating drum 1 are direct air supply (air supply from the upper ventilation duct 6 and exhaust air from the lower ventilation duct 7), and reverse air supply (air supply from the lower ventilation duct 7 and air supply from the upper air duct 7).
  • a center ventilation duct is provided at the center of the front of the rotating drum 1 (the side of the mouth ring 2a).
  • a configuration in which air is exhausted from the air supply and lower ventilation duct 7 may be used.
  • a so-called Banff hole agitating blade
  • One or a plurality of spray guns 20 are disposed inside the rotating drum 1, and as shown in FIG. 2, the spray guns 20 are directed toward the rolling bed S of the powder particles in the rotating drum 1.
  • Spraying liquid such as a film agent liquid is sprayed from the liquid.
  • the base component in the mist of the spray liquid adheres to the surface of the granular particles to form a multi-layered layer (film coating).
  • a so-called powder addition method is used in which the surface of the granular particles is brought into an appropriate wet state by a mist of a spray liquid, and the powder is spray-added to coat the particle surface.
  • the direction and height of the spray gun 20 are adjusted so that the spray distance h (the distance between the spray port of the spray gun 20 and the rolling bed S of the granular particles) becomes a desired value.
  • the spray pressure of the atomizing air is 0.2 MPa or more, preferably 0.2 to 0.6 MPa, and the air flow rate of the atomizing air is 10 to 180 Nl Zmin.
  • the atomization nozzle includes a nozzle body 21 and a core-shaped liquid passage member 22 inserted into the nozzle body 21.
  • the nozzle body 21 has a gas inlet 23 for introducing gas (atomized air) and a gas outlet 24 for ejecting the gas introduced from the gas inlet 23 to the outside to atomize the liquid by external mixing.
  • the liquid passage member 22 has a liquid passage tube 25 through which the liquid sent into the nozzle passes, and a liquid jet opening at an end of the liquid passage tube 25 and arranged so as to face the gas jet port 24.
  • the gas (atomized air) that has risen in the gas passage 27 is converted into a vortex gas T by the vortex strengthening unit W mainly composed of the vortex formation groove 28, and is ejected from the gas outlet 24.
  • the liquid discharged from the liquid ejection port 26 is in contact with the swirling gas T, is misted, and is sprayed as fine mist Rm.
  • Nozzles (spray guns) with the above configuration are commercially available from Atmax Co., Ltd. under the trade name of "Atomex Nozzles".
  • AM type, AMC type, AMH type, BN type, BNC type, BNH type, CN type There are various models such as CNP type.
  • CNP type For example, “AMC 12 B” (outlet diameter 1.2 mm), “AM45 S” (outlet diameter 1.5 mm), “BN 90 S” (outlet diameter 2.0 mm) mm), “BN160S” (outlet diameter 2.0 mm), etc. can be used.
  • the spray pressure of the atomizing air should be 0.3 to 0.6 MPa (high pressure) and the air flow rate should be 10 to 180 N1 / min (low capacity).
  • LVMP Low Volume Medium Pressure gas
  • Ransburg Industrie Co., Ltd. (Devilbiss).
  • J outlet diameter 0.7 mm, 1.1 mm 1.6 mm
  • T-AGHV-5805-DFX outlet diameter 1.1 mm
  • the spray pressure of the atomizing air should be 0.2-0.3MPa (medium pressure) and the air flow should be 10-18 ON lZin (low capacity).
  • This spray gun blows out atomized air in a normal flow (a flow that is not a vortex), and also blows out air for pattern adjustment.
  • the spray gun 20 atomizes the spray liquid with atomized air of medium pressure or high pressure, even if the air flow rate is small, the flow velocity of the atomized air near the jet port is large and the mist of the spray liquid is sufficiently reduced. It is possible to atomize. In addition, since the flow rate of the atomized air when reaching the particulate particles is small, the phenomenon that the mist of the spray liquid collides with the particulate particles and rebounds (rebound) is reduced. Furthermore, compared with the case of using a standard spray gun or an HVL P type spray gun, the air flow rate is small, so that the spray distance h can be shortened, and the temperature inside the rotary drum 1 decreases and the exhaust air volume increases. Can be suppressed.
  • the spray liquid was sprayed using the various spray guns shown in Table 1 below, and the mist diameter of the spray liquid mist at a position 250 mm away from the spray gun outlet was measured.
  • the spray guns of Examples NO 1 and NO 2 are the above-mentioned “Atomax nozzle” (described as “LVHP gun”), and the spray guns of Examples NO 3 and NO 4 are the above-mentioned “: LVMP gun”.
  • the spray guns of Comparative Example NO5 and NO6 are standard spray guns (denoted as "HVHP") manufactured by Devilbiss, and the spray gun of Comparative Example NO7 is HVLP gun manufactured by Devilbiss. The same spray liquid was used for each spray gun.
  • the spray liquid is atomized by a spray gun with a jet pressure of atomizing air of 0.2 MPa or more and an air flow rate of 10 to 180 N1 / min, so that atomization of the spray liquid by the spray gun is ensured.
  • the amount of air used can be reduced to reduce processing costs and downsize equipment.
  • the spray gun By making the spray gun a structure in which the atomizing air is ejected by a vortex, the mist of the spray liquid can be further atomized.
  • FIG. 4 shows a main part of a fluidized bed apparatus according to the second embodiment (a so-called Wurster type fluidized bed apparatus).
  • the processing vessel (fluidized bed vessel) 33 has, for example, a cylindrical shape in the upper part and a conical cylinder in the lower part (the upper part may be a conical cylinder, and the lower part may be cylindrical).
  • a filter chamber (not shown) (see FIG. 7, filter chamber 7 ′) is provided in the space, and a gas dispersion plate 34 made of a perforated plate such as punched metal is provided at the bottom thereof.
  • a wire mesh or the like is attached to the upper surface of the gas dispersion plate 34 (illustration is omitted), and care is taken so that the particles in the processing container 33 do not fall from the opening of the gas dispersion plate 34.
  • a draft tube (guide tube) 35 is installed at a predetermined distance from the gas dispersion plate 34, and a spray gun 36 is installed upward through the center of the gas dispersion plate 34.
  • the gas dispersion plate 34 has a through hole 34a for passing the spray gun 36 at the center, and a hole ratio (the total area of the area) on the outer periphery of the through hole 34a.
  • the central area 34b has a large area ratio (percentage of the total area of the holes occupied), and a peripheral area 34c having a small porosity is provided around the central area 34b.
  • the outer diameter of the through hole 34a is D1
  • the tang diameter of the central area 34b is D2
  • the outer diameter of the peripheral area 34c is D3.
  • the porosity of the central region 34b is, for example, 16 to 55%
  • the porosity of the peripheral region 34c is, for example, 1.5 to 16%.
  • the draft tube 35 has a cylindrical portion 35a in an upper portion, and a conical cylindrical lower end opening 35b expanded in a lower portion in a lower portion.
