(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を混合したスラリー状の液体を噴霧乾燥するための噴霧乾燥装置において、噴霧乾燥装置本体からの空気排出配管内の温度を出口温度として検出し、該出口温度を一定に保つようにバーナーの開度を調整する手段と、排風機モーターにインバーターを取り付け、噴霧乾燥中の噴霧乾燥装置内の圧力を一定に保つように排風機モーターの回転数を調整する手段と、スラリー供給ポンプモーターにインバーターを取り付け、噴霧乾燥中のスラリー供給流量を一定に保つようにスラリー供給ポンプモーターの回転数を調整する手段とを有することを特徴とする噴霧乾燥装置。
【請求項２】
請求項１記載の噴霧乾燥装置を用い、噴霧乾燥開始時に水を噴霧し、温度が安定した後でスラリー状液体の噴霧に切り換えることを特徴とする噴霧乾燥方法。
【請求項３】
請求項１記載の噴霧乾燥装置を用い、噴霧乾燥終了時に水を噴霧して、スラリー供給配管、噴霧盤を洗浄することを特徴とする噴霧乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬剤、食料品等の原液や、セラミックスラリー等を噴霧乾燥するための噴霧乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２に従来の噴霧乾燥装置の概略図を示す。セラミックスの粉体とバインダーや水等の混合物であるセラミックスラリーは貯蔵タンク１９よりポンプ２０にて噴霧乾燥装置本体１に供給される。供給されたスラリーは噴霧乾燥装置上部に取り付けられている噴霧装置１８にて噴霧乾燥装置本体１内に霧状に噴霧される。
【０００３】
一方、ガス供給口９から供給されるガスと燃焼ブロアー６から供給される空気とをガス調整弁５により調整後バーナー３に供給される。バーナー３には空気フィルター７から吸入された空気が送風機用ダンパー８にて空気供給量を調整された後、送風機２により送られ熱せられた後、熱風フィルター４で異物除去され、熱風供給配管３４を通って噴霧乾燥装置本体１内へ供給される。
【０００４】
熱風供給配管３４には熱風温度を測定するための入口温度計１５と圧力を計測するための入口圧力計１４が取り付けられている。その熱風により噴霧されたスラリーは乾燥し、粉体は噴霧乾燥装置下部排出口３５より排出され水分を含んだ空気は排風機１１にて排風機用ダンパー１３で排気量が調整され排出口１２より排出される。途中空気中に含まれている微粉についてはサイクロン部１０にて回収される。
【０００５】
また噴霧乾燥装置本体１には本体内圧を計測するための本体内圧力計１６、空気排出配管３６には温度計測のための出口温度計１７が取り付けられている。
【０００６】
従来、噴霧乾燥条件はスラリー供給ポンプ２０のモーター回転数にて決まるスラリーの供給量、スラリー噴霧装置１８に取り付けられている噴霧盤の形状及び回転数、出口温度計１７で計測される出口温度、本体内圧計１６で計測される噴霧乾燥装置内圧力にて決定される。
【０００７】
図６に従来の噴霧開始時温度変化を示す。噴霧乾燥開始時は、乾燥温度が設定値になればスラリー供給ポンプ２０を動かしスラリーを供給していた。その際必要となる出口温度の温度調整作業は作業者により行われる。
【０００８】
また噴霧乾燥中についてもこの出口温度を一定温度に合わせる必要があるため、作業者が出口温度を一定時間毎に確認し、出口温度が噴霧条件である乾燥温度からずれていた場合、入口温度の設定を変化させてガス調整弁５の開閉を行い出口温度を変化させると言う作業が必要となる。
【０００９】
噴霧乾燥装置内圧力については、送風機前ダンパー８を一定量開いた状態で、図４に示すように排風機モーターへの電気供給３０量は変化させずに、空気供給口２８から供給され、空気排出口２９から排出される空気量を排風機前に取り付けられたダンパー１３の開度調整により変化させ、噴霧乾燥装置内圧力を調整、変更するようになっている。
【００１０】
