WO2004022217A1 - 流動層装置 - Google Patents

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draft tube
processing vessel
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Susumu Natsuyama
Nobuyuki Watanabe
Kazuyoshi Otaki
Kenji Nagatsuma
Takuya Nagato
Yoshiyuki Kanoh
Ran Tabata
Makoto Kobayashi
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Kabushiki Kaisha Powrex
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Definitions

  • the present invention relates to a fluidized bed apparatus used for producing fine granules, granules, and the like of pharmaceuticals, agricultural chemicals, foods, and the like, and particularly to a coating treatment for particles having a small particle size and a process for producing particles having a small particle size.
  • the present invention relates to a fluidized bed apparatus suitable for granulation.
  • a fluidized bed apparatus uses a fluidizing gas introduced from the bottom of a processing vessel to form a fluidized bed of powder particles in the processing vessel, and sprays a spray liquid (coating liquid, binder liquid) from a spray nozzle. Etc.) to perform granulation or coating.
  • a spray liquid coating liquid, binder liquid
  • Etc. spray liquid
  • Fig. 8 shows a fluidized bed apparatus equipped with a draft tube 5 (commonly referred to as a “Worth Yuichi type fluidized bed apparatus”).
  • a draft tube 5 is installed in the center of a processing vessel 3 ′, and the particles are caused to flow upward (spouted bed) by being placed on an airflow that rises in the tube 5.
  • the spray nozzle 6, which is installed at the center of the bottom of the tube, sprays a spray solution such as a film solution or a drug solution upward toward particles in the tube 5 '.
  • the spray speed of the spray liquid is controlled by the secondary coagulation of particles.
  • a method is used in which the spraying rate of the spray liquid is set to a level that does not cause aggregation due to excessive aggregation of particles (during the granulation operation). Set the length of processing time by setting the spray liquid spray speed low, and set the spray liquid spray speed In doing so, there were many problems in terms of product manufacturing costs, such as the need for many experiments to understand the characteristics of the spray liquid.
  • Means for dispersing the aggregated particles by the jet power of the compressed air may be adopted, but in order to obtain the expected effect, it is necessary to jet the compressed air at a considerably high pressure from many jet nozzles. However, there has been a problem that the consumption of air that does not contribute to drying of the particles increases.
  • An object of the present invention is to provide a fluidized bed apparatus capable of efficiently performing a coating treatment on particles having a small particle diameter and a granulation treatment of particles having a small finished particle diameter with a high yield. is there.
  • the present invention provides a processing vessel, a draft tube disposed inside the processing vessel, and a crushing mechanism for dispersing agglomeration of powder particles by mechanical crushing force.
  • the fluidizing gas introduced from the bottom of the vessel causes the particulate particles in the processing vessel to circulate in a direction in which the space between the inner wall of the processing vessel and the draft tube rises and descends inside the draft tube.
  • the present invention provides a structure in which a fluidized bed is formed and agglomeration of powder particles falling along the inside of the draft tube is dispersed by a crushing mechanism.
  • mechanical crushing force means the collision force, impact force, repulsion force, crushing force, shearing force, stirring force, and frictional force applied to the granular particles by the movement of the members constituting the crushing mechanism.
  • a crushing mechanism for dispersing the agglomeration of the particulate particles by such mechanical crushing force for example, a mechanism provided with an impeller having crushing blades, and a crushing blade of an impeller With a screen arranged with a predetermined gap Things can be adopted.
  • a crushing mechanism having a mouth and a stay which are concentrically arranged and have a plurality of teeth can be adopted.
  • Such a crushing mechanism provided with a mouth and a stove is also called a homogenizer, and is generally used in a dispersion emulsifying apparatus (for example, manufactured by Perek Co., Ltd.).
  • a spray nozzle for spraying a spray liquid toward the granular particles flowing and circulating inside the processing vessel may be provided.
  • the spray nozzle may be arranged so that the spray liquid can be sprayed downward from above with respect to the fluidized bed of the granular material particles (so-called top spray), or the granular material that has passed through the crushing mechanism may be used.
  • a spray liquid may be arranged to be able to spray the body particles.
  • the present invention has the following effects.
  • the crushing mechanism equipped with the impeller and the screen does not have the crushing power to crush single particles, and can crush only particles that have aggregated secondary or aggregated due to excessive aggregation. . Therefore, generation of fine powder due to abrasion of particles hardly occurs, and the product yield is high. Also, by appropriately selecting the shape and the number of revolutions of the screen and the impeller, the intended finished particle diameter can be easily controlled. Furthermore, since a friction effect is given to the particles in the gap between the impeller and the screen, for example, in the case of a wax coating on the particles, a small amount of the wax powder remains in a powder state while the core particles are circulated and circulated in the processing vessel. The so-called dry coating is made possible by the addition.
  • the crushing mechanism provided with a roaster and a staircase having a plurality of concentrically arranged teeth has a high crushing effect on particles that have aggregated secondary or aggregated due to excessive aggregation.