  • the diameter of the cylindrical portion 35a is D4, and the maximum diameter of the lower end opening 35b (the diameter of the opening 35b1) is D5.
  • the draft tube 35 is attached to the processing container 33 by an attachment member (not shown) or the like, and a lower end opening 35b faces a central region 34b of the gas dispersion plate 34 at a predetermined distance.
  • the draft tube 35 is provided so that the distance between the lower end opening 35b and the gas dispersion plate 34 can be freely adjusted according to processing conditions and the like.
  • Fluidized air is introduced into the processing vessel 33 from the bottom through the gas dispersion plate 34.
  • fluidized air is supplied to the central region 34b and the peripheral region 34c of the gas dispersion plate 34 from independent supply paths 37, 38, respectively.
  • Air supply conditions such as air volume are controlled independently for each of the air supply paths 37, 38.
  • the air supply routes 37 and 38 may be a common route.
  • Fluidized air supplied from the air supply path 37 is blown out from the central area 34b of the gas dispersion plate 34, and flows into the draft tube 35 from the opening 35b1 at the lower end opening 35b. As a result, an updraft is generated in the tube 35. A large amount of fluidizing air flowing into the draft tube 35 produces an ejector effect, and the particles in the peripheral portion are drawn into the tube 35 from the opening 35 b 1 of the lower end opening 35 b. Then, a spouted bed is formed on the rising airflow in the tube 35. On the other hand, the fluidized air supplied from the air supply path 38 is blown out from the peripheral area 34 c of the gas dispersion plate 34, but the peripheral area 34 c has a small porosity.
  • the flow velocity of the fluidized air ejected from 4c is smaller than that of the fluidized air ejected from the central region 34b. Therefore, the powder particles flowing out from the upper end opening of the draft tube 35 are processed. After ascending in the vessel 33 to some extent, it descends and reaches the vicinity of the gas distribution plate 34 through the space between the draft tube 35 and the wall surface of the processing vessel 33, and the effect of the ejector effect. Then, the powder particles are again drawn into the draft tube 35 from the opening 35 b 1 of the lower end opening 35 b. In this way, the flow and circulation of the granular material particles are performed in the processing vessel 33.
  • the gas ejection means 40 is provided on the outer periphery of the bottom of the processing vessel 33.
  • the gas ejection means 40 includes, for example, an outer ring 40a, an inner ring 40b, and an outer ring 40a.
  • Compressed air is supplied to the annular chamber 40 c formed between the ring 40 b and the annular slit 40 d formed below the inner ring 40 b and the chamber 40 c.
  • a pressure regulator (not shown) that adjusts the supply pressure of the compressed air
  • the compression supplied to the chamber 40c via the air supply pipe 40e Air is blown from the slit 40d to the bottom of the processing vessel 33, and the draft is drawn.
  • the agglomerated particles staying outside the drain tube 35 are dispersed to promote circulation into the draft tube 35.
  • the compressed air extracted from the slit 40d disperses the particles that have undergone secondary agglomeration, and more effectively prevents the generation of aggregates.
  • the supply of compressed air to the chamber 140c may be performed continuously, but may be performed intermittently using, for example, a timer and an electromagnetic valve.
  • Sri Tsu preparative 4 0 d is not limited to circular, may be those which are defined in the circumferential direction (the chamber one 4 0 c as well) D
  • the spray gun 36 sprays a single liquid (film solution, drug solution, etc.) upward from below toward the powder particles rising by the rising airflow (jet) in the draft tube 35.
  • the atomizing air has a jet pressure of atomizing air of 0.2 MPa or more, preferably 0.2 to 0.6 MPa, and an air flow rate of atomizing air of 10 to 180 N 1 / min, preferably. Is used at 10 to 120 N1 / min.
  • the base material component in the mist of the spray liquid sprayed from the spray gun 36 adheres to the surface of the granular particles to form a coating layer.
  • FIG. 6 shows a main part of a fluidized bed apparatus according to the third embodiment (so-called Wurster type fluidized bed apparatus).
  • the fluidized bed apparatus of this embodiment is different from the fluidized bed apparatus shown in FIG. 4 in that a guide tube 45 and a partition collar 46 are provided.
  • the guide tube 45 has the shape of a short conical tube that is reduced upward.
  • the lower end opening of the guide tube 45 has an inner diameter equal to (or substantially equal to) the outer diameter D 2 of the central area 34 b of the gas dispersion plate 34, and an appropriate means is provided on the upper surface of the gas dispersion plate 34.
  • Fixed at. The upper end opening of the guide tube 45 is located at a position facing the opening 35 b 1 of the lower end opening 35 b of the draft tube 35. Guide tu By arranging the tubes 45, fluidized air ejected from the central region 34b of the gas dispersion plate 34 is given a flow direction toward the lower end opening 35b of the draft tube 35.
  • the guide tube 45 may have a short conical cylindrical shape or a short cylindrical shape that expands upward. In addition, it is good to install so that the height dimension can be adjusted freely.
  • the partition collar 46 has, for example, a cylindrical shape, and is installed so as to surround the outer circumference of the sp I gun 36 at a predetermined interval.
  • the lower end opening of the partition collar 46 is fixed to the upper surface of the central region 34 b of the gas distribution plate 34 by an appropriate means.
  • the upper end opening of the partition collar 46 is at the same height as the tip (spout) of the spray gun 36, or at a certain position.
  • the air flow that rises along the gas passage 46 a prevents the high-speed flow of the atomizing air from crushing the particles in the area around the tip of the spray gun 36, and sufficiently atomizes the particles. Agglomeration (agglomeration) due to the contact of the spray liquid mist with the particles is prevented. In addition, since the tip of the spray gun 36 is always covered by the air flow rising along the gas passage 46a, the spray outlet of the spray gun 36 due to the adhesion of the particles is less likely to become dirty or clogged, and for a long time. A stable processing operation becomes possible.
  • the partition collar 46 is preferably installed so that the height dimension can be freely adjusted.In the second and third embodiments, the draft tube is formed in a cylindrical shape similar to that shown in FIG. May be.
  • the spray liquid is atomized by a spray gun with a jet pressure of atomizing air of 0.2 MPa or more and an air flow rate of 10 to 18 ON 1 / in. While ensuring atomization, the amount of air used can be reduced to reduce processing costs and downsize equipment.
  • the air flow rate is smaller, so that the temperature inside the processing vessel and the exhaust air volume are suppressed. As a result, the processing time can be reduced and the size of the exhaust equipment can be reduced.
  • the present invention provides, as a spray method, a bottom spray method in which a spray liquid is sprayed upward from the bottom of the processing container, or a tangential spray method in which a spray liquid is sprayed tangentially from the side of the processing container. This has a remarkable effect when using.

