特許 6422716 流動層装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6422716

(24)【登録日】2018年10月26日

(45)【発行日】2018年11月14日

(54)【発明の名称】流動層装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 2/16 20060101AFI20181105BHJP

   B01J 2/00 20060101ALI20181105BHJP

   F26B 3/08 20060101ALI20181105BHJP

【ＦＩ】

   B01J2/16

   B01J2/00 B

   F26B3/08

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-196886(P2014-196886)

(22)【出願日】2014年9月26日

(65)【公開番号】特開2016-67971(P2016-67971A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】591011384

【氏名又は名称】株式会社パウレック

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 浩司

(72)【発明者】

【氏名】長門 琢也

【審査官】 小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１７２３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０２６３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４９３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０２０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１４７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７２１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０６１７３５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２／００− ２／３０

Ｂ０１Ｊ ８／００− ８／４６

Ｆ２６Ｂ １／００−２５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉粒体を気体により浮遊流動させながら、造粒、コーティング、及び乾燥のうち少なくとも一の処理を行う流動層容器と、該流動層容器に前記気体を供給する給気部とを備えた流動層装置において、
前記給気部は、前記気体を所定温度に加熱する加熱手段と、該加熱手段で加熱された気体を前記流動層容器に流通させる気体供給路と、該気体供給路の外周面を所定の間隔部を隔てて包囲する包囲体と、
前記気体供給路を通過する気体の一部を前記間隔部に分岐させる分岐部と、
前記流動層容器に接続されて前記流動層容器内の気体を排気する排気路と、
前記間隔部と前記排気路とを繋ぐバイパス経路と
を備え、
前記分岐部で分岐した気体は、前記気体供給路を通過する気体の流れの方向に関して、上流側となる前記間隔部の部位から前記間隔部に供給され、下流側となる前記間隔部の部位から前記バイパス経路に流通することを特徴とする流動層装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医薬品製造、食品製造、農薬製造等の各種分野において、粉粒体の造粒、コーティング、乾燥を行う流動層装置に関する。

【背景技術】

【0002】

流動層装置は、一般に、流動層容器の処理室の底部から導入した気体（流動化気体）によって、処理室内で粉粒体を浮遊流動させて流動層を形成しつつ、造粒、コーティング、乾燥を粉粒体に行うものである。この種の流動層装置には、粉粒状粒子の転動、噴流、及び撹拌等を伴うものも含まれる（複合型流動層装置と呼ばれている）。

【0003】

この種の流動層装置では、最適な条件で処理を行うために、流動層容器に供給する気体を加熱する加熱手段や制御部が配置され、所定温度に加熱された気体を供給するようにしている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０９−０９４４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年は、処理の対象となる粒状体の粒子径が小さくなり、流動層容器に供給する気体の量が少なくなることがある。また、加熱手段と流動層容器との間の気体供給路の途中に、気体の供給量を調整するダンパや、緊急時に気体供給路を遮断する遮断弁等が付加されることもあり、加熱手段から流動層容器までの距離が長くなっている。そのため、加熱手段において加熱された気体は、気体供給路中において熱量が損失し、流動層容器に達する際には、気体の温度が低下するという問題があった。ここで、流動層装置の立ち上げ時には、流動層容器の内部を所定温度にするために、予熱処理が行われる。そのため、流動層容器に供給される気体の温度が低下すれば、流動層容器の内部を所定温度に上昇させるのに時間がかかり、時間的、エネルギー的な損失が生じるという問題がある。

【0006】

例えば、流動層容器に供給する加熱された気体の量を多くすることや、加熱手段による加熱温度を高くすることで、気体の温度低下を防止することが考えられる。しかしながら、これらの対応は、気体を加熱するのに必要なエネルギーが増加するため、エネルギーの効率化の観点からは好ましくない。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑み、気体を加熱するエネルギーを増加することなく、気体供給路中における加熱された気体の温度低下を抑制することができる流動層装置を提供することを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明にかかる流動層装置は、粉粒体を気体により浮遊流動させながら、造粒、コーティング、及び乾燥のうち少なくとも一の処理を行う流動層容器と、この流動層容器に気体を供給する給気部とを備えた流動層装置において、給気部は、気体を所定温度に加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱された気体を流動層容器に流通させる気体供給路と、気体供給路の外周面を所定の間隔部を隔てて包囲する包囲体とを備えることを特徴とする。