  • the particles due to the high suction and pushing action of the granular particles, the particles are unlikely to stay in the periphery of the crushing mechanism, and the good flow circulation of the granular particles in the processing vessel is further promoted.
  • FIG. 1 is a sectional view conceptually showing the overall configuration of a fluidized bed apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a lower part of the processing container.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a fluidized bed apparatus according to another embodiment.
  • Fig. 4 (a) is a plan view showing the crushing mechanism and Fig. 4 (b) is a cross-sectional view.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing the outer stay of the crushing mechanism
  • Fig. 5 (b) is a sectional view
  • FIG. 6A is a plan view showing the inner stay of the crushing mechanism
  • FIG. 6B is a sectional view
  • FIG. 7 is an enlarged sectional view showing the crushing mechanism.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of a conventional fluidized bed apparatus. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • FIG. 1 conceptually shows the entire configuration of the fluidized bed apparatus of this embodiment.
  • the processing container 1 has, for example, a conical cylindrical upper part and a cylindrical lower part (the upper part may be cylindrical and the lower part may be conical cylindrical).
  • a gas distribution plate 3 made of a perforated plate such as a punching mail is provided at the bottom.
  • a rotating rotor 4 is provided at the center of the bottom, a crushing mechanism 5 is provided above the rotating rotor 4, and a cylindrical draft tube 6 is provided above the crushing mechanism 5. Further, one or more spray nozzles 7 are provided beside the crushing mechanism 5.
  • FIG. 2 shows the lower part of the processing container 1.
  • the draft tube 6, together with the screen 5b of the crushing mechanism 5, is fixed to the side wall of the processing vessel 1 via an attachment member 6a, and the upper end thereof is open.
  • the upper portion 6b of the draft tube 6 has a cylindrical shape
  • the lower portion 6c has a conical shape whose diameter decreases downward.
  • the crushing mechanism 5 includes an impeller 5a having a plurality of, for example, two crushing blades 5a1, and a screen (screen) 5b having a large number of holes having a predetermined diameter.
  • the screen 5 b has a truncated conical shape whose diameter decreases downward, and is fitted to the lower end of the draft tube 6.
  • the impeller 5a is detachably fixed to the upper part of the rotating shaft 5c with bolts 5d, and the side edge of the crushing blade 5a1 has a predetermined gap with the inner surface of the screen 5b. .
  • the rotating shaft 5 c extends below the processing vessel 1 through the center of the gas dispersion plate 3, and is rotatably supported by a bearing 10 on a housing 9 fixed to a stand 8 of the processing vessel 1.
  • the inside of the housing 9 is sealed by a seal member 11.
  • the labyrinth seal seals between the rotating shaft 5c and the gas dispersion plate 3.
  • a spacer 13, an air cap 14, and a rotating rotor 4 are fixed below the impeller 5 a of the rotating shaft 5 c.
  • the rotary port 4 has a predetermined gap with the upper surface of the gas distribution plate 3 and is disposed so as to cover the upper surface of the gas distribution plate 3.
  • the rotation shaft 5c is connected to a suitable rotation driving means (not shown), and is driven to rotate by a rotation driving means.
  • a suitable rotation driving means not shown
  • the impeller 5a, eaki Yap 14 and Rotary 4 rotate at high speed.
  • the lower end opening of the screen 5b forms a labyrinth seal (or contact seal) between the impeller 5a and the air cap 14.
  • the impeller 5a and the rotating rotor 4 may be rotated at mutually different speeds (for example, the rotating speed of the rotating port 4 is made lower than the rotating speed of the impeller 5a. ).
  • the spray nozzle 7 is arranged, for example, so as to spray the spray liquid tangentially to a circle having a predetermined radius centered on the axis of the rotating shaft 5c (so-called evening spray).
  • Fluidized gas for example, hot air
  • the fluidized gas ejected from the gas dispersion plate 3 into the processing vessel 1 passes through the gap between the lower surface of the rotating rotor 4 and the upper surface of the gas dispersion plate 3 and the outer periphery of the rotating rotor 4 and the processing vessel 1
  • the gap between the inner wall of the processing vessel 1 and the space between the crushing mechanism 5 and the inner wall of the processing vessel 1 and the inner space of the processing vessel 1 Ascends the space and reaches the Phil Yuichi System 2.
  • the filter 1 system 2 After the fine powder and the like are filtered by the filter 1 system 2, they are exhausted to the outside of the device.
  • an airflow from the inside to the outside of the screen 5b is generated by the fan effect due to the rotation of the impeller 5a of the crushing mechanism 5.
  • the inside of the draft tube 6 has a very weak negative pressure as compared with the surroundings, and the upper end of the draft tube 6 has an effect of sucking the surrounding particulate particles into the inside.
  • a wing-shaped portion in which airflow is generated from above to below by rotation is integrally formed with the impeller 15a, or the wing-shaped member is rotated by the impeller 15a or its rotation. It may be mounted on the shaft 5c.
