(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調合タンクａ…および調整タンクｂ等よりなる原料調整装置Ａにより原料とそれの溶媒とから液材料を調合して調整タンクｂ内に調整し、その調整タンクｂ内の液材料を、その調整タンクｂに接続した配管ｃによりシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に導き、そのシェル６０内に直立させて並設した複数のチューブ６１…のそれぞれの内壁面に対し、シェル６０内に導いた配管ｃの下流側に接続させて設けたノズルにより噴射して直接分配供給して各チューブ６１の内壁面にチューブ状の凍結層に凍結させ、この凍結層を凍結乾燥機ｆによりチューブ６１内で凍結乾燥させてチューブ状の乾燥品に乾燥し、そのチューブ状の乾燥品を凍結乾燥後にチューブ６１内から落下させて、粉砕機ｇにより粉砕処理して粉末製品とすることを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥方法。
【請求項２】
調合タンクａ…および調整タンクｂ等よりなる原料調整装置Ａにより、原料とそれの溶媒とから液材料を調合して調整タンクｂ内に調整し、その調整タンクｂ内の液材料を、その調整タンクｂに接続した配管ｃによりシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に導き、そのシェル６０内に直立させて並設した複数のチューブ６１…のそれぞれの内壁面に対し、シェル６０内に導いた配管ｃの下流側に接続させて設けたノズルにより噴射して直接分配供給してチューブ状の凍結層に凍結させ、この凍結層を凍結乾燥機ｆにより凍結乾燥させてチューブ状の乾燥品に乾燥し、そのチューブ状の乾燥品を、凍結乾燥後にシェル６０内のチューブ６１…から、シェル６０の下方に真空を保持するようにシェル６０に連続させて設けた乾燥製品受け７２内に落下させて、乾燥製品受け７２内に配設する破砕装置ｗにより破砕し、その破砕物をその乾燥製品受け７２の底面側に接続させた粉砕機ｇに送り込んで粉砕処理して粉末製品とすることを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥方法。
【請求項３】
原料調整装置Ａの調整タンクｂ内から調整した液材料を導く配管ｃの下流側を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に導き、そのシェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１…の上方に配設したディストリビュータ８０に接続し、それの下面側に、前記シェル６０内に並設した直立するチューブ６１…の各内壁面に対し液材料を噴霧するスプレーノズル８０ａ…を装設し、調整タンクｂ内の液材料を直接各チューブに対し分配供給するようにしたことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置。
【請求項４】
シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１…のそれぞれの内腔の軸心部位に、小径の噴霧ノズルパイプ１１０をそれぞれ配設して、それの筒壁に多数の噴霧孔１１１…を装設し、これら噴霧ノズルパイプ１１０…の上端側に、原料調整装置Ａの調整タンクｂから液材料を導く配管ｃの下流側を、直結または直結的に接続させたことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置。
【請求項５】
シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１…の、それぞれの内腔の軸心部位に、小径の支持杆１２０…を配設し、それら支持杆１２０…の各下端部に、各チューブ６１…内にチューブ状に凍結させて凍結乾燥する液材料の凍結層の下端側を各チューブ６１内の凍結層ごとに支承せしめる小型の支持棚７０ｂを、開閉する蝶弁状に形成してそれぞれ支持せしめ、それら蝶弁状の支持棚７０…のそれぞれに、それらを各別に開閉回動せる作動ワイヤーまたはエアー作動のアクチュエータを連繋したことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置。