【0009】

このような構成によれば、加熱手段で加熱された気体が流通する気体供給路は、包囲体によって所定の間隔部を隔てて包囲されるため、間隔部による断熱・保温効果を得ることができる。そのため、加熱手段において気体を加熱するエネルギーを増加することなく、気体供給路を流通する気体の温度低下を抑制することができる。また、このような包囲体を、加熱手段と流動層容器の間の気体供給路に備えることにより、気体供給路は、加熱手段によって加熱された気体を、温度を低下させることなく流動層容器に供給することが可能となる。さらに、このように、加熱された気体を、温度を低下させることなく流動層容器に供給することができるため、流動層装置の立ち上げ時には、予熱時間を短縮することが可能となる。

【0010】

また、気体供給路を通過する気体の一部を間隔部に分岐させる分岐部と、流動層容器に接続されて流動層容器内の気体を排気する排気路と、間隔部と排気路とを繋ぐバイパス経路とを備えることが好ましい。これによって、気体供給路内を加熱された気体が流通することに加えて、加熱された気体の一部が、分岐部によって分岐して気体供給路と包囲体との間の間隔部を通過するため、気体供給路内を通過する気体の温度を維持することができる。これによって、加熱された気体を、温度を低下させることなく流動層容器に供給することができる。このとき、分岐部において分岐した気体は、バイパス経路を通って排気される、加熱された気体の一部であるため、気体供給路内の気体の温度を低下させないための新たなエネルギーを必要とするものでもない。

【0011】

以上のように、本発明によれば、気体を加熱するエネルギーを増加することなく、気体供給路中における加熱された気体の温度低下を抑制することができる流動層装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第一の実施形態にかかる流動層装置を模式的に示す概略断面図である。

【図2】本発明の第二の実施形態にかかる流動層装置を模式的に示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明にかかる流動層装置の実施形態について各図面に基づいて説明する。

【0014】

図１に示すように、本発明の第一実施形態にかかる流動層装置１は、筒状の流動層容器１０と、流動層容器１０内に気体を供給する給気部２０と、流動層容器１０内の気体を排気する排気部３０とを備えている。なお、流動層容器１０、給気部２０、及び排気部３０の相互の位置関係は、図１に示す配置に限定されるものではない。

【0015】

流動層容器１０は、下から順に、給気室１１と、粉粒体Ｍの造粒又はコーティングを行う処理室１２と、排気室１３とに区分される。給気室１１と処理室１２との間は、パンチングメタル等の多孔板（または金網）で構成された気体分散板１４で仕切られている。給気室１１には、給気部２０から熱風等の気体が供給され（図中の矢印Ａ）、この気体が気体分散板１４を介して処理室１２に導入される（図中の矢印Ｂ）。

【0016】

処理室１２には、スプレー液（膜剤液、結合剤液等）を噴霧する図示しないスプレーノズルが設置されており、給気室１１から供給された気体により、粉粒体Ｍを浮遊流動させながら造粒又はコーティングを行うようになっている。

【0017】

処理室１２と排気室１３との間は、固気分離用のフィルター部１５を介して連通している。そして、フィルター部１５によって、処理室１２の粉粒体Ｍを含む固気混合気体から気体を分離した後、その分離した気体を排気室１３に導入するようになっている（図中の矢印Ｃ）。なお、本実施形態においては、流動層容器１０の内周面に設けられた図示しないリング状のシール部をフィルター部１５に当接させることにより、処理室１２と排気室１３との間が仕切られている。また、フィルター部１５は、複数のバグフィルターと、この複数のバグフィルターを吊下げ支持する図示しないフィルター支持部とから構成されている。