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Description

明細書 粉粒体処理装置 発明の背景
本発明は、 医薬品、 農薬、 食品等の錠剤、 ソフトカプセル、 ペレット、 顆粒、 細粒等を製造する際に用いられる粉粒体処理装置に関する。
例えば、 錠剤 ·顆粒等の粉粒体粒子にフィルムコーティングや糖衣コーティン グ等を施すために、 回転ドラムを備えたコーティング装置が使用されている。 こ の種のコーティング装置は、 一般にパンコーティング装置と呼ばれ、 回転ドラム は多角筒状または円筒状の胴体部を有し、 軸線回りに回転可能に配置される。 胴 体部の全周または周囲複数箇所には通気用多孔部が設けられ、 各通気用多孔部の 外側を通気ジャケットがそれぞれ覆って通気チャンネルが構成される。 各通気チ ヤンネルは、 回転ドラムの回転に伴って所定位置に来た時に給気ダクトまたは排 気ダク トと連通し、 これにより所定温度に温度制御された気体、 例えば乾燥空気 が給気ダク トから通気チャンネルおよび通気用多孔部を介して回転ドラム内に 給気され、 また、 回転ドラム内の乾燥空気が通気用多孔部および通気チャンネル を介して排気ダクトに排気される。
回転ドラムが所定方向に回転すると、 回転ドラム内に粉粒体粒子の転動床が形 成される。 そして、 粉粒体粒子の転動床に向けてスプレーガンから膜剤液等の^ プレー液が嘖霧される。 これにより、 粉粒体粒子の表面にスプレー液中の基材成 分が付着して被複層が形成される (スプレー液により粉粒体粒子の表面を適当な 湿潤状態にし、 粉末を散布添加して粒子表面の被覆を行なう、 いわゆる粉末添加 方式が採られることもある。 ) 。
この種のコーティング装置では、 原料粒子の運動状態、 給排気条件、 スプレー 液の成分や噴霧条件等によって、 製品粒子の性状、 品質、 粒度分布等に大きな違 いが生じることが知られている。 そのうち、 スプレー液の噴霧条件は、 スプレー 液の性質 (粘性、 展延性、 浸透性等) や原料粒子の性質 (粒子径、 吸湿性、 表面 濡れ性等) などに応じて最適かつ均一なミスト径のスプレー液ミストを噴霧する ことに主眼を置いて設定され、 これは、 スプレー液の選択と、 スプレーガンにお けるスプレー液の給液速度、 噴霧化空気の噴出圧力、 空気流量と大きく関係して いる。
ところで、 上記のようなコーティング装置では、 スプレーガンの噴出口周辺に スプレー液中の固形成分が徐々に付着堆積し、 その成長によりスプレーガンが汚 染されて安定した噴霧状態が得られない場合がある。 そこで、 スプレーガンの汚 染を減少させ、 安定した噴霧状態を維持するために、 コーティング装置に装備さ れるスプレーガンとして、 HV L P型(High Volume Low Pressure:大容量低圧力 )スプレーガンを用いることが特開 2 0 0 0 - 1 4 0 7 0 9号で提案されている。 同号公報の記載によれば、 HV L P型スプレーガンを用いたことにより得られる 効果は次のようなものである。 すなわち、 コーティング液が低圧で噴出され、 噴 霧されたコーティング液が被処理物に当たって跳ね返ることが少なくなる。 また 、 処理容器中に飛散するミストも少なくなる。 さらに、 噴出エアの線速小さくな りノズル付近におけるエアの卷き込みが緩和される。 従って、 コーティング液の 付着によるノズル汚染が抑制され、 安定したスプレー状態を長時間維持できる。 一般に、 噴霧化空気 (アトマイズエアー) を用いてスプレー液を噴霧するスプ レーガンでは、 噴霧化空気の噴出圧力 (通常はスプレーガンのキャップ内圧) は スプレ一液の微粒化と関係するため、適切な噴霧状態を得るためにはある程度の 噴出圧力が必要である。 この点に関し、 H V L P型スプレーガンは、 噴霧化空気 の噴出圧力を低くする一方、 空気流量を多くすることで、 噴出圧力の低下分を空 気流量でカバーしてスプレー液の微粒化を確保している。 そのために、 処理時の 使用空気量が多くなり、 処理コストの増大や設備の大型化につながるという問題 点がある。
また、 スプレーガンから大容量の空気が噴出されるので、 スプレー距離 (スプ レーガンの噴出口と粉粒体粒子の転動床表面との問の距離) を比較的大きくする 必要があり、 そのために、 いわゆるスプレードライ現象 (スプレー液のミス トが 粉粒体粒子に付着せずに乾燥して粉塵化する現象) が生じ易く、 スプレー液の損 失、 粉塵の発生、 処理時間の増大につながる可能性がある。 また、 スプレーガン から噴出される大容量の空気によって、 回転ドラム内の温度が低下し、 処理時間 の増大をきたしたり、 また棑気風量の増大によって、 気設備の大型化が必要に なる可能性もある。
一方、 細粒や顆粒等の粉粒体粒子の造粒又はコーティング処理に流動層装置が 使用されている。 流動層装置は、 一般に、 処理容器の底部から導入した流動化空 気によって、 処理容器内に粉粒体粒子の流動層を形成しつつ、 スプレーガンから スプレー液 (結合液、 膜剤液等) のミストを噴霧して造粒又はコーティング処理 を行うものである。 この種の流動層装置の中で、 粉粒体粒子の転動、 噴流、 及び 攪拌の 1種以上を伴うものは複合型流動層装置と呼ばれている。 また、 スプレー 方式としては、 流動層の上方から下方向にスプレー液を噴霧する方式 (トップス プレー方式) 、 処理容器の底部から上方向にスプレー液を噴霧する方式 (ボトム スプ I ^一方式) 、 処理容^^の側部 (底部に近い側) から接線方向にスプレー液を 噴霧する方式 (タンジェンシャルスプレー方式) がある。
図 7は、 粉粒体粒子の B 流を伴う複合型流動層装置の一構造例 (通称 「ワース ター式流動層装置」 ) を例示している。 この流動層装置は、 処理容器 3 ' の中央 部にドラフトチューブ 5 ' を設置し、 該チューブ 5 ' 内を上昇する気流に乗せて 粉粒体粒子に上向きの流れ (噴流) を起こさせると共に、 処理容器 3 ' の底部中 央に設置したスプレーガン 6 ' からドラフトチューブ 5 ' 内の粉粒体粒子に向け て上向きに膜剤液、 薬剤液等のスプレー液を嘖霧してコーティング処理を行うも のである (ボトムスプレー方式) 。