【請求項６】
原料調整装置Ａの調整タンクｂから調整した液材料を導く配管ｃの下流側を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成シェル６０内に導き、その配管ｃの下流側に、シェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１のそれぞれの内壁面に液材料を噴射するノズルを装設し、シェル６０の下方に、そのシェル６０内に直立させて並設せるチューブ６１…の壁面に凍結させて乾燥させた液材料の乾燥品を受け入れる乾燥製品受け７２を、シェル６０に接続して真空に保持されるようにシェル６０に連続させて装設し、この乾燥製品受け７２内の上部に、シェル６０内のチューブ６１…から落下してくるチューブ状の乾燥製品を支承する支持棚７０を設け、これの下方に、チューブ状の乾燥製品を破砕するジェットノズル８２よりなる破砕装置ｗを装設したことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置。
【請求項７】
原料調整装置Ａの調整タンクｂから調整した液材料を導く配管ｃの下流側を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成シェル６０内に導き、その配管ｃの下流側に、シェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１のそれぞれの内壁面に液材料を噴射するノズルを装設し、シェル６０の下方に、そのシェル６０内に直立させて並設せるチューブ６１…の壁面に凍結させて乾燥させた液材料の乾燥品を受け入れる乾燥製品受け７２を、シェル６０に接続して真空に保持されるようにシェル６０に連続させて装設し、この乾燥製品受け７２内に、シェル６０内のチューブ６１から落下してくるチューブ状の乾燥製品を支承する支持棚７０と、シェル６０内のチューブ６１…から落下してくる乾燥製品を落下の過程でまたは落下後に破砕するジェットノズル８２よりなる破砕装置ｗとを装設し、この乾燥製品受け７２の底面側を、粉砕機ｇのホッパー５０に対し、バルブ８３を介して気密に接続させたことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、食品・薬品等を液状に調整して凍結乾燥機により凍結乾燥して、乾燥した製品とする食品・薬品等の凍結乾燥方法および凍結乾燥装置についての改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液状とした食品・薬品等の被乾燥材料を凍結させ、真空下において昇華熱を供給して乾燥させる凍結乾燥手段は、従前にあっては、通常、液状とした被乾燥材料を、トレ−等の乾燥容器に充填して、その容器ごと棚段付凍結乾燥機の乾燥室内に装入して、バルクの形に凍結乾燥し、乾燥後に粉砕機で粉末に粉砕し、粉砕した粉末製品を受器に収集するバルク凍結乾燥方法として行なわれている。
【０００３】
この従前の凍結乾燥手段は、薬剤の製造について行なわれている現状手段により具体的にいえば、図１において、鎖線Ｉで囲っているブロックは、原料を液材料（以後含むスラリー液）に調整する工程を行なう原料調整装置Ａで、複数並設した調合タンクａ…と、調整タンクｂとからなり、所定の量に秤量した原料と溶媒（蒸留水）とを、調合タンクａ…の投入口１０から、人手により投入し、次いで、同上タンクａ…内に装備してある攪拌機１１…をモーター１２…の駆動により作動させて、撹拌混合することで、投入した原料と溶媒とで液材料に調合し、この液材料を、調整タンクｂの投入口２０から同調整タンクｂ内に人手により投入し、同時に、所定量の溶媒（蒸留水）を注入し、次いで、調整タンクｂ内に装備してある攪拌機２１を、モーター２２の駆動により作動させて、液材料を撹拌混合させることで、所定の組成の液材料に調整し、この調整が終えたところで、調整タンクｂの底部の排出口２３から、そこに配管を介して接続しているポンプＰの作動で、調整した液材料を汲み出し、ポンプＰの吐出口に接続する無菌フィルター付きの配管ｃにより、次工程の分注工程に移送していくようにしてある。