【0018】

給気部２０は、図示しない給気ブロワーによって吸引される気体（空気）を所定温度に加熱するヒーターを内蔵する加熱手段としての加熱ユニット２１と、加熱ユニット２１で加熱された気体を流動層容器１０の給気室１１に流通させる気体供給路２２と備える。気体供給路２２は、例えばステンレス等の管状の金属体で形成される。本実施形態においては、気体供給路２２は、流動層容器１０の給気室１１の側面に、気体を流通可能に接続される。

【0019】

また、気体供給路２２には、気体供給路２２の外周面を所定の間隔部Ｄ１を隔てて包囲する包囲体２３が設けられる。包囲体２３は、例えばステンレス等の金属体で形成される。このように、気体供給路２２と包囲体２３とによって、二重管が形成される。なお、本実施形態においては、気体供給路２２と包囲体２３との間の間隔部Ｄ１には、空気が充填される。

【0020】

一方、排気部３０は、流動層容器１０の排気室１３に接続されて流動層容器１０内の気体を排気する排気路３１を有し、排気路３１には図示しない集塵機や排気ブロワー等が接続される。

【0021】

次に、上記のように構成された流動層装置１の動作を説明する。

【0022】

まず、流動層装置１の流動層容器１０内で粉粒体Ｍの処理を行う際には、図１に示すように、処理室１２に収容された粉粒体Ｍが、気体分散板１４を介して流動層容器１０内に導入される気体によって浮遊流動される。浮遊流動させる粉粒体Ｍには、スプレーノズル（図示せず）からスプレー液（膜剤液、結合剤液等）が噴霧される。この状態では、スプレーノズルから噴霧されるスプレー液、例えば膜剤液のミストによって粉粒体Ｍが湿潤すると同時に、膜剤液中に含まれる固形成分が粉粒体Ｍの表面に付着し、乾燥固化されて、粉粒体Ｍの表面に被覆層が形成される（コーティング）。また、スプレーノズルから噴霧されるスプレー液の種類を、例えば、結合剤液に変更すれば、スプレー液のミストによって湿潤した粉粒体Ｍが付着凝集して成長し、乾燥されて所定径の粒子が得られる（造粒）。

【0023】

このような粉粒体Ｍのコーティングや、造粒等の処理を行っている間、処理室１２内で上昇する粉粒体Ｍを含む固気混合気体は、フィルター部１５のバグフィルターによって固気分離され、分離された気体が排気室１３に導入されると共に、排気路３１を通じて流動層容器１０の外部に排出される。さらに、上述のような一連の粉粒体Ｍの処理を行った後に、バグフィルターに付着した微粉を払い落とす払い落とし操作や洗浄処理が行われる。

【0024】

以下、給気部２０における気体の加熱処理について詳細を説明する。給気部２０においては、図示しない給気ブロワーによって吸引される気体（空気）が加熱ユニット２１によって所定温度に加熱される。所定温度に加熱された気体は、気体供給路２２を通過して、流動層容器１０の給気室１１に供給される。

【0025】

加熱ユニット２１において加熱された気体は、気体供給路２２の内部を流通する。このとき、気体供給路２２の周囲には、気体供給路２２の外周面を所定の間隔部Ｄ１を隔てて包囲する包囲体２３が設けられており、間隔部Ｄ１には空気が充填されている。そのため、気体供給路２２は、間隔部Ｄ１の空気による断熱・保温効果によって、気体供給路２２の内部を通過する加熱された気体の熱量の損失を抑制することができる。これによって、加熱ユニット２１で加熱された気体を、温度を低下させることなく流動層容器１０の給気室１１に供給することができる。

【0026】

ここで、流動層装置１は、立ち上げ時に、流動層容器１０の内部を所定温度にするために、予熱処理が行われる。そのため、流動層容器１０に供給される、加熱ユニット２１で加熱された気体が、気体供給路２２において放熱することで温度が低下すれば、流動層容器１０の内部を所定温度に上昇させるのに時間がかかり、時間的、エネルギー的な損失が生じてしまう。しかし、本実施形態にかかる流動層装置１においては、加熱ユニット２１で加熱された気体は、気体供給路２２における放熱量が少なくなるため、温度を低下させることなく流動層容器１０の給気室１１に供給することができる。これによって、流動層装置１の予熱時間を短縮することが可能となる。