処理容器 3 ' の上部にはフィルタ一室 7 ' が設けられており、 給気ダクト 8 ' から処理容器 3 ' 內に導入された流動化空気は、 粉粒体粒子の流動及び噴流に寄 与した後、 処理室 3 ' 内を上昇してフィルタ一室 7 ' に入り、 さらにフィルター 室 7 ' に設置されたフィルターシステム 9, を通って排気ダクト 1 0, に排気さ れる。 その際、 排気中に混じった微粉粒子 (原料粉末の摩損粉やスプレー液中の 固形成分が乾燥固化して生成された微粉等) はフィルターシステム 9 ' によって 捕獲され、 外部への排出が防止される。
この種の流動層装置によれば、 コーティングゾーンに大量の粉粒体粒子を高速 で送り込むことができるので、 いわゆるスプレードライ現象 (スプレー液のミス トが粉粒体粒子に付着せずに乾燥して粉塵化する現象) や粒子同士の二次凝集が 起こりにくく、 微粒子に対して収率の良いコーティング処理が可能である。
この種の流動層装置においても、 原料粒子の運動状態、 給排気条件、 スプレー 液の成分や噴霧条件等によって、 製品粒子の性状、 品質、 粒度分布等に大きな違 いが生じることが知られている。 そのうち、 スプレー液'の噴霧条件は、 スプレー 液の性質 (粘性、 展延性、 浸透性等) や原料粒子の性質 (粒子径、 吸湿性、 表面 濡れ性等) などに応じて最適かつ均一なミスト径のスプレー液ミストを嘖霧する ことに主眼を置いて設定され、 これは、 スプレー液の選択と、 スプレーガンにお けるスプレー液の給液速度、 噴霧化空気の噴出圧力、 空気流量と大きく関係して いる。
この種の流動層装置において、 スプレーガンとして、 高圧かつ比較的大容量の 噴霧化空気 (アトマイズエアー) でスプレー液をミスト化する標準スプレーガン が一般に使用されている。 しかしながら、 標準スプレーガンは、 スプレー液のミ スト化に高圧かつ比較的大容量の噴霧化空気を用いるため、 粉粒体粒子に達した 時の噴霧化空気の流速が大きく、 噴霧化空気流 (ミス ト流) よって粉粒体粒子が 粉砕されてしまう可能性がある。 また、 ボトムスプレー方式を用いる流動層装置 では、 粉粒体粒子が喷霧化空気流によって処理容器の上方部まで吹き上げられて 、 流動層に戻ることができなくなる場合がある。 そして、 これらの現象により、 製品品質のばらつき、 製品粒度分布のブロード化、 製品収率の低下につながるこ とが懸念される。
また、 スプレーガンの使用空気量が多いので、 処理コストの増大や設備の大型 化につながり、 さらに、 スプレーガンから大容量の空気が噴出されるので、 処理 容器内の温度が低下して処理時間の増大をきたしたり、 また排気風量の増大によ つて、 フィルターシステム等の排気設備の大型化が必要になる可能性もある。 特 に、 上述した H V L P型スプレーガンは標準スプレーガンよりも大容量の噴霧化 空気を用いるので、 これらの傾向が顕著である。 発明の要約
本発明の目的は、 スプレー液の付着によるスプレーガンの汚染を抑制し、 安定 した噴霧状態を維持することである。 本発明の他の目的は、 スプレーガンによるスプレ一液の微粒化を確保しつつ、 使用空気量を少なくして、 処理コストの低減や設備の小型化を図ることである。 本発明の更なる目的は、 スプレーガンからの噴出空気による、 処理容器内の温 度低下、 排気風量の増大を抑制し、 処理時間の短縮、 排気設備の小型化を可能に することである。
本発明の更なる目的は、 回転ドラムを備えた粉粒体処理装置において、 スプレ 一距離を短縮し、 いわゆるスプレードライ現象の発生を防止することである。 本発明の更なる目的は、 流動層容器を備えた粉粒体処理装置において、 スプレ —ガンからの噴霧化空気流による粉粒体粒子の粉砕や吹き上げ現象を抑制し、 製 品品質の均質化、 製品粒度分布のシャープ化、 製品収率の向上を図ることである 上記目的を達成するため、 本発明は、 処理容器内の粉粒体粒子にスプレーガン からスプレー液のミストを噴霧して造粒又はコーティング処理を行う粉粒体処 理装置において、 スプ ^ ガンを、 噴霧化空気の噴出圧力が 0 . 2 M P a以上、 好ましくは 0 . 2〜0 . 6 M P aで、 噴霧化空気の空気流量が 1 0〜 1 8 O N 1 /m i n、 好ましくは 1 0 ~ 1 2 0 N 1 m i nのものとした。 噴霧化空気の空 気流量が 1 0〜5 O N 1 /m i nのものは、 特に実験機用途に好適である。
本発明は、 特に、 軸線回りに回転する回転ドラムの粉粒体粒子にスプレーガン からスプレー液のミストを噴霧してコーティング処理を行うコーティング装置 (いわゆるパンコーティング装置) 、 あるいは、 流動層容器内に粉粒体粒子の流 動層を形成しつつ、 スプレーガンからスプレー液のミストを嘖霧して造粒又はコ 一ティング処理を行う流動層装置に好適である。
本発明で使用するスプレーガンは、 いわゆる H V L P型スプレーガンと比較し て、 噴霧化空気の噴出圧力が高く (中圧又は高圧) 、 空気流量が小さい (低容量 ) 。 また、 標準のスプレーガンと比較して、 噴霧化空気の噴出圧力がやや低く ( 中圧) 、 又は、 同程度かやや高く (高圧) 、 空気流量が小さい (低容量) 。
本発明で使用するスプレーガンは、 スプレー液を中圧又は高圧の噴霧化空気で ミスト化するので、 空気流量を小さく しても、 噴出口近傍における噴霧化空気の 流速が大きく、 スプレー液のミス トを十分に微粒化することが可能である。 また 、 粉粒体粒子に到達した時の噴霧化空気の流速が小さいので、 いわゆるバンコ一 ティング装置においては、 スプレー液のミストが粉粒体粒子に当たって跳ね返る 現象 (リバウンド) が少なくなり、 流動層装置においては、 スプレーガンからの 噴霧化空気流による粉粒体粒子の粉砕や吹き上げ現象が生じにく くなる。 さらに
、 標準のスプレーガンや H V L P型スプ ^一ガンに比べて、 空気流量が小さいの で、 処理容器内の温度低下、 排気風量の増大も抑制され、 また、 いわゆるバンコ 一ティング装置においては、 スプレー距離を短くすることができる。
上記構成において、 スプレーガンは、 噴霧化空気を渦流で噴出する構造のもめ とすることができる。 これにより、 スプレー液のミス トをより微粒化することが できる。