【０００４】
同図において、鎖線IIで囲ったブロックは、前述の原料の調整工程で調整した液材料を乾燥容器に分注する分注工程を行なう分注装置Ｂであり、前述の配管ｃの下流側に接続する分注タンクｄと、それの排出口に無菌フィルター３０を介して接続している分注配管３１と、それの注ぎ口３２の下方に、そこから吐出される液材料を注ぎ込むトレー等の乾燥容器ｅ…を順次搬入し、また搬出するように配設されるローディング装置（図示省略）等からなる。
【０００５】
同図において、鎖線 IIIで囲っているブロックは、液材料の凍結乾燥工程を行なう凍結乾燥装置Ｃで、液材料を充填した乾燥容器ｅ…を乾燥室内に装入して凍結乾燥する棚段付きの凍結乾燥機ｆであり、その凍結乾燥機ｆの乾燥庫４０の前面には、乾燥容器ｅ…の装入および搬出を行なう開口４１が開閉自在に設けてある。また、その開口４１の前面側には、液材料を充填した乾燥容器ｅ…の装入および搬出を行なうためのローディング装置（図示省略）が用意される。また、鎖線IIと鎖線 IIIのブロックの間は汚染防止のためアイソレータ装置（図示省略）も用意される。
【０００６】
同図において鎖線IVで囲ったブロックは、凍結乾燥機ｆの乾燥庫４０内で凍結乾燥した液材料の乾燥製品（バルク）を、破砕・粉砕する工程を行なう粉砕装置Ｄで、乾燥容器ｅ…内に固結している液材料のバルクをホッパー５０から受け入れて破砕するパワーミル５１と破砕物を粉砕するジェットミル５２と、ジェットミル５２から吐出される粉砕処理物を粉末とエアーとに分離するサイクロン５３とが連続する粉砕機ｇで構成され、それのサイクロン５３の下口には、そこから取り出される粉末製品を受ける受器ｈが配設され、また、粉砕機ｇのホッパー５０の近傍には、そこに搬入されてくる乾燥容器ｅ…から、その内部に固結している乾燥製品をホッパー５０内に投入していくための、ローディング装置（図示省略）またはフィーダー装置が用意される。
【０００７】
同図において、鎖線 Vで囲ったブロックは、液材料を充填して凍結乾燥機ｆに装入するよう使用する乾燥容器ｅ…について、それの洗浄・滅菌の工程を行なう洗浄・滅菌装置Ｅで、乾燥容器ｅ…を洗浄する洗浄機ｉと洗浄した乾燥容器ｅ…を滅菌する滅菌機ｊとからなり、それらの乾燥容器ｅの装入口および搬出口には、ローディング装置（図示省略）がそれぞれ設置される。
【０００８】
そして、これらにより、原料の調整装置Ａで液材料を調整する原料調整工程、調整した液材料を滅菌工程において滅菌した乾燥容器ｅ…に分注し充填する分注工程、液材料を充填した乾燥容器ｅ…を凍結乾燥機ｆに装入して凍結乾燥する乾燥工程、凍結乾燥機ｆから乾燥容器ｅ…を取り出して、その中に固結している液材料の乾燥品（バルク）を粉砕機ｇに投入して粉砕する粉砕工程の各工程を経て、粉末製品を得るようにしているが、これらの各工程は、それぞれ、空気中の微粒子の浮遊量の割合が、規定されているクリーンルーム内において行なわれ、さらに、洗浄した乾燥容器ｅ…を滅菌機ｊに対し装入し搬出する作業、また、液材料を乾燥容器ｅ…に分注し充填する作業、液材料を充填した乾燥容器ｅを凍結乾燥機ｆに装入する作業、液材料の乾燥を終えた乾燥容器ｅを搬出する作業、搬出した乾燥容器ｅから液材料の乾燥品（バルク）を取り出して粉砕機ｇに投入する作業、粉砕処理した処理物を粉末製品とエアーとに分離して粉末製品を取り出す作業らの諸作業は、それぞれの作業空間を囲い込むクリーンブースｋ…を、クリーンルーム内に設けておいて、それらブースｋ…内においてそれぞれ行なうようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の、原材料を所定の組成の液材料に調整して、それを凍結乾燥機により乾燥し、乾燥した液材料を粉砕して粉末製品とする手段は、それの原料の調整工程・分注工程・乾燥工程・粉砕工程等の諸工程の各プロセスが、それぞれ独立した工程となっており、かつ人手による作業またはロボットが介在することから、最終的に得られる粉末製品の完全無菌担保・汚染ハザード防止のために、各工程およびそれら工程の接続部を諸規制に従うクリーンルームにおいて行なうようにするのが厄介で、かつ、そのための設備に大きな投資がかかる問題がある。