  • the powder particles P charged into the processing vessel 1 are supplied to the gap between the outer periphery of the rotary port 4 and the inner wall at the bottom of the processing vessel 1, the crushing mechanism 5 and the processing After rising in the space between the inner wall of the container 1 and the space between the outer periphery of the draft tube 6 and the inner wall of the processing container 1, the ascending airflow rises, and after rising to some extent in the processing container 1, Self It descends due to the weight, and further flows into the inside of the draft tube 6 due to the above suction effect.
  • the granular material particles P flowing into the draft tube 6 descend in the draft tube 6 and reach the crushing mechanism 5, where they are subjected to a centrifugal effect accompanying the rotation of the impeller 5a, and a large number of particles having a predetermined diameter are formed.
  • the secondary agglomerated portion and the aggregate portion are broken up and dispersed into single particles or particles having a predetermined particle size.
  • the powder particles P that have passed through the crushing mechanism 5 are returned to the above-mentioned updraft again by the centrifugal effect of the rotary port 4.
  • the gap between the outer periphery of the rotary port 4 and the inner wall at the bottom of the processing vessel 1, the crushing mechanism 5 and the inner wall of the processing vessel 1 are added to the powder particles P in the processing vessel 1.
  • a space between the outer periphery of the draft tube 6 and the inner wall of the processing vessel 1 rises to form a fluidized bed that floats and circulates in a direction of descending along the inside of the draft tube 6. .
  • the powder particles P are wet by the mist of the spray liquid sprayed from the spray nozzle 7, the coating substrate contained in the spray liquid adheres to the surface of the powder particles P.
  • the cycle of crushing ⁇ spray one-liquid spray-drying it becomes possible to coat single particles with a small particle size, or to produce particles with a small finished particle size. Grain processing becomes possible.
  • single particles (core particles) having a particle diameter of 100 m or less, especially 50 zm or less (for example, about 100 ⁇ m) are coated without causing secondary aggregation. It is possible to form a film.
  • particles having a finished particle diameter of 100 zm or less, particularly a finished particle diameter of 50 / zm or less can be produced with a sharp particle size distribution and high yield.
  • the spray nozzle 7 is a fluidized bed of powder particles. The spray may be arranged so that the spray liquid is sprayed downward from above (so-called top spray).
  • FIG. 3 shows a fluidized bed apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • a crushing mechanism 15 having a mouth 15a having a plurality of teeth and a stay 15h (outer stay 15b, inner row 15c) is employed. .
  • the mouth 15a is composed of a disc-shaped base 15a1 and a plurality of comb-like teeth 15a2 integrally extending upward from the upper surface of the base 15a1.
  • a boss 15a11 which is keyed to the rotating shaft 5c, is formed, and the outer periphery of the upper surface of the base 15a1 is inclined toward the lower surface.
  • the tapered surface 15a12 is formed.
  • the comb teeth 15a2 are composed of concentrically arranged outer teeth 15a21, middle teeth 15a22, and inner teeth 15a23.
  • a plurality of outer teeth 15a21 and middle teeth 15a22s are formed with a plurality of inner teeth 15a23 distributed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the mouth 15a is connected to the rotation shaft 5c, and the lower surface thereof is applied to the upper surface of the rotation port 4.
  • the outer stay 15b is formed by integrally connecting a plurality of teeth 15b1 arranged at predetermined intervals in a circumferential direction and a lower end of each tooth 15b1.
  • the inner stay 15c is composed of a plurality of teeth 15c1 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction and a lower end of each tooth 15c1 integrally formed.
  • a window-like space 15c4 is formed between the teeth 15c1 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the pitch circle diameter of the teeth 15c1 of the inner stage 15c is smaller than the pitch circle diameter of the teeth 15b1 of the outer stage 15b.
  • the outer stay 15b and the inner stay 15c incorporate the teeth 15c1 into the inner peripheral side of the teeth 15b1 and the flange 15b4 1 5c 4f It is fixed to the lower end of the draft tube 6 with the bolt 16 while being applied to the lower surface of the flange.
  • the teeth 15b1 of the outer stay 15b are connected to the outer teeth 15a21 of the mouth 15a through the predetermined gap between the outer teeth 15a21 and the middle teeth 15a22.
  • the inner teeth 15c teeth 15c are inserted through the predetermined gap between the middle teeth 15a22 and the inner teeth 15a23 of the mouth 15a Is done.
  • the granular material particles that have passed through the crushing mechanism 15 are returned to the rising airflow that rises in the space between the outer periphery of the draft tube 6 and the inner wall of the processing vessel 1 by the centrifugal force of the rotary port 4.
  • the tapered surface 15a12 is provided on the outer periphery of the mouth 15a, the powder particles passing through the crushing mechanism 15 have the tapered surface 15a1.
  • a wing-like member 17 that generates an airflow from above to below with rotation is attached to the upper end of the rotating shaft 5c.
  • a guide surface 1a in the shape of a conical taper whose diameter gradually decreases upward is provided on the inner wall of the processing vessel 1 located near the upper end of the draft tube 6. Ascends the space between the outer periphery of the draft tube 6 and the inner wall of the processing vessel 1 and guides the powder particles rising by the ascending airflow in the direction of the draft tube 6 by the conical tapered guide surface 1a. By moving the powder particles into a draft tube 6 can smoothly flow into the interior.