本発明を流動層装置に適用する場合、 スプレー方式として、 処理容器 (流動層 容器) の底部から上方向にスプ I ^一液を噴霧するボトムスプレー方式、 又は、 処 理容器の側部から接線方向にスプレー液を噴霧するタンジェンシャルスプレー 方式を用いる場合に顕著な効果を奏する。 この発明には、 例えば次の 2つの構成 が含まれる。 第 1の構成は、 流動層下部に案内管を設け、 この案内管に大量の流 動化空気を導入して粉粒体粒子の噴流層を形成し、 流動化粒子群に向けて下方か ら上方に向けてスプレー液を噴霧するものである (いわゆる 「ワースタ一式流動 層装置」 ) 。 第 2の構成は、 処理容器の底部に回 feディスクを付設し、 例えば回 転ディスクと処理容器の底部壁面との間の隙間から流動化空気を導入して流動 層を形成し、 流動化粒子群に接線方向スプレー液を噴霧するものである (いわゆ る 「転動流動層装置」 ) 。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1の実施例に係るコーティング装置の全体構成を概念的に示す縦断 面図である。
図 2は、 回転ドラムの横断面図である。
図 3は、 スプレーガンの一構造例を示す断面図である。
図 4は、 第 2の実施例に係る流動層装置の主要部を示す部分断面図である。 図 5は、 気体分散板の平面図である。 図 6は、 第 3の実施例に係る流動層装置の主要部を示す部分断面図である。 図 7は、 流動層装置の一般的な構造例を示す断面斜視図である。 好ましい実施例の記述
以下、 本発明の実施例について説明する。
図 1は、 第 1の実施例に係るコーティング装置の全体構成を概念的に示してい る。 回転ドラム 1はケーシング 2内に水平軸 X回りに回転自在に配置され、 ケー シング 2内に収容された回転駆動装置 3によって所定方向又は正逆方向に回転 駆動される。 回転駆動装置 3において、 例えば駆動モータの回転動力は減速機に よって減速され、 チェーン 3 a、 スプロケット 3 bを介して中空状の駆動軸 4に 入力される。
図 1及び図 2に示すように、 この実施例において、 回転ドラム 1は多角筒状、 例えば正 9角筒状の胴体部 1 aと、 胴体部 1 aから前後方向に延びる多角錐状の 前壁部 1 bおよび後壁部 1 cを有する。 前壁部 1 bの先端中心部には粉粒体製品 の供給 .排出用の開口部 1 b 1が設けられ、 後壁部 1 cの先端中心部には第 1デ イスクプレート 5 aが固定される。 第 1ディスクプレート 5 aの外周側には、 例 えば 9つの貫通穴が円柱等配位置に貫通形成される。 また、 胴体部 l aの各辺に はそれぞれ多孔板からなる通気用多孔部 1 a 1が設けられ、 各辺の通気用多孔部 1 a 1の外側をそれぞれ通気ジャケット 1 a 3が覆って、 例えば 9つの通気チヤ ンネル 1 a 2が構成される。 各通気チャンネル 1 a 2の一端は、 それぞれ第 1デ イスクプレート 5 aの貫通穴と連通する。
ケーシング 2の中壁に、 円筒状のハウジング 1 0がボルト等による固定される 。 駆動軸 4はハウジング 1 0の内周面に挿入され、 転がり軸受等でハウジング 1 0に対して回転自在に支持される。 駆動軸 4の一端部は第 1ディスクプレート 5 aのボス穴に嵌合され、 ボルト等によって結合される。
ハウジング 1 0の外周面には、 第 2ディスクプレート 5 bがスライド自在に外 揷される。 第 2ディスクプレート 5 bは、 スライ ド駆動手段、 例えばエアーシリ ンダ 1 2によってスライド駆動される。 この第 2ディスクプレート 5 b (回転ド ラム 1の回転時にも回転しない。 ) は、 回転ドラム 1に設けられた第 1ディスク プレート 5 a (回転ドラム 1と一体に回転する。 ) と協働して通気制御機構 5を 構成する。 すなわち、 第2ディスクプレート 5 bは上部通気用ダク ト 6と下部通 気用ダクト 7に連通する貫通穴を有し、 回転ドラム 1の回転に伴って、 通気チヤ ンネル 1 a 2が第 2ディスクプレート 5 bの貫通穴の形成位置に来た時に、 その 通気チャンネル 1 a 2が通気制御機構 5を介して上部通気用ダク ト 6または下 部通気用ダク ト 7と連通する。 そして、 所定温度に温度制御された気体、 例えば 乾燥空気が上部通気用ダク ト 6 (又は下部通気用ダク ト 7 ) から通気チャンネル 1 a 2に供給され、 通気チャンネル 1 a 2から通気用多孔部 1 a 1を通って回転 ドラム 1内に給気される。 また、 回転ドラム 1内の乾燥空気が通気用多孔部 1 a 1および通気チャンネル 1 a 2を介して下部通気用ダク ト 7 (又は上部通気用ダ クト 6 ) に排気される。
尚、 洗净後のバリデーシヨン時に、 エアーシリンダ 1 2を作動させて、 第 2デ イスクプレート 5 bを図 1における右側にスライド移動させると、 通気制御機構 5が第 1ディスクプレート 5 a と第 2ディスクプレート 5 bとの間で分離され るので、 通気制御機構 5の内部、 通気チャンネル 1 a 2の内部、 上部通気用ダク ト 6および下部通気用ダク ト 7の内部のバリデ一ションを容易かつ確実に行な うことが可能となる。 また、 回転ドラム 1に対する給排気は、 ダイレク ト給気 ( 上部通気用ダク ト 6から給気、 下部通気用ダク ト 7から排気) 、 リバース給気 ( 下部通気用ダク ト 7から給気、 上部通気用ダク ト 6から排気) の他、 センター給 気、 すなわち回転ドラム 1の前部 (マウスリング 2 aの側) の中心部にセンター 通気用ダク トを配設し、 センター通気用ダク トから給気、 下部通気用ダクト 7か ら排気を行なう構成としても良い。 また、 胴体部 1 aの通気用多孔部 1 a 1に、 いわゆるバンフノレ (攪拌翼) を配設しても良い。
回転ドラム 1の内部には一又は複数のスプレーガン 2 0が配設され、 図 2に示 すように、 回転ドラム 1内の粉粒体粒子の転動床 Sに向けて、 スプレーガン 2 0 から膜剤液等のスプレ^"液が噴霧される。 これにより、 粉粒体粒子の表面にスプ レー液のミスト中の基材成分が付着して被複層が形成される (フィルムコーティ ング) 。 あるいは、 スプレー液のミストにより粉粒体粒子の表面を適当な湿潤状 態にし、 粉末を散布添加して粒子表面の被覆を行なう、 いわゆる粉末添加方式が 採られることもある。
スプレーガン 2 0は、 スプレー距離 h (スプレーガン 20の噴出口と粉粒体粒 子の転動床 Sとの間の距離) が所望値になるように、 その向き及び高さが調整さ れ、 噴霧化空気の噴出圧力が 0. 2MP a以上、 好ましくは 0. 2〜0· 6MP a、 噴霧化空気の空気流量が 1 0〜1 80N l Zm i nで使用される。