【００１０】
本発明は、従前手段に生じているこれらの問題を解消するためになされたものであって、この、原料を液材料に調整する調整工程から、調整した液材料を凍結乾燥するために分注する分注工程・液材料を凍結乾燥機により凍結乾燥する乾燥工程・乾燥した液材料を粉砕機により粉砕する粉砕工程、等の諸工程を経て粉末製品を得る凍結乾燥手段において、特に、無菌の保持と汚染ハザード防止が厄介な工程と工程との間の接続・連結部位を、各工程の連続した運転が可能な状態として外部に対し遮断するようにして、無菌の保持と汚染ハザードの防止が効果的に行なえるようにする手段、および、これにより、全工程をクローズドシステムとして連続的な運転が可能となるようにする新たな手段を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明においては、上述の目的を達成するための手段として、調合タンクａ…および調整タンクｂ等よりなる原料調整装置Ａにより原料とそれの溶媒とから液材料を調合して調整タンクｂ内に調整し、その調整タンクｂ内の液材料を、その調整タンクｂに接続した配管ｃによりシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に導き、そのシェル６０内に直立させて並設した複数のチューブ６１…のそれぞれの内壁面に対し、シェル６０内に導いた配管ｃの下流側に接続させて設けたノズルにより噴射して直接分配供給して各チューブ６１の内壁面にチューブ状の凍結層に凍結させ、この凍結層を凍結乾燥機ｆによりチューブ６１内で凍結乾燥させてチューブ状の乾燥品に乾燥し、そのチューブ状の乾燥品を凍結乾燥後にチューブ６１内から落下させて、粉砕機ｇにより粉砕処理して粉末製品とすることを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥方法、を提起し、さらに、
【００１２】
調合タンクａ…および調整タンクｂ等よりなる原料調整装置Ａにより、原料とそれの溶媒とから液材料を調合して調整タンクｂ内に調整し、その調整タンクｂ内の液材料を、その調整タンクｂに接続した配管ｃによりシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に導き、そのシェル６０内に直立させて並設した複数のチューブ６１…のそれぞれの内壁面に対し、シェル６０内に導いた配管ｃの下流側に接続させて設けたノズルにより噴射して直接分配供給してチューブ状の凍結層に凍結させ、この凍結層を凍結乾燥機ｆにより凍結乾燥させてチューブ状の乾燥品に乾燥し、そのチューブ状の乾燥品を、凍結乾燥後にシェル６０内のチューブ６１…から、シェル６０の下方に真空を保持するようにシェル６０に連続させて設けた乾燥製品受け７２内に落下させて、乾燥製品受け７２内に配設する破砕装置ｗにより破砕し、その破砕物をその乾燥製品受け７２の底面側に接続させた粉砕機ｇに送り込んで粉砕処理して粉末製品とすることを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥方法、を提起し、また、
【００１３】
原料調整装置Ａの調整タンクｂ内から調整した液材料を導く配管ｃの下流側を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に導き、そのシェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１…の上方に配設したディストリビュータ８０に接続し、それの下面側に、前記シェル６０内に並設した直立するチューブ６１…の各内壁面に対し液材料を噴霧するスプレーノズル８０ａ…を装設し、調整タンクｂ内の液材料を直接各チューブに対し分配供給するようにしたことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置、を提起し、また、
【００１４】
シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１…のそれぞれの内腔の軸心部位に、小径の噴霧ノズルパイプ１１０をそれぞれ配設して、それの筒壁に多数の噴霧孔１１１…を装設し、これら噴霧ノズルパイプ１１０…の上端側に、原料調整装置Ａの調整タンクｂから液材料を導く配管ｃの下流側を、直結または直結的に接続させたことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置、を提起し、また、