噴霧乾燥終了時は、各装置の停止作業を行った後でスラリー供給配管への水送り、及び各装置の水洗作業を行っていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来、噴霧乾燥開始については設定温度になった時点もしくは設定温度より数℃高くなった時点でスラリー供給を行っていた。そのため、図６に示すように常温のスラリーが高温になった噴霧乾燥装置内に供給されることになり、出口温度が急激に低下し、噴霧乾燥開始時に乾燥された粉体は最適な噴霧条件からはずれると言ったことがおこる。この出口温度の低下を防ぐため、出口温度を常に一定に合わす為の調整作業を作業者が行わなくてはならないという問題があった。
【００１２】
また噴霧乾燥中、スラリー供給ポンプ２０の不良によりモーター回転が変化した場合、スラリー供給流量を確認し、スラリー供給ポンプ２０のモーター回転数を変化させる作業が必要であった。
【００１３】
また外気温の変化により入口温度は変化しない状況で、出口温度だけが変化した場合、噴霧条件である出口温度を変更するには入口温度の設定を変化させる必要があり温度の監視業務が必要であった。
【００１４】
噴霧乾燥装置内圧力については、送風機２、排風機１１のモーターをフル回転させ風量を各装置前に取り付けたダンパー８，１３にて調整しているため、供給する空気の異物除去のために取り付けられている空気フィルター７の目詰まりにより供給空気量が変化した場合、同じダンパー開度では噴霧乾燥装置内圧力が変わるといった問題があった。
【００１５】
噴霧乾燥終了時については、スラリー供給配管内のスラリー残り、噴霧盤のスラリー付着があり、終了後短時間中に洗浄を行わないと配管内の詰まり、噴霧盤へのスラリー固着が発生すると言った問題があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、粉体を混合したスラリー状の液体を噴霧乾燥するための噴霧乾燥装置において、噴霧乾燥装置本体からの空気排出配管内の温度を出口温度として検出し、これを一定に保つようにバーナーの開度を調整する手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、スラリー供給流量については、スラリー供給ポンプモーターにインバーターを取り付け、スラリー供給ポンプモーター回転数を調整する手段を有することにより、噴霧乾燥中の流量を一定に保ち、流量が変化しないようにした。
【００１８】
さらに、噴霧乾燥装置内圧力については、排風機モーターにインバーターを取り付け、排風機モーターの回転数を自動的に調整する手段を有することにより、別要因による噴霧乾燥装置内圧力の変化を防ぎ、噴霧乾燥中の噴霧乾燥装置内圧力を一定に保つようにした。
【００１９】
また本発明は、上記噴霧乾燥装置を用いて、噴霧開始時の急激な温度変化を防ぐため、噴霧乾燥開始時にまず水噴霧を行い、温度が安定した状態でスラリーを供給するようにした噴霧乾燥方法を特徴とする。。
【００２０】
さらに、噴霧乾燥終了時にも水噴霧を行い、スラリー供給配管、噴霧盤を洗浄することにより、配管内のスラリー残り、噴霧盤へのスラリー固着を防止するようにした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の噴霧乾燥装置を図１に示す。
【００２２】
本発明の噴霧乾燥装置は基本的に図２に示す従来のものと同様の構造であり、これとの相違点について説明する。まず従来の装置に対してスラリー供給ポンプ２０にスラリー供給用インバーター２５を取付、スラリー供給用ポンプ２０とスラリー噴霧装置１８の間には流量計２６を取付た。
【００２３】
スラリー供給流量については流量設定器にて設定した流量と流量計２６にて測定した流量とに差があった場合は、スラリー供給用インバーター２５にてスラリー供給ポンプ２０のモーター回転数を変化させ差を無くすような動きをさせるようにした。このようにすることで噴霧乾燥中のスラリー供給流量の確認作業、スラリー供給流量が変化していた場合のスラリー供給ポンプ２０の回転数を変化させる作業を行う必要が無くなった。