  • FIG. 3 members or portions that are substantially the same as the members or portions denoted by reference numerals in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

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Abstract

底部の中心に回転ロータ４が配設され、回転ロータ４の上方に解砕機構５が配設され、解砕機構５の上方に円筒状のドラフトチューブ６が設置される。さらに、解砕機構５の側方にスプレーノズル７が配設される。気体分散板３から噴出する流動化気体によって、処理容器１内の粉粒体粒子Ｐに、回転ロータ４の外周と処理容器１の底部の内壁との間の隙間部、解砕機構５と処理容器１の内壁との間の空間部、ドラフトチューブ６の外周と処理容器１の内壁との間の空間部を上昇し、ドラフトチューブ６の内部に沿って下降する方向に循環する流動層が形成される。

Description

発明の背景
本発明は、 医薬品、 農薬、 食品等の細粒、 顆粒等を製造する際に用いられる流 動層装置に関し、 特に、 粒子径の小さな粒子に対するコーティング処理や仕上が り粒子径の小さな粒子の造粒処理に好適な流動層装置に関する。
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気体によって、 処 理容器内に粉粒体粒子の流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（コ 一ティング液、 バインダ一液等） を噴霧して造粒又はコ一ティングを行うもので ある。 この種の流動層装置の中で、 粉粒体粒子の転動、 噴流、 及び攪拌等を伴う ものは複合型流動層装置と呼ばれている。
図 8は、 ドラフトチューブ 5， を備えた流動層装置 （通称 「ワース夕一式流動 層装置」 ） を示している。 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粒子に上向き の流れ （噴流層） を起こさせ、 処理容器 3， の底部中央に設置したスプレーノズ ル 6， から該チューブ 5 ' 内の粒子に向けて上向きに膜剤液、 薬剤液等のスプレ 一液をスプレーするものである。 この種の流動層装置によれば、 コーティングゾ 一ンに大量の粒子を高速で送り込むことができるので、 スプレードライ現象や粒 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 （例えば、 特開 2 0 0 0— 6 2 2 7 7号公報参照） 。 . 一般に、 流動層装置において、 スプレー液中の基材成分の付着性、 粘着性に起 因する粒子同士の凝集性を制御する手段として、 スプレー液の噴霧速度を粒子同 士の二次凝集が生じないレベルまで低く設定し （コーティング操作時） 、 あるい は、 スプレ一液の噴霧速度を粒子同士の過剰凝集による団粒が生じないレベルま で低く設定する （造粒操作時） 手段が採用されているが、 スプレー液の噴霧速度 を低く設定することによる処理時間の長さや、 スプレー液の噴霧速度を設定する に際して、 スプレー液の特性の把握に多くの実験を要するなど製品製造コストの 面で問題が多かった。
また、 凝集した粒子を圧縮空気の噴出力によって分散させる手段が採用される 場合もあるが、 期待される効果を得るためにはかなり高圧の圧縮空気を多くの噴 射ノズルから噴射させる必要があり、 粒子の乾燥に寄与しない空気の消費量が増 加するという問題があった。
さらに、 スプレー液の噴霧速度を最適設定し、 あるいは、 圧縮空気による分散 を行ったとしても、 粒子径の小さな粒子、 例えば粒子径 1 0 0〃m以下、 特に粒 子径 5 0 m以下の微粒子に対して、 二次凝集を生じさせることなくコ一ティン グ処理を施したり、 あるいは、 上記の粒子径を仕上がり粒子径とする造粒処理に おいて、 粒度分布のシャープな製品粒子を製造することは事実上困難であった。 発明の要約
本発明の課題は、 粒子径の小さな粒子に対するコ一ティング処理や仕上がり粒 子径の小さな粒子の造粒処理を効率良く、 高い収率で行うことが可能な流動層装 置を提供するこ である。
上記課題を達成するため、 本発明は、 処理容器と、 処理容器の内部に配設され たドラフトチューブと、 粉粒体粒子の凝集を機械的な解砕力によって分散する解 碎機構とを備え、 処理容器の底部から導入された流動化気体によって、 処理容器 内の粉粒体粒子に、処理容器の内壁とドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、 ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成し、 ドラフトチ ユープの内部に沿って下降する粉粒体粒子の凝集を解碎機構によって分散する構 成を提供する。