【００１５】
シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成するシェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１…の、それぞれの内腔の軸心部位に、小径の支持杆１２０…を配設し、それら支持杆１２０…の各下端部に、各チューブ６１…内にチューブ状に凍結させて凍結乾燥する液材料の凍結層の下端側を各チューブ６１内の凍結層ごとに支承せしめる小型の支持棚７０ｂを、開閉する蝶弁状に形成してそれぞれ支持せしめ、それら蝶弁状の支持棚７０…のそれぞれに、それらを各別に開閉回動せる作動ワイヤーまたはエアー作動のアクチュエータを連繋したことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置、を提起しまた、
【００１６】
原料調整装置Ａの調整タンクｂから調整した液材料を導く配管ｃの下流側を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成シェル６０内に導き、その配管ｃの下流側に、シェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１のそれぞれの内壁面に液材料を噴射するノズルを装設し、シェル６０の下方に、そのシェル６０内に直立させて並設せるチューブ６１…の壁面に凍結させて乾燥させた液材料の乾燥品を受け入れる乾燥製品受け７２を、シェル６０に接続して真空に保持されるようにシェル６０に連続させて装設し、この乾燥製品受け７２内の上部に、シェル６０内のチューブ６１…から落下してくるチューブ状の乾燥製品を支承する支持棚７０を設け、これの下方に、チューブ状の乾燥製品を破砕するジェットノズル８２よりなる破砕装置ｗを装設したことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置、を提起し、また、
【００１７】
原料調整装置Ａの調整タンクｂから調整した液材料を導く配管ｃの下流側を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの乾燥室を構成シェル６０内に導き、その配管ｃの下流側に、シェル６０内に直立させて並設する複数のチューブ６１のそれぞれの内壁面に液材料を噴射するノズルを装設し、シェル６０の下方に、そのシェル６０内に直立させて並設せるチューブ６１…の壁面に凍結させて乾燥させた液材料の乾燥品を受け入れる乾燥製品受け７２を、シェル６０に接続して真空に保持されるようにシェル６０に連続させて装設し、この乾燥製品受け７２内に、シェル６０内のチューブ６１から落下してくるチューブ状の乾燥製品を支承する支持棚７０と、シェル６０内のチューブ６１…から落下してくる乾燥製品を落下の過程でまたは落下後に破砕するジェットノズル８２よりなる破砕装置ｗとを装設し、この乾燥製品受け７２の底面側を、粉砕機ｇのホッパー５０に対し、バルブ８３を介して気密に接続させたことを特徴とする食品・薬品等の凍結乾燥装置、を提起するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明手段は、原料を所定の組成の液材料に調整する原料調整工程を行なうための施設は、例えば、薬剤を乾燥した粉末製品とする場合についていえば、原料を所定の組成の液材料に調整する工程の施設にあっては、図１の鎖線Ｉで囲ったブロックにあるように、規制に従い所定のクリーン度に保持されるクリーンルーム内に、複数の調合タンクａ…と調整タンクｂとを設置しておいて、そのクリーンルーム内において、原料の秤量と、その秤量した原料を投入口２０から調合タンクａ…内に投入する作業を人手にて行ない、さらに、調合タンクａ内に対し溶媒として所定量の蒸留水の注入を行ない、次いで、これら調合タンクａ…に付設の攪拌機１１…をモーター１２…の駆動により作動させ、原料と溶媒とを混合して、液材料に調整し、その液材料を、調整タンクｂの投入口２０から人手によりそのタンクｂ内に投入し、さらに所定量の蒸留水を注入し、次いで、付設されている攪拌機２１をモーター２２の駆動により作動させて所定の組成のスラリーに調整し、これが終えたところで、調整タンクｂの底部から、ポンプＰの作動で液材料を汲み出し、ポンプＰの吐出口に接続する無菌フィルター付きの配管ｃにより、次の分注工程に送り出すようにすることについては、従前の手段と同様に構成してよい。