【0027】

なお、包囲体２３は、図１に示すように、加熱ユニット２１と流動層容器１０との間の気体供給路２２を全体に亘って包囲してもよく、気体供給路２２の一部の領域を包囲してもよい。また、気体供給路２２と包囲体２３との間に形成される間隔部Ｄ１には、空気を充填することに限ることはなく、真空状態としてもよく、断熱材を充填してもよい。いずれにしても、間隔部Ｄ１は、気体供給路２２に対して断熱・保温効果を有するため、気体供給路２２の内部を通過する気体の温度低下を抑制することができる。

【0028】

続いて、本発明の第二実施形態にかかる流動層装置２について説明する。本実施形態においては、図２に示すように、筒状の流動層容器４０と、流動層容器４０内に気体を供給する給気部５０と、流動層容器４０内の気体を排気する排気部６０と、給気部５０と排気部６０とを繋ぐバイパス経路としてのバイパス部７０とを備えている。なお、流動層容器４０は、上述の実施形態における流動層容器１０と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、流動層容器４０、給気部５０、排気部６０、及びバイパス部７０の相互の位置関係は、図２に示す配置に限定されるものではない。

【0029】

給気部５０は、図示しない給気ブロワーによって吸引される気体を所定温度に加熱するヒーターを内蔵する加熱ユニット５１と、加熱ユニット５１で加熱された気体を流動層容器４０の給気室４１に流通させる気体供給路５２とを備える。気体供給路５２は、流動層容器４０の給気室４１（本実施形態においては、給気室４１の底面）に、気体を流通可能に接続される。流動層容器４０のする上流側の気体供給路５２には、給気室４１に供給する気体の流量や流速を調整する給気ダンパ５３が接続される。

【0030】

また、気体供給路５２には、気体供給路５２の外周面を所定の間隔部Ｄ２を隔てて包囲する包囲体５４が設けられる。さらに、気体供給路５２には、気体供給路５２を通過する気体の一部を間隔部Ｄ２に分岐させる分岐部５５が形成される。図２に示すように、本実施形態においては、分岐部５５は、加熱ユニット５１と包囲体５４との間に形成され、分岐部５５で分岐した分岐路５５ａは、包囲体５４の上流側の側面に形成される供給口５４ａに気体を流通可能に接続される。

【0031】

一方、包囲体５４の下流側には、端面に排出口５４ｂが形成され、バイパス部７０が連結される。ここで、バイパス部７０は、内部を気体が流通するバイパス路７１と、流通する気体の流量や流速を調整するバイパスダンパ７２とを備える。

【0032】

排気部６０は、流動層容器４０の排気室４２に接続されて流動層容器４０内の気体を排気する排気路６１を有し、排気路６１の途中に、バイパス路７１が合流する合流部６２が形成される。また、流動層装置２の排気室４２のすぐ下流の排気路６１には、排気される気体の流量や流速を調整する排気ダンパ６３が配置される。

【0033】

以下、本実施形態における流動層装置２の動作について説明する。給気部５０における気体の加熱処理は、上述の実施形態と同様に、図示しない給気ブロワーによって吸引される気体が加熱ユニット５１によって所定温度に加熱される。所定温度に加熱された気体は、分岐部５５において分岐し、一方の気体は、気体供給路５２を通過して、流動層容器４０の給気室４１に供給される。

【0034】

また、分岐部５５において分岐した他方の気体は、分岐路５５ａを通過して、供給口５４ａから間隔部Ｄ２に供給される。ここで、間隔部Ｄ２は、気体供給路５２の周囲に形成されている。そのため、間隔部Ｄ２に供給される気体によって、気体供給路５２の内部を通過する気体の温度低下を抑制することができる。詳しくは、間隔部Ｄ２内の気体は、加熱ユニット５１で加熱された気体の一部であり、気体供給路５２の内部を通過する気体と同じ温度であるため、気体供給路５２内の気体の熱量の損失を防止することができる。これによって、気体供給路５２内の気体の温度を、確実に所定の温度に維持することができる。