ここで 「機械的な解砕力」 とは、 解砕機構を構成する部材の運動によって、 粉 粒体粒子に与えられる衝突力、 衝撃力、 反発力、 圧壊力、 剪断力、 撹袢力、 摩擦 力などの力である。 そのような機械的な解砕力によつて粉粒体粒子の凝集を分散 する解砕機構として、 例えば、 解砕羽根を有するインペラ一を備えたもの、 さら に、 ィンぺラーの解碎羽根と所定の間隙を設けて配設されたスクリーンを備えた ものを採用することができる。 また、 上記の解碎機構として、 同心状に配設され 且つ複数の歯を有する口一夕及びステ一夕を備えたものを採用することができ る。 このような口一夕及びステ一夕を備えた解碎機構はホモジナイザーとも呼ば れ、 一般には、 分散乳化装置に使用されている （例えば、 株式会社パゥレック製
「ユニバーサルミキサー S Rシリーズ」 ） 。 あるいは、 上記の解砕機構として、 相対回転する円盤に多数のピンを設けたもの （いわゆるピンミル） 、 多数のスィ ングハンマーを設けた円盤状のハンマープレ一トとィンボリユート型のくぼみの あるライニングプレートとを備えたもの（例えば、株式会社パゥレック製「Powex Atomizer」 ） 等を採用することもできる。
また、 解砕機構を通過した粉粒体粒子を遠心力によって、 流動化気体の上昇気 流に送る回転口一夕を配設することができる。
また、 処理容器の内部で流動循環する粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧す るスプレーノズルを配設しても良い。 その場合、 スプレーノズルは、 粉粒体粒子 の流動層に対して上方から下方に向けてスプレー液を噴霧可能に配設しても良い し （いわゆるトップスプレー） 、 解砕機構を通過した粉粒体粒子にスプレー液を 噴霧可能に配設しても良い。
本発明は以下に示す効果を有する。
( 1 )粉粒体粒子の二次凝集部分ゃ団粒部分を解碎機構によって分散するので、 粒子径の小さな粒子に対するコ一ティング処理や仕上がり粒子径の小さな粒子の 造粒処理を効率良く、 高い収率で行うことができる。
( 2 ) 処理容器内で流動循環する粉粒体粒子の流れをドラフ トチューブの内外 部で案内するので、 処理容器内における粉粒体粒子の流れが安定し、 解砕、 スプ レ一液噴霧、 乾燥という一連のサイクルを単一装置内で安定して行うことが可能 である。
( 3 ) 操作中の粉粒体粒子の付着凝集性は、 解砕機構によって制御可能である ので、 流動化気体による乾燥能力とスプレー液噴霧速度とのバランス計算や、 ス プレー液の特性の把握に多くの労力を払う必要がなくなり、 製造工程が簡略化す る。 また、 凝集した粒子を圧縮空気の噴出力によって分散させる従来手段のよう に、 粒子の乾燥に寄与しない空気の消費量が増加するという問題も生じない。
( 4 ) インペラ一とスクリーンを備えた解砕機構は、 単粒子を解砕するような 解砕力は無く、 二次凝集した粒子や過剰凝集により団粒を形成した粒子のみを解 砕することができる。 そのため、 粒子の摩損による微粉の発生が生じにくく、 製 品の収率が高い。 また、 スクリーンやインペラ一の形状および回転数を適宜選択 することによって、 目的とする仕上がり粒子径を容易に制御することができる。 さらに、 ィンぺラーとスクリーンとの間の間隙で粒子に摩擦効果が与えられるた め、 例えば粒子に対するワックスコーティングなどでは、 核粒子を処理容器内で 流動循環させつつワックス粉を粉末のまま少量づっ添加することによって、 いわ ゆる乾式コーティングが可能となる。
( 5 ) 同心状に配設された複数の歯を有するロー夕及びステ一夕を備えた解砕 機構は、 二次凝集した粒子や過剰凝集により団粒を形成した粒子の解砕効果が高 く、 また、 粉粒体粒子の吸引 '押し出し作用が高いので、 解砕機構の周辺部にお ける粒子滞留が生じにくく、 処理容器内における粉粒体粒子の良好な流動循環が より一層促進される。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例に係る流動層装置の全体構成を概念的に示す断面図である。 図 2は、 処理容器の下方部分を示す拡大断面図である。
図 3は、 他の実施例に係る流動層装置を示す断面図である。
図 4 ( a ) 解碎機構のロー夕を示す平面図、 図 4 ( b ) は断面図である。
図 5 ( a ) 解砕機構の外ステ一夕を示す平面図、 図 5 ( b ) は断面図である。 図 6 ( a ) は角军碎機構の内ステ一夕を示す平面図、 図 6 ( b ) は断面図である。 図 7は、 解砕機構を示す拡大断面図である。
図 8は、 従来の流動層装置の一例を模式的に示す図である。 発明の詳細な説明