上記スプレーガン 20として、 例えば図 3に示すような 「微粒化ノズル」 を用 いることができる。 この微粒化ノズルは、 ノズルボディ 2 1と、 ノズルボディ 2 1の内部に挿着された中子状の液体通路部材 2 2とで構成される。 ノズルボディ 21は、 気体 (嘖霧化空気) を導入する気体導入口 23と、 気体導入口 2 3から 導入された気体を外部に噴出させて、 外部混合により液体を微粒化する気体噴出 口 24とを備えている。 液体通路部材 2 2は、 ノズル内部に送り込まれてきた液 体を通過させる液体通路管 2 5と、 液体通路管 2 5の先端に開口し、 気体噴出口 24に臨むように配置される液体噴出口 26とを備え、 ノズルボディ 2 1の内側 に気体導入口 2 3及び気体噴出口 24と連通する気体通路 2 7を形成すると共 に、 気体を渦流化するためのスパイラル状の渦流形成溝 28を備えている。 気体 通路 2 7を上昇してきた気体 (噴霧化空気) は、 渦流形成溝 28を主体とする渦 流努生部 Wによって渦流気体 Tに変換され、 気体噴出口 24から噴出される。 一 方、 液体噴出口 2 6から吐出される液体は、 渦流気体 Tと接触してミス ト化され 、 微粒ミスト Rmとなって噴霧される。
上記構成のノズル (スプレーガン) は、 (株) アトマックスより 「アトマック スノズル」 の商品名で市販されており、 AM型、 AMC型、 AMH型、 BN型、 BNC型、 BNH型、 CN型、 C N P型等の各種型式があり、 例えば、 「AMC 1 2 B」 (噴出口径 1. 2 mm) 、 「AM45 S」 (噴出口径 1. 5 mm) 、 「 BN 90 S」 (噴出口径 2. 0 mm) 、 「BN 1 60 S」 (噴出口径 2. 0 mm ) 等を使用することができる。 この場合、 噴霧化空気の噴出圧力を 0. 3〜0. 6 MP a (高圧) 、 空気流量を 1 0〜 1 80 N 1 /m i n (低容量) にして使用 する。
あるいは、 スプレーガン 20として、 ランズバーグ 'インダストリ一 (株) ( デビルビス) より市販されている 「: LVMP (Low Volume Medium Pressure) ガ ン J (噴出口径 0. 7mm、 1. 1 mm 1. 6 mm) を使用することができ、 例えば 「T一 AGHV— 5805— DFX」 (噴出口径 1. 1mm) 等を使用す ることができる。 この場合、 噴霧化空気の噴出圧力を 0. 2〜0. 3MP a (中 圧) 、 空気流量を 10〜1 8 ON lZi i n (低容量) にして使用する。 尚、 こ のスプレーガンは、 噴霧化空気を通常の流れ (渦流ではない流れ) で噴出し、 ま た、 パターン調整用空気も噴出するものである。
スプレーガン 20は、 スプレー液を中圧又は高圧の噴霧化空気でミスト化する ので、 空気流量を小さく しても、 噴出口近傍における噴霧化空気の流速が大きく 、 スプレー液のミス トを十分に微粒化することが可能である。 また、 粉粒体粒子 に到達した時の噴霧化空気の流速が小さいので、 スプレー液のミストが粉粒体粒 子に当たって跳ね返る現象 (リバウンド) が少なくなる。 さらに、 標準スプレー ガンや HVL P型スプレーガンを使用する場合に比べて、 空気流量が小さいので 、 スプレー距離 hを短くすることができ、 また、 回転ドラム 1内の温度低下、 排 気風量の増大を抑制することができる。
下表 1に示す各種のスプレーガンを用いてスプレー液を噴霧し、 スプレーガン の噴出口から 2 50 mm離れた位置におけるスプレー液ミス トのミスト径を計 測した。 実施例 NO 1及び NO 2のスプレーガンは上述した 「アトマックスノズ ル」 ( 「LVHPガン」 と表記) 、 実施例 NO 3及び NO 4のスプレーガンは上 述した 「: LVMPガン」 である。 比較例 NO 5及び NO 6のスプレーガンは、 デ ビルビス製の標準スプレーガン ( 「HVHP」 と表記) 、 比較例 NO 7のスプレ 一ガンは、 デビルビス製の HVL Pガンである。 尚、 スプレー液は、 各スプレー ガンとも同じものを使用した。
NO スプレーガ スプレ—液 噴霧化空気 噴霧化空気 パターン ミス ト径 (中 ン型式 流 a 空気流量 噴出圧力 広がり 心部 D 5 0 )
( g /min) ( L/rain) (M a) (mm) (μ m)
1 LVHP 1 00 8 0 0. 2 φ 1 1 0 1 3 B 90 S
2 L VHP 200 1 20 0. 5 φ 80 1 6 BM90 S
3 L VMP 1 00 1 50 0. 3 6 ψ 220 10
T - A G H 楕円
V- 5 8
4 L VMP 200 1 50 0. 36 230 1 2
T - A G H 楕円
V- 58
5 HVHP 1 0 0 2 50 0. 4 φ 1 80 1 1 T-AGB 楕円
6 HVHP 200 250 0. 4 φ 260 1 5 T-AGB 楕円
7 HVL P 200 400 0. 1 4 φ 2 70 1 4 T一 A G H 楕円
V- 5 6 計測位置:噴出口から 2 50mm 表 1に示す計測結果から、 実施例 N01〜N04のスプレーガンは、 比較例 N O 5〜 N O 6の標準スプレーガンおよび比較例 N 07の HVLPガンと比較し て、 少量量の噴霧化空気量で、 同程度のミスト径のスプレー液ミストを噴霧でき ることが確認された。
第 1の実施例によれば、 以下の効果が得られる。
(1) スプレー液を噴霧化空気の噴出圧力 0. 2MP a以上、 空気流量 1 0〜 180 N 1 /m i nのスプレーガンでミス ト化するので、 スプレーガンによるス プレー液の微粒化を確保しつつ、 使用空気量を少なく して、 処理コストの低減や 設備の小型化を図ることができる。
(2) 粉粒体粒子に到達した時の噴霧化空気の流速が小さいので、 スプレ^"液 のミス トが粉粒体粒子に当たって跳ね返る現象 (リバウンド) が少なくなる。 そ のため、 スプレー液の付着によるスプレーガンの汚染を抑制し、 安定した噴霧状 態を維持することができる。 また、 粉粒体粒子の転動床表面が噴霧化空気流によ よって凹む現象がなくなるので、 粉粒体粒子の転動が円滑になり、 コ ティング むら等の発生が生じにくくなる。
(3) 噴霧化空気の流量が小さいので、 スプレー距離を短縮して、 スプレード ライ現象の発生を防止するができる。 これにより、 スプレー液の損失、 粉塵の発 生を抑制し、 処理時間を短縮することができる。 また、 錠剤のコーティング処理 を行う場合では、 スプレードライによって発生した微粉が錠剤表面の刻印を埋め てしまう現象も起こりにくい。