【００１９】
しかし、この調整タンクｂで調整した液材料を凍結乾燥させるための凍結乾燥機ｆには、シェルチュ−ブ型の凍結乾燥機ｆを用いる。
【００２０】
この型の凍結乾燥機ｆは、本願の出願人が先に開発して特許第１７８８３７９号（特公平４−７８９０９号公報）として特許を取得しているもので、被凍結乾燥材料に熱を供給する加熱面を兼ねる冷却面を、鉛直面に沿う竪方向のチューブ（円筒）に構成し、これを収容する乾燥室の隔壁を竪型のシェル（円筒体）に形成し、この乾燥室となるシェルの内腔を、真空に排気可能とするよう真空排気系に連通するとともに、加熱により被乾燥材料から昇華する水蒸気を捕集して真空を保つトラップ（蒸気凝結器）を設けたトラップ室に連通して、調整した液材料を、チューブの内壁面または外壁面に凍結層として付着させ、これを乾燥させるようにする形態のものである。
【００２１】
図２は、このシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの一例を示し、図において、６０は軸線が竪方向となる円筒状体に形成した乾燥室を構成するシェル、６１は軸線方向が竪方向となる直立する円筒に形成して複数本並列させて前記シェル６０の内腔に配設したチューブ、６２はシェル６０を囲う外筒、６３は、外筒６２内腔を真空排気系に連通させて、その真空排気系の作動により乾燥室となるシェル６０の内腔を真空に保持するように外筒６２に設けた配管、６４は熱媒を前記チューブ６１…の外周側に導いて、そのチューブ６１…の内周側を加熱または冷却し得るようにシェル６０に接続した熱媒の供給管、６５はシェル６０内に設けたチューブ６１…の内側に調整した液材料を供給する供給管、６６は供給する液材料がチューブ６１の内側に所定の厚さの凍結層として凍結したときに未凍液を排出させる排出管、６７は液材料をチューブ６１…の内側に供給する前に、そのチューブ６１…の内壁面に氷膜を凍結させて形成しておくための蒸留水を、前記供給管６５および排出管６６を利用して供給するための給水管、６８はチューブ６１…の内側に凍結させた被乾燥材料から昇華する水蒸気を捕集して真空を保持させるトラップ、６９はそのトラップ６８を配設するようシェル６０の外周側と外筒６２の内周側との間に形成したトラップ室、７０は乾燥の進行によりチューブ６１…内面に凍結させた氷膜が消失してきたときに、凍結層の被乾燥材料がチューブ６１内面から剥落して落下するのを防止するようシェル６０の底面側に設けた支持棚、７１はシェル６０の底面を開閉自在に閉塞する開閉弁、７２は乾燥工程の終了時に、前記支持棚７０および開閉弁７１をヒンジ７１ａ中心に開放回動させて、シェル６０の底面側を開放したときに、落下してくる被乾燥材料の乾燥製品を受け入れるように、シェル６０の底面側に連結させたシュート状の乾燥製品受けである。
【００２２】
そして、これらにより、このシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆは、液状とした被乾燥材料を乾燥室となるシェル６０内のチューブ６１…の内面側に所定の厚さの凍結層として凍結させて装填し、それに水蒸気の昇華熱を供給して乾燥させ、乾燥製品をシェルの底面側から取り出すようにしている。
【００２３】
シェル６０内のチューブ６１の、熱媒体および冷媒による加熱および冷却は、チューブ６１の筒壁を２重型に形成して、その内腔に熱媒体および冷媒を循環させることで行なって、チューブ６１の内壁面または外壁面が、冷凍兼加熱面となるようにする場合があり、これにより、チューブ６１…の外面側に液状とした被乾燥材料の凍結層を形成させるようにする場合もある。
【００２４】