以下、 本発明の実施例を図面に従って説明する。 図 1は、 この実施例の流動層装置の全体構成を概念的に示している。
処理容器 1は、 例えば上方部分が円錐筒状、 下方部分が円筒状をなし （上方部 分が円筒状、 下方部分が円錐筒状の場合もある。 ） 、 上部空間にフィル夕一シス テム 2が設置され、 底部にパンチングメ夕ル等の多孔板で構成された気体分散板 3が配設される。 また、 底部の中心に回転ロー夕 4が配設され、 回転ロー夕 4の 上方に解碎機構 5が配設され、 解碎機構 5の上方に円筒状のドラフトチューブ 6 が設置される。 さらに、 解砕機構 5の側方に 1又は複数のスプレーノズル 7が配 設される。
図 2は、 処理容器 1の下方部分を示している。
ドラフトチューブ 6は、 解砕機構 5のスクリーン 5 bと共に、 取付部材 6 aを 介して処理容器 1の側壁に固定され、 その上端部は開口している。 例えば、 ドラ フトチューブ 6の上方部分 6 bは円筒形状、 下方部分 6 cは下方に向かって縮径 する円錐形状になっている。
解碎機構 5は、複数、例えば 2枚の解砕羽根 5 a 1を有するィンペラ一 5 aと、 所定径の多数の孔を有するスクリーン （ふるい） 5 bとを備えている。 スクリー ン 5 bは下方に向かって縮径する円錐台形状をなし、 ドラフトチューブ 6の下端 部に適合される。 インペラ一 5 aは、 回転軸 5 cの上方部分にボルト 5 dで着脱 自在に固定され、 その解砕羽根 5 a 1の側縁はスクリーン 5 bの内面と所定の間 隙を有している。 回転軸 5 cは、 気体分散板 3の中心部を貫通して処理容器 1の 下方に延び、 処理容器 1のスタンド 8に固定されたハウジング 9に軸受 1 0で回 転自在に支持される。 尚、 ハウジング 9の内部はシール部材 1 1によってシール される。 また、 回転軸 5 cと気体分散板 3との間はラビリンスシールによってシ —ルされる。
回転軸 5 cのインペラ一 5 aより下方部位に、 スぺ一サ 1 3、 エアキヤヅプ 1 4、 及び回転ロー夕 4が固定される。 回転口一夕 4は、 気体分散板 3の上面と所 定の隙間を有し、 気体分散板 3の上面を覆うように配設される。
回転軸 5 cは、 図示されていない適宜の回転駆動手段に連結され、 回転駆動手 段によって回転駆動される。 回転軸 5 cの回転に伴い、 インペラ一 5 a、 ェアキ ヤップ 1 4、 及び回転ロー夕 4がー体となって高速回転する。 尚、 スクリーン 5 bの下端開口部は、 ィンペラ一 5 a及びエアキャップ 1 4との間にラビリンスシ ール （又は接触シール） を構成する。 また、 インペラ一 5 aと回転ロー夕 4は、 相互に異なる速度で回転させるようにしても良い （例えば、 回転口一夕 4の回転 速度をインペラ一 5 aの回転速度をよりも遅くする。 ） 。 この場合、 インペラ一 5 aの回転軸を内軸、 回転ロータ 4の回転軸を外軸とする二重軸構造とし、 各回 転軸をそれそれ回転速度の異なる回転駆動手段に連結すると良い。
スプレーノズル 7は、 例えば、 回転軸 5 cの軸心を中心とする所定半径の円に 対して、 接線方向にスプレー液を噴霧するように配置される （いわゆる夕ンジェ ンシャルスプレー） 。
流動化気体 （例えば熱風） は、 気体分散板 3を介して処理容器 1内に給気され る。 気体分散板 3から処理容器 1内に噴出した流動化気体は、 回転ロー夕 4の下 面と気体分散板 3の上面との間の隙間部を通り、 回転ロー夕 4の外周と処理容器 1の底部の内壁との間の隙間部を上昇し、 さらに、 解砕機構 5と処理容器 1の内 壁との間の空間部と、 ドラフトチューブ 6の外周と処理容器 1の内壁との間の空 間部を上昇して、 フィル夕一システム 2に達する。 そして、 フィル夕一システム 2で微粉等を濾過された後、 装置外部に排気される。 また、 解砕機構 5のインべ ラ一5 aの回転によるファン効果によって、 スクリーン 5 bの内側から外側への 気流が発生する。 これにより、 ドラフトチューブ 6の内部は周囲に比べてごく弱 い負圧になり、 ドラフトチューブ 6の上端部では周囲の粉粒体粒子を内部に吸引 する効果が得られる。 尚、 この吸引効果をさらに高めるため、 回転により、 上方 から下方への気流を生じされる翼状部分をインペラ一 5 aに一体に形成し、 ある いは、 翼状部材をインペラ一 5 a又はその回転軸 5 cに装着するようにしても良 い。