【0035】

間隔部Ｄ２内の気体は、排出口５４ｂからバイパス部７０のバイパス路７１を通り、排気部６０の排気路６１に合流して排気される。なお、バイパス部７０は、流動層容器４０に供給する気体の量を調整するために設けられる。各所に配置されたバイパスダンパ７２、給気ダンパ５３、及び排気ダンパ６３のそれぞれを適宜調整することによって、流動層容器４０に供給する気体の量を調整する。本実施形態においては、従来、バイパス部を通過して廃棄される気体を、間隔部Ｄ２を通過させることで、気体供給路５２内の気体の温度低下の防止に用いている。これによって、新たな熱源の設置や加熱エネルギーを用いることなく、気体供給路５２内を流通する気体の温度を維持することができる。

【0036】

本実施形態においては、分岐部５５で分岐した気体を、分岐路５５ａを通して包囲体５４の供給口５４ａから間隔部Ｄ２に供給したが、これに限ることはない。例えば、包囲体５４によって包囲される領域内の気体供給路５２に開口を形成することで、気体供給路５２内を通過する気体の一部を直接間隔部Ｄ２に分岐させてもよい。この場合には、気体供給路５２に形成される開口によって分岐部が形成される。

【0037】

また、本実施形態においても、包囲体５４は、加熱ユニット５１と流動層容器４０との間の気体供給路５２を全体に亘って包囲してもよい。この場合には、間隔部Ｄ２内の気体をバイパス路７１に流通するための排出口５４ｂを、包囲体５４の下流側の側面に形成することが好ましい。いずれにしても、間隔部Ｄ２は、気体供給路５２に対して保温効果を有するため、気体供給路５２の内部を通過する気体の温度低下を抑制することができる。

【0038】

以上述べてきたように、本発明にかかる流動層装置１は、給気部２０に、加熱ユニット２１で加熱された気体を流動層容器１０に流通させる気体供給路２２と、気体供給路２２の外周面を所定の間隔部Ｄ１を隔てて包囲する包囲体２３とを備えることを特徴とする。これによって、気体供給路２２と包囲体２３との間の間隔部Ｄ１に断熱効果を持たせることができるため、気体供給路２２を通過する気体の温度低下を抑制することができる。そのため、流動層容器１０に供給する気体の量が少なくなったり、気体を加熱する加熱ユニット２１と、流動層容器１０の給気室１１との距離が離れたりしても、加熱された気体の温度を低下させることなく流動層容器１０の給気室１１に供給することができる。このとき、供給する気体の量を増加したり、加熱ユニット２１による加熱温度を高くしたりすることはないため、気体を加熱するエネルギーを増加することはない。

【0039】

なお、上記の実施形態においては、給気部における二重管部の内管が、流動層容器の給気室の側面又は底面に、気体を流通可能に接続される例を示したが、各実施形態における例に限定されるものではなく、二重管部の内管は、流動層容器の給気室の側面及び底面のいずれに接続してもよい。

【0040】

ここで、本発明にかかる流動層装置は、粉末状の物質を用いるため、貯蔵や加工の際に、例えば、粉塵爆発等の爆発が起こるおそれがある。そのため、たとえ爆発が起きた場合であっても、内容成分が外部に放出されないように、閉鎖装置や爆発圧力に耐え得る比較的厚壁の部材で形成された流動層容器等を備えた流動層装置が用いられることがある。そこで、本発明にかかる流動層装置は、耐爆発性を有する部材で構成してもよい。この場合には、給気部における気体供給路は、耐爆発性を有する部材で構成することが好ましい。

【0041】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。なお、本発明は、上述したような流動層装置１に限ることはなく、転動流動層装置やワースター式流動層装置等の複合型流動層装置にも同様に適用できる。

【符号の説明】

【0042】

１ 流動層装置
１０ 流動層容器
２０ 給気部
２１ 加熱ユニット（加熱手段）
２２ 気体供給路
２３ 包囲体
Ｄ 間隔部
Ｍ 粉粒体

【図1】

【図2】