しかして、本発明手段においては、前述した如く、原料の調整装置Ａの調整タンクｂにより調整した液材料を、このシェルチューブ型の凍結乾燥機ｆを用いて凍結乾燥させるが、調整タンクｂから無菌フィルター付きの配管ｃを経て送り出される液材料は、この凍結乾燥機ｆに対し、それの機体内にダイレクトに導き、シェル６０内のチューブ６１…に対し、その機体内において、分注していくように供給する。
【００２５】
これにより、調整した液材料を凍結乾燥機ｆに装入していくためにその液材料を分注する乾燥容器が、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの液材料を凍結させるチューブ６１…となることで、原料の調整工程で調整した液材料を乾燥容器に分注する分注工程が、クリーンルームとなる凍結乾燥機ｆの機体内において行なわれ、かつ、その分注工程により分注した乾燥容器を凍結乾燥機ｆの乾燥室内に搬入する搬入工程が、クリーンルームとなる凍結乾燥機ｆの機体内において連続的に行なえるようになり、しかも、分注工程と搬入工程とが、機体内で接続するようになる。
【００２６】
次に図４は、シェル６０内のチューブ６１…に対し液材料を分注する形態を変えた別の例を示している。この例は、前述の例が液材料をシェル６０の底面側から供給するようにしているのに対し、シェル６０の上面側から各チューブ６１…に分注していくようにしている例である。
【００２７】
この例の凍結乾燥機ｆは、外筒６２がシェル６０の上面側にキャップ状に接続連結し、これに設けた接続口７５を真空ポンプ（図示省略）およびトラップ室（図示省略）に接続させることで、シェル６０内を真空に保持せしめるようにしてある。
【００２８】
そして、この外筒６２内に、前述の調整タンクｂから調整した液材料を導く配管ｃと接続するディストリビュータ８０を配設して、これの制御により、シェル６０内の各チューブ６１…に対し、ディストリビュータ８０下面側に設けた複数のスプレーノズル８０ａ…から順次霧状に噴霧していくことで分注していくようにしてある。
【００２９】
このシェル６０内の各チューブ６１…の内壁面に対する液材料の噴霧は、各チューブ６１…の軸心部位に、図７にあるように、小径の噴霧ノズルパイプ１１０…を配設して、それの筒壁に、図８にあるように多数の噴霧孔１１１…を設けておいて、これら噴霧ノズルパイプ１１０…の各上端を、シェル６０の上方において乾燥室内に配設した分配器（ディストリビュータ）８０に連結しておくことで、このノズルパイプ１１０から各チューブ６１…の内壁面に液材料を吹き付けるように噴霧していくようにする場合がある。この場合、噴霧ノズルパイプ１１０は、上下方向、または回転方向に移動可能としておくことが有効である。
【００３０】
噴霧ノズルパイプ１１０の上下方向の動きは、例えば、図１２にあるように、液材料を供給する配管ｃの下流側の端部を、並設したチューブ６１…に対応させて複数の噴霧ノズルパイプ１１０…を下面側に接続垂下させているディストリビュータ８０に対して接続する際、ディストリビュータ８０は上下に自由に動くように配位して、それの上面側に前記配管ｃの下流側の端部を接続連結することで、その接続端部に吊り下げ支持せしめ、その配管ｃを、シェル６０の天井部からそれの上方に気密を保持せしめて突出させるとともに、その天井部に対し昇降自在に嵌合して嵌合部位を防塵カバー１３０で囲い、天井部から上方に突出する配管ｃの突出部分ｃ’には、シェル６０の天井部の上面に装架しておくエアーシリンダ１３１のピストンロッド１３２を連繋して、それの作動によりディストリビュータ８０ごと昇降させるなどで、適宜に行なってよい。
【００３１】
液材料をチューブ６１の壁面に噴霧することで分注する手段にあっては、シェル６０内のチューブ６１…の各下端の開放口を開閉自在に閉塞しておくための開閉弁７１を、シェル６０の下面側に設けておく必要はなく、シェル６０内のチューブ６１…の下端の開放口は開放した状態に保持せしめておいて、ディストリビュータ８０から各チューブ６１…の内壁面に液材料を吹き付けるように噴霧して凍結層に凍結させていくときに、余剰の未凍の液材料が、チューブ６１…の下端の開放口を経て下方にドレンとして滴下するようにしてある。
【００３２】