図 1に示すように、 処理容器 1内に投入された粉粒体粒子 Pは、 回転口一夕 4 の外周と処理容器 1の底部の内壁との間の隙間部、 解砕機構 5と処理容器 1の内 壁との間の空間部、 ドラフトチューブ 6の外周と処理容器 1の内壁との間の空間 部を上昇する上昇気流に乗って上昇し、 処理容器 1内をある程度上昇した後、 自 重によって下降し、 さらに上記の吸引効果を受けて、 ドラフ トチューブ 6の内部 に流入する。 そして、 ドラフトチューブ 6内に流入した粉粒体粒子 Pは、 ドラフ トチューブ 6内を下降して解砕機構 5に達し、 ィンぺラー 5 aの回転に伴う遠心 効果を受け、 所定径の多数の孔を有するスクリーン 5 bを通過する際に二次凝集 部分ゃ団粒部分が解砕されて、 単粒子状または所定粒径に粒子に分散される。 解砕機構 5を通過した粉粒体粒子 Pは、 回転口一夕 4の遠心効果によって再び 上記の上昇気流に戻される。 このようにして、 処理容器 1内の粉粒体粒子 Pに、 回転口一夕 4の外周と処理容器 1の底部の内壁との間の隙間部、 解碎機構 5と処 理容器 1の内壁との間の空間部、 ドラフトチューブ 6の外周と処理容器 1の内壁 との間の空間部を上昇し、 ドラフトチューブ 6の内部に沿って下降する方向に浮 遊循環する流動層が形成される。
回転ロー夕 4の遠心効果によって上記の上昇気流に戻された粉粒体粒子： Pは、 この位置で、 スプレーノズル 7からスプレー液の噴霧を受ける。 スプレーノズル 7から噴霧されるスプレー液のミストによって粉粒体粒子 Pが湿潤を受けると同 時に、 スプレー液中に含まれるコーティング基材が粉粒体粒子 Pの表面に付着し
(コーティング処理時） 、 あるいは、 スプレー液中に含まれるバインダー基材に よって複数の粒子が凝集して所定径の粒子に成長する （造粒処理時） 。 そして、 スプレー液の噴霧を受けた粉粒体粒子 Pは、 ドラフトチューブ 6の外周と処理容 器 1の内壁との間の空間部を上昇する際に乾燥を受け、 再びドラフトチューブ 6 の内部に流入する。
上記のようにして、 解碎→スプレ一液噴霧 乾燥というサイクルを連続して行 うことによって、 微小粒径の単粒子に対するコーティング処理が可能となり、 あ るいは、 仕上がり粒子径の小さな粒子の造粒処理が可能なる。 例えば、 コーティ ング処理の場合、 粒子径 1 0 0 m以下、 特に粒子径 5 0 zm以下 （例えば 1 0 〃m程度） の単粒子 （核粒子） に二次凝集を生じさせることなくコ一ティング被 膜を形成することが可能である。 また、 造粒処理の場合、 仕上がり粒子径 1 0 0 z m以下、 特に仕上がり粒子径 5 0 /zm以下の粒子をシャープな粒度分布で収率 良く製造することが可能である。 尚、 スプレーノズル 7は、 粉粒体粒子の流動層 に対して上方から下方に向けてスプレ一液を噴霧するように配設しても良い （い わゆるトヅプスプレー） 。
図 3は、本発明の他の実施例に係る流動層装置を示している。この実施例では、 複数の歯を有する口一夕 1 5 aとステ一夕（外ステ一夕 1 5 b、内ロー夕 1 5 c ) とを備えた解砕機構 1 5を採用している。
図 4に示すように、 口一夕 1 5 aは、 円盤状の基部 1 5 a 1と、 基部 1 5 a 1 の上面から上方に一体に延びた複数の櫛状歯 1 5 a 2とを備えている。 基部 1 5 a 1の中心部には、 例えば回転軸 5 cにキー結合されるボス部 1 5 a 1 1が形成 され、 基部 1 5 a 1の上面の外周部には下面側に向かって傾斜するテーパ面 1 5 a 1 2が形成されている。 櫛状歯 1 5 a 2は、 同心状に配列された外歯 1 5 a 2 1、 中歯 1 5 a 2 2、 内歯 1 5 a 2 3で構成される。 外歯 1 5 a 2 1、 中歯 1 5 a 2 2 s 内歯 1 5 a 2 3は、 それそれ、 円周方向に所定間隔で分散された状態で 複数形成されている。図 1に示すように、口一夕 1 5 aは回転軸 5 cに連結され、 その下面は回転口一夕 4の上面にあてがわれる。
図 5に示すように、 外ステ一夕 1 5 bは、 円周方向に所定間隔で配列された複 数の歯 1 5 b 1と、 各歯 1 5 b 1の下端を一体に連続される下側環状部 1 5 b 2 と、 各歯 1 5 b 1の上端を一体に連続される上側環状部 1 5 b 3と、 上側環状部 1 5 b 3に一体に設けられたフランジ 1 5 b 4とを備えている。 円周方向に隣接 する歯 1 5 b 1と歯 1 5 b 1の間は窓状の空間部 1 5 b 5になっている。
図 6に示すように、 内ステ一夕 1 5 cは、 円周方向に所定間隔で配列された複 数の歯 1 5 c 1と、 各歯 1 5 c 1の下端を一体に連続される下側環状部 1 5 c 2 と、 各歯 1 5 c 1の上端を一体に連続される上側環状部 1 5 c 3と、 上側環状部 1 5 c 3に一体に設けられたフランジ 1 5 c 4とを備えている。 円周方向に隣接 する歯 1 5 c 1と歯 1 5 c 1との間は窓状の空間部 1 5 c 4になっている。 内ス テ一夕 1 5 cの歯 1 5 c 1のピッチ円直径は、 外ステ一夕 1 5 bの歯 1 5 b 1の ピッチ円直径よりも小径である。