【００２４】
また、送風機用ダンパー８，排風機用ダンパー１３は全開もしくは取り外しを行い、送風機用インバーター２３、排風機用インバーター２４が取り付けられている。
【００２５】
本発明の排風機コントロール装置を図３に示す。噴霧乾燥装置内圧力については、本体内圧計１６からの計測値と排風機コントロール用設定器２７にて設定した噴霧乾燥装置内圧力に対してズレが発生した場合排風機用インバーター２４にて排風機１１のモーター回転数を自動的に変化させ排風量を変え設定内圧に戻るような動きをさせるようにした。このようにすることで噴霧乾燥中の噴霧乾燥装置内圧力の確認作業、調整作業を行う必要が無くなった。
【００２６】
また送風機２についても使用電力を削減させる目的で送風機用インバーター２３にて送風機２のモーター回転を落とした状態で送風を送るようにした。
【００２７】
次に本発明の噴霧乾燥装置における噴霧乾燥開始時温度変化を図５に示す。噴霧乾燥開始時は、記録計もしくは温度設定器のアラーム等の出力信号を利用し、実際の乾燥温度より高い温度を２点設定しておき２点の内高い温度を上昇目標温度３１、低い温度を水噴霧温度３２とし、装置稼働時出来るだけ短時間で温度を上昇させるため常温から上昇目標温度３１まで温度を上昇させるような動きをとる。この温度上昇途中、水噴霧温度３２に達した時点で水供給口２１から噴霧乾燥装置本体内１に水を微量供給し水を噴霧する。またその時点で温度の設定については上昇目標温度３１から乾燥温度３３に変化させ、水を噴霧した状態で出口温度は乾燥温度３３へと下降させる。そして乾燥温度３３になった時点で水からスラリーに切替てスラリー供給を行う。その際切替後一定時間は配管内に残っている水を噴霧する事となるため、水噴霧と同量の流量でスラリー供給ポンプ２０を動かし、スラリー供給を行う。このようにすることで、スラリー供給時の急激な出口温度の低下を防ぐことが出来る。
【００２８】
また噴霧乾燥中の出口温度については、出口温度設定器により設定された温度に対して温度のずれが発生した場合は、ガス調整弁５のガス開度を自動調整させ、設定温度に戻るような自動制御を行わせている。このようにすることで噴霧乾燥中の出口温度の確認作業、調整作業を行う必要が無くなった。
【００２９】
噴霧乾燥終了時については、スラリー供給流量を測定する流量計２６にて流量がゼロになった時点で水を供給ポンプ２０にて噴霧乾燥装置に供給するような動作をさせている。ただしその際の水供給量については、スラリーの水分量より少なくしなければ、乾燥せずに水が噴霧乾燥装置本体下部排出口３５から落ちてしまう。またその際水供給量が少なく配管内の洗浄が不十分である場合は、噴霧乾燥装置へのスラリー供給部から排水側２２への配管を行い、一定時間水噴霧後噴霧乾燥装置から排水側２２へ水の供給を変更させ配管洗浄をさせても良い。
【００３０】
このような動作を行うことにより、噴霧乾燥中のスラリー供給流量の安定、本体内圧の安定、出口温度の安定が可能となる。また噴霧開始時の出口温度の変化を押さえることが出来ると共に噴霧終了時の洗浄についても自動で行えるようになる。
【００３１】
【実施例】
本発明の噴霧乾燥装置を用い、実際に噴霧条件としてスラリー供給流量３．０Ｌ／ｍｉｎ、内圧−２．２ｍｍＨ2 Ｏ、出口温度１００℃の設定値にてセラミックスラリーを供給し、噴霧乾燥させ、噴霧乾燥開始時の乾燥温度変化、噴霧乾燥装置内圧変化、供給流量変化、及び噴霧乾燥開始時と途中の特性について比較を行った。
【００３２】
結果、図７に従来例及び本発明実施例の温度チャートを示す。従来例では噴霧開始時の入口温度が上下しているがこれは出口温度を合わせるため作業者が入口温度設定を変えているためであり、調整作業をしているのも関わらず出口温度については、スラリーを供給する事により乾燥温度より低くなる傾向があった。しかし本発明実施例では、噴霧開始時水噴霧を実施しているためスラリー供給後の出口温度バラツキが少なくなった。
【００３３】
同様に噴霧乾燥装置内圧力、スラリー供給流量についてもインバーター２４，２５にて自動調整を行っていることにより噴霧乾燥中の圧力、流量バラツキが無くなった。