このため、シェル６０の下面側に接続させて設ける乾燥製品受け７２は、シェル６０に連続して真空に保持されるように設けてあり、かつ、その製品受け７２には、それの底部に溜まる未凍の液材料を汲み出すサニタリーポンプＰ２が接続し、このポンプＰ２により回収した未凍の液材料を配管８１によりディストリビュータ８０に戻すようにしてある。また、液材料の噴霧に先立ち、ディストリビュータ８０を利用して、または別に設けておく噴霧手段により予めチューブ６１…の内壁面に蒸留水を吹き付けて凍結させることで形成しておく氷膜が、乾燥の進行により消失して、チューブ６１…の内壁面に凍結層として凍結させた液材料がチューブ６１…内から落下するようになったときに、この落下してくる液材料の凍結層を支持させるための支持棚７０は、この真空に保持されるように設けた製品受け７２内に、ヒンジ７０ａ中心に下方に回動してシェル６０の下方を開放するように装設してある。
【００３３】
この支持棚７０は、図９にあるように、シェル６０内に直立して並設される各チューブ６１…の下端の開口面積に略対応する広さのものに形成して、各チューブ６１…の下端の下方に各別に配設し、各チューブ６１…内に凍結保持させる液材料の凍結層を、各別に支承させるようにしてもよい。
【００３４】
このように、支持棚７０をチューブ６１の径に対応する小型のものに形成して、各チューブ６１内の凍結層ごとに支承させる際、液材料の凍結層が乾燥したときに、それを落下させるために開放回動させることが必要であるが、それには、各チューブ６１内の軸心部位に、チューブ６１の内径を約１００ミリとしたときに約１０ミリ程度の外径となるよう、極く小径とした棒状または中空のパイプ状とした支持杆１２０…をそれぞれ配設して、それらの上端側を、シェル６０の上方に配設される分配器８０または支持部材１２１に連結して吊り下げ支持せしめ、これら支持杆１２０…の各下端に、この小型に形成した支持棚７０…をそれぞれ支持せしめる。
【００３５】
そして、この支持棚７０を、図１０にあるように、支点軸１２２中心に開閉回動する複数の分割棚板７０ｂ…に分け、それら各分割棚板７０ｂ…の基端側を、支持杆１２０の下端側に組み込んで昇降するアクチュエータ１２３に連繋し、そのアクチュエータ１２３を、支持杆１２０の内腔を利用して導くエアーの圧力または、ワイヤーの押し引きにより作動させることで、図１１にあるように、下方に折り畳まれてチューブ６１の下端の開口を開放する状態と、図１０にあるよう水平に拡いてチューブ６１の下端の開口を塞ぐ状態とに切り換わるようにしておくようにすることでよい。
【００３６】
この手段において、チューブ６１内に配設する支持杆１２０は、図８にあるよ各チューブ６１…内の軸心部位に、噴霧ノズルパイプ１１０を配設する場合にあっては、その噴霧ノズルパイプ１１０を利用してよい。
【００３７】
この場合は、図８の下半側に示しているように、各噴霧ノズルパイプ１１０の下端部に、前述の複数の分割棚板７０ｂ…の各基端側を固定装着して、それら分割棚板７０ｂ…が、チューブ６１の径に対応する径でプロペラ状に突出するようにしておき、これら分割棚板７０ｂ…を、前述した如くディストリビュータ８０ごと各噴霧ノズルパイプ１１０を昇降させる作動を利用してチューブ６１の下端の開放口から乾燥製品受け７２内に下降していくようにし、その下降作動により、支承しているチューブ状の乾燥品（バルブ）をチューブ６１内から順次乾燥製品受け７２内に露出させ、そこに、シェル６０の周壁に設けておくジェットノズル８２から噴出する圧縮空気を吹き付けて、露出してきた部分を順次破砕して落下させるようにすることが有効である。
【００３８】
このように、本発明手段においては、原料の調整工程において、調整タンクｂにより調整して配管ｃを介して送り出す液材料を、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆの機体内において、シェル６０内のチューブ６１…に対し直接または直接的に分配・分注し、これを凍結乾燥させるようにすることで、調整した液材料の凍結乾燥機ｆに対する装入が、完全に外部に対し遮断され、かつ、人手による作業なしの状態で行なわれるようにするが、さらに、凍結乾燥機ｆの乾燥室内での乾燥を終えた液材料の乾燥品の搬出および破砕・粉砕の工程も、外部に対し遮断されて凍結乾燥機ｆに対し