(4) 噴霧化空気の流量が小さいので、 回転ドラム内の温度低下、 排気風量の 増大を抑制することができる。 これにより、 処理時間の短縮、 排気設備の小型化 を図ることができる。
(5) スプレーガンを、 噴霧化空気を渦流で噴出する構造のものとすることに より、 スプレー液のミストをより微粒化することが可能となる。
図 4は、 第 2の実施例に係る流動層装置 (いわゆるワースタ一式流動層装置) の主要部を示している。
処理容器 (流動層容器) 33は、 例えば上方部分が円筒状、 下方部分が円錐筒 状をなし (上方部分が円錐筒状、 下方部分が円筒状の場合もある。 ) 、 その上部 空間に図示されていないフィルタ一室 (図 7に示すフィルタ一室 7 ' 参照) が設 置され、 その底部にパンチングメタル等の多孔板で構成された気体分散板 34が 配設される。 通常、 気体分散板 34の上面には金網等が装着され (図示省 ) 、 処理容器 3 3内の粉粒体粒子が気体分散板 34の開孔から落下しないように配 慮されている。 また、 気体分散板 34と所定の距離を隔ててドラフトチューブ ( 案内管) 35が設置され、 さらに気体分散板 34の中央部を貫通してスプレ^"ガ ン 36が上向きに設置される。
図 5に示すように、 気体分散板 34は、 中央部にスプレーガン 36を揷通する ための貫通穴 34 aを有し、 貫通穴 34 aの外周に開孔率 (その領域の総面積に 占める開孔の総面積の割合) の大きな中央領域 34 b、 中央領域 34 bの外周に 開孔率の小さな周辺領域 34 cを有する。 貫通穴 34 aの外径は D 1、 中央領域 34 bのタト径は D 2、 周辺領域 34 cの外径は D 3である。 また、 中央領域 34 bの開孔率は例えば 16 ~ 55 %、 周辺領域 34 cの開孔率は例えば 1. 5〜 1 6%である。
図 4に示すように、 ドラフトチューブ 3 5は、 上方部分に円筒部 35 a、 下方 部分に、 下方に向かって拡大した円錐筒状の下端開口部 35 bを有する。 円筒部 35 aの直径は D 4、 下端開口部 35 bの最大直径 (開口 35 b 1の直径) は D 5である。 円筒部 3 5 aの W面積 A4 (=πϋ42) と、 下端開口部 35 bの梟 大断面積 A5 (開口 35 b 1の面積 =πϋ 52) は、 例えば 1. 5 A5ノ Α4 ≤ 3の関係を有するように設定する。
ドラフトチューブ 35は、 図示されていない取り付け部材等によって処理容器 33に取り付けられ、 下端開口部 35 bが所定距離を隔てて、 気体分散板 34の 中央領域 34 bと対向する。 尚、 ドラフ トチューブ 35は、 下端開口部 35 bと 気体分散板 34との間の距離が処理条件等に応じて自在に調節可能なように設 置される。 '
ドラフトチューブ 35の下端開口部 35 bの最大断面積 A 5 (=πϋ 52) と、 気体分散板 34の中央領域 34 bの面積 A 2 {= π (D 22-D 12) } は、 A 2 <A5、 例えば 0. 4 A2ZA5≤0. 9の関係を有するように設定する。 流動化空気は、 気体分散板 34を介して底部から処理容器 3 3内に導入する。 この実施例では、 気体分散板 3 4の中央領域 3 4 bと周辺領域 3 4 cに対して、 それぞれ独立した給気経路 3 7、 3 8から流動化空気を供給する構成にしてある 。 すなわち、 気体分散板 3 4の中央領域 3 4 bには給気経路 3 7を介して流動化 空気を供給し、 周辺領域 3 4 cには給気経路 3 8を介して流動化空気を供給する 。 流動化空気の温度 *風量等の給気条件は、 給気経路 3 7、 3 8のそれぞれにつ いて独立して制御する。 尚、 給気経路 3 7、 3 8は共通の経路とすることもでき る。
給気経路 3 7から供給された流動化空気は、 気体分散板 3 4の中央領域 3 4 b から噴出し、 下端開口部 3 5 bの開口 3 5 b 1からドラフトチューブ 3 5内に流 入して、 該チューブ 3 5内に上昇気流を生成する。 このドラフトチューブ 3 5内 に流入する大量の流動化空気によってェゼクタ一効果が生じ、 周辺部の粉粒体粒 子が下端開口部 3 5 bの開口 3 5 b 1から該チューブ 3 5内に引き込まれ、 該チ ユープ 3 5内の上昇気流に乗って噴流層を形成する。 一方、 給気経路 3 8から供 給された流動化空気は、 気体分散板 3 4の周辺領域 3 4 cから噴出するが、 周辺 領域 3 4 cの開孔率が小さいために、 この領域 3 4 cから噴出する流動化空気の 風量 "風速は、 中央領域 3 4 bから噴出する流動化空気よりも小さくなる。 その ため、 ドラフトチューブ 3 5の上端開口から流出した粉粒体粒子は、 処理容器 3 3内をある程度上昇した後、 下降し、 ドラフ トチューブ 3 5と処理容器 3 3の壁 面との間の空間部を通って気体分散板 3 4の近傍に達し、 ェゼクタ一効果によつ て下端開口部 3 5 bの開口 3 5 b 1から再びドラフトチューブ 3 5内に引き込 まれる。 このようにして、 処理容器 3 3内で粉粒体粒子の流動循環が行われる。 また、 この実施例では、 処理容器 3 3の底部における粒子滞留を効果的に防止 するために、 処理容器 3 3の底部外周に気体噴出手段 4 0を設けている。 気体嘖 出手段 4 0は、 例えば、 外側リング 4 0 aと、 内側リング 4 0 bと、 外側リング 4 0 aと内側リング 4 0 bとの間に形成された環状のチャンバ一 4 0 cと、 内側 リング 4 0 bの下方に形成された漯状のスリット 4 0 dと、 チャンバ一 4 0 cに 圧縮空気を供給する給気配管 4 0 eと、 圧縮空気の供給圧力を調整する圧力調整 器 (図示省略) とで構成される。 給気配管 4 0 eを介してチャンバ一 4 0 cに供 給された圧縮空気が、 スリ ット 4 0 dから処理容器 3 3の底部に噴出し、 ドラフ トチューブ 3 5の外側に滞留した凝集粒子を分散して、 ドラフトチューブ 3 5内 への循環を促進する。 また、 スリ ッ ト 4 0 dから喷出した圧縮空気は、 二次凝集 を起こした粒子を分散して、 団粒の発生を一層効果的に防止する。 尚、 チャンバ 一 4 0 cへの圧縮空気の供給は連続的に行っても良いが、 例えばタイマーと電磁 弁等を用いて断続的に行っても良い。 また、 スリ ッ ト 4 0 dは環状に限らず、 周 方向に区画されたものでも良い (チャンバ一 4 0 cも同様) D