図 7に示すように、 外ステ一夕 1 5 bと内ステ一夕 1 5 cは、 歯 1 5 c 1を歯 1 5 b 1の内周側に組み入れると共に、 フランジ 1 5 b 4をフランジ 1 5 c 4フ ランジの下面にあてがった状態で、 ボルト 1 6にて、 ドラフトチューブ 6の下端 部に固定される。 この状態で、 外ステ一夕 1 5 bの歯 1 5 b 1は口一夕 1 5 aの 外歯 1 5 a 2 1と中歯 1 5 a 2 2との間に所定の隙間を介して挿入され、 内ステ 一夕 1 5 cの歯 1 5 c lは口一夕 1 5 aの中歯 1 5 a 2 2と内歯 1 5 a 2 3との 間に所定の隙間を介して揷入される。
回転軸 5 cの回転に伴い、 ロー夕 1 5 aが外ステ一夕 1 5 b及び内ステ一夕 1 5 cに対して高速で相対回転すると、 ロー夕 1 5 aの回転に伴う夕一ビュランス 効果によって、 粉粒体が解砕機構 1 5の内部に吸い込まれる。 そして、 その吸い 込まれた粉粒体は、 口一夕 1 5 aの回転に伴う遠心力によって、 ロー夕 1 5 aの 外歯 1 5 a 2 1、 中歯 1 5 a 2 2、 内歯 1 5 a 2 3と、 外ステ一夕 1 5 bの歯 1 5 b 1及び内ステ一夕 1 5 cの歯 1 5 c 1との間から外径側に押し出され、 その 際に、 二次凝集部分ゃ団粒部分が解砕されて、 単粒子状または所定粒径の粒子に 分散される。
解砕機構 1 5を通過した粉粒体粒子は、 回転口一夕 4の遠心力によって、 ドラ フトチューブ 6の外周と処理容器 1の内壁との間の空間部を上昇する上昇気流に 戻されるが、 この実施例では、 口一夕 1 5 aの外周部にテーパ面 1 5 a 1 2を設 けているので、 解砕機構 1 5を通過した粉粒体粒子はテーパ面 1 5 a 1 2の案内 作用によって、 回転ロー夕 4の上面に円滑に乗り移ることができる。
また、 この実施例では、 回転に伴い上方から下方へ向かう気流を発生させる翼 状部材 1 7を回転軸 5 cの上端部に装着している。 解砕機構 1 5の夕一ビュラン ス効果に、 翼状部材 1 7の回転によって生じる気流の吸引作用を付加することに より、 ドラフトチューブ 6の上端部周辺の粉粒体粒子をドラフトチューブ 6の内 部に効果的に吸引することができる。
さらに、 この実施例では、 ドラフトチューブ 6の上端部近傍に位置する処理容 器 1の内壁に、 上方に向かって漸次縮径する円錐テ一パ状の案内面 1 aを設けて いる。 ドラフトチューブ 6の外周と処理容器 1の内壁との間の空間部を上昇する 上昇気流に乗って上昇する粉粒体粒子を、 円錐テーパ状の案内面 1 aによってド ラフトチューブ 6の方向に案内することにより、 粉粒体粒子をドラフトチューブ 6の内部に円滑に流入させることができる。
その他の事項は、 図 1及び図 2に示す実施例と同様であるので重複する説明を 省略する。 また、 図 3において、 図 1及び図 2に符号を付して示した部材又は部 分と実質的に同一の部材又は部分は同一の符号を付して示す。

Claims

請求の範囲
1 . 処理容器と、 該処理容器の内部に配設されたドラフ トチューブと、 粉' 粒体粒子の凝集を機械的な解砕力によって分散する解碎機構とを備え、
前記処理容器の底部から導入された流動化気体によって、 該処理容器内の粉粒 体粒子に、 該処理容器の内壁と前記ドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、 前記ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成し、
前記ドラフ トチューブの内部に沿って下降する前記粉粒体粒子の凝集を前記解 砕機構によって分散することを特徴とする流動層装置。
2 . 前記解碎機構は、 解砕羽根を有するインペラ一を備えていることを特 徴とする請求の範囲 1に記載の流動層装置。
3 . 前記解砕機構は、 前記インペラ一の解砕羽根と所定の間隙を設けて配 設されたスクリーンをさらに備えていることを特徴とする請求の範囲 2に記載の
4 . 前記解碎機構は、 同心状に配設され且つ複数の歯を有するロー夕及び ステ一夕とを備えていることを特徴とする請求の範囲 1に記載の流動層装置。
5 . 前記解碎機構を通過した粉粒体粒子を遠心力によって、 前記流動化気 体の上昇気流に送る回転ロー夕を備えていることを特徴とする請求の範囲 1から 4の何れかに記載の流動層装置。
6 . 前記処理容器の内部で流動循環する粉粒体粒子に向けてスプレー液を 噴霧するスプレーノズルを備えていることを特徴とする請求の範囲 1から 5の何 れかに記載の流動層装置。
7 . 前記スプレーノズルは、 前記解砕機構を通過した粉粒体粒子にスプレ 一液を噴霧可能に配設されていることを特徴とする請求の範囲 6に記載の流動層
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