【００３４】
表１に従来例、本発明実施例の時間に伴う噴霧乾燥装置出口温度と粉体内水分量の変化、図８にそれをグラフ化したものを示す。従来例では外要因により出口温度が噴霧開始４時間後から低下し、そのことにより噴霧乾燥されて出来た粉体の残水率が上昇している。それに対して本発明実施例では出口温度の変化に対してガス調整弁５の開度を自動で変化させている事により出口温度バラツキが無くなり、結果噴霧乾燥されて出来た粉体の残水率についても変化は無く噴霧乾燥中は安定した品質の粉体が得られることが確認できた。
【００３５】
また表２に送風機、排風機電力費の比較を示す。送風機２，排風機１１をインバーター制御する事により使用電流値が送風機ではダンパー８を使用して送風量を決めていた時の電流値５アンペアに対しインバーター２３にて送風量を調整する事により３アンペアとなり電流値が２アンペア少なくなった。また排風機も同様にダンパー１３を使用した場合２５アンペアであったのに対し、インバーター２４で調整する事により４アンペアとなり電流値が２１アンペア少なくなり送風機２、排風機１１とも電力費が削減できた。
【００３６】
【表１】
0003652174.tif 000002
【００３７】
【表２】
0003652174.tif 000003
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、噴霧乾燥装置における乾燥時の出口温度、スラリー供給流量、噴霧乾燥装置内圧について自動調整を行うことにより、噴霧乾燥中の作業者による調整、監視の必要もなく、安定した特性の粉体を得ることが出来る。同時にインバーターによる自動調整により電力費の削減も可能である。
【００３９】
また本発明によれば、スラリー供給の前に水噴霧を行い、温度が安定してからスラリーに切り換えることによって、噴霧乾燥開始時の温度調整も不要となり、噴霧開始時から安定した粉体を得られることがわかった。
【００４０】
さらに噴霧乾燥終了時に水噴霧を行うことにより、噴霧乾燥終了後の供給配管、噴霧盤の洗浄作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の噴霧乾燥装置を示す概略図である。
【図２】従来の噴霧乾燥装置を示す概略図である。
【図３】本発明の排風機コントロール装置を示す概略図である。
【図４】従来の排風機コントロール装置を示す概略図である。
【図５】本発明の噴霧開始時の温度変化を示す概略図である。
【図６】従来の噴霧開始時の温度変化を示す概略図である。
【図７】従来例及び本発明実施例の温度チャートを示す概略図である。
【図８】噴霧乾燥装置出口温度、残水率変化を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・噴霧乾燥装置本体
２・・・送風機
３・・・バーナー
４・・・熱風フィルター
５・・・ガス調整弁
６・・・燃焼ブロアー
７・・・空気フィルター
８・・・送風機用ダンパー
９・・・ガス供給口
１０・・サイクロン
１１・・排風機
１２・・排気口
１３・・排風機用ダンパー
１４・・入口圧力計
１５・・入口温度計
１６・・本体内圧計
１７・・出口温度計
１８・・スラリー噴霧装置
１９・・スラリー貯蔵タンク
２０・・スラリー供給ポンプ
２１・・水供給口
２２・・洗浄水排水口
２３・・送風機用インバーター
２４・・排風機用インバーター
２５・・スラリー供給ポンプ用インバーター
２６・・流量計
２７・・排風機コントロール用設定器
２８・・空気供給口
２９・・空気排気口
３０・・電気供給
３１・・上昇目標温度
３２・・水噴霧温度
３３・・乾燥温度
３４・・熱風供給配管
３５・・噴霧乾燥装置下部排出口
３６・・空気排出配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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