スプレーガン 3 6は、 ドラフトチューブ 3 5内の上昇気流 (噴流) に乗って上 昇する粉粒体粒子に向けて下方から上方向にスプ I ^一液 (膜剤液、 薬剤液等) を 噴霧するもので、 噴霧化空気の噴出圧力が 0 . 2 M P a以上、 好ましくは 0 . 2 〜 0 . 6 M P a、 噴霧化空気の空気流量が 1 0〜 1 8 0 N 1 /m i n、 好ましく は 1 0〜1 2 0 N 1 /m i nで使用される。 スプレーガン 3 6から噴霧されるス プレー液のミスト中の基材成分が粉粒体粒子の表面に付着して被覆層が形成さ れる。
上記スプレーガン 3 6として、 第 1の実施例と同様の各種スプ I ^一ガンを使用 することができる。 このようなスプ I ^一ガン 3 6は、 スプレー液を中圧又は高圧 の噴霧化空気でミス ト化するので、 空気流量を小さく しても、 噴出口近傍におけ る噴霧化空気の流速が大きく、 スプレー液のミストを十分に微粒化することが可 能である。 また、 粉粒体粒子に達した時の噴霧化空気の流速が小さいので、 スプ レーガン 3 6からの噴霧化空気流による粉粒体粒子の粉砕や吹き上げ現象が生 じにくレ、。 さらに、 標準スプレーガンや H V L P型スプレーガンに比べて、 空気 流量が小さいので、 処理容器 3 3内の温度低下、 排気風量の増大も抑制される。 図 6は、 第 3の実施例に係る流動層装置 (いわゆるワースタ一式流動層装置) の主要部を示している。 この実施例の流動層装置が図 4に示す流動層装置と異な る点は、 ガイ ドチューブ 4 5と仕切カラー 4 6を備えていることである。
この実施例において、 ガイドチューブ 4 5は、 上方に向かって縮小した短円錐 筒状をなしている。 ガイドチューブ 4 5の下端開口は、 気体分散板 3 4の中央領 域 3 4 bの外径 D 2と等しい (又は略等しい) 内径を有し、 気体分散板 3 4の上 面に適宜の手段で固定される。 ガイドチューブ 4 5の上端開口は、 ドラフトチュ ープ 3 5の下端開口部 3 5 bの開口 3 5 b 1と対向する位置にある。 ガイドチュ ーブ 4 5を配置したことにより、 気体分散板 3 4の中央領域 3 4 bから噴出する 流動化空気に、 ドラフトチューブ 3 5の下端開口部 3 5 bに向かう流れの方向性 が与えられる。 そのため、 ェゼクタ一効果が一層高まり、 ドラフトチューブ 3 5 内に引き込まれる粒子の濃度が一層高まる。 尚、 ガイドチューブ 4 5は、 上方に 向かって拡大した短円錐筒状、 あるいは、 短円筒状としても良い。 また、 高さ寸 法を自在に調整できるように設置するのが良い。
仕切カラー 4 6は、 例えば円筒状のもので、 スプ I ^一ガン 3 6の外周を所定の 間隔を隔てて包囲するように設置される。 仕切カラー 4 6の下端開口は、 気体分 散板 3 4の中央領域 3 4 bの上面に適宜の手段で固定される。 仕切カラー 4 6の 上端開口は、 スプレーガン 3 6の先端 (噴出口) と同じ高さ位置か、 あるレ、は、 それよりも上方位置にある。 仕切カラー 4 6を配置することにより、 スプレーガ ン 3 6の外周との間に環状の気体通路 4 6 aが形成される。 そして、 この気体通 路 4 6 aに沿って上昇する空気流によって、 スプレーガン 3 6の先端周辺領域に おける、 噴霧化空気の高速流による粒子の粉砕が防止されると共に、 十分に微粒 化されていないスプレー液ミストが粒子に接触することによる凝集 (団粒) の発 生が防止される。 また、 スプレーガン 3 6の先端が気体通路 4 6 aに沿って上昇 する空気流によって常に覆われるため、 粒子付着によるスプレーガン 3 6の噴出 口の汚れや閉塞が起こりにくく、 長時間に亘つて安定した処理操作が可能となる 。 尚、 仕切カラー 4 6は、 高さ寸法を自在に調整できるように設置するのが良い 尚、 第 2及び第 3の実施例において、 ドラフトチューブを、 図 7に示すものと 同様の円筒状にしても良い。
第 2及び第 3の実施例によれば、 以下の効果が得られる。
( 1 ) スプレー液を噴霧化空気の噴出圧力 0 . 2 M P a以上、 空気流量 1 0〜 1 8 O N 1 / i nのスプ ^一ガンでミス ト化するので、 スプレーガンによるス プレ一液の微粒化を確保しつつ、 使用空気量を少なく して、 処理コストの低減や 設備の小型化を図ることができる。
( 2 ) 粉粒体粒子に達した時の噴霧化空気の流速が小さいので、 スプレーガン からの噴霧化空気流による粉粒体粒子の粉砕や吹き上げ現象が生じにくレ、。 これ により、 製品品質の均質化、 製品粒度分布のシャープ化、 製品収率の向上を図る ことができる。
(3) 標準スプレーガンや HVL P型スプレーガンに比べて、 空気流量が小さ いので、 処理容器内の温度低下、 排気風量の増大が抑制される。 これにより、 処 理時間の短縮、 排気設備の小型化を図ることができる。
(4) スプレーガンを、 噴霧化空気を渦流で噴出する構造のものとすることに より、 スプレー液のミストをより微粒化することが可能となる。
(5) 本発明は、 スプレー方式として; 処理容器の底部から上方向にスプレー 液を噴霧するボトムスプレー方式、 又は、 処理容器の側部から接線方向にスプレ 一液を噴霧するタンジヱンシャルスプレー方式を用いる場合に顕著な効果を奏 する。

Claims

請求の範囲
1 . 処理容器內の粉粒体粒子にスプ ^一ガンからスプレー液のミストを噴 霧して造粒又はコーティング処理を行う粉粒体処理装置において、
前記スプレーガンは、 噴霧化空気の噴出圧力が 0 . 2 M P a以上で、 空気 流量が 1 0〜1 8 O N 1ノ m i nであることを特徴とする粉粒体処理装置。
2 . 前記処理容器は、 軸線回りに回転する回転ドラムであることを特徴と する請求の範囲 1に記載の粉粒体処理装置。
3 . 前記処理容器は、 その内部に前記粉粒体粒子の流動層を形成する流動 層容器であることを特徴とする請求の範囲 1に記載の粉粒体処理装置。
4 . 前記噴霧化空気が渦流で噴出されることを特徴とする請求の範囲 1に 記載の粉粒体処理装置。
5 . 前記スプレーガンは、 前記処理容器の底部から上向きにスプ I ^一液を 噴霧し、 又は、 前記処理容器の側部から接線方向にスプレー液を噴霧することを 特徴とする請求の範囲 3に記載の粉粒体処理装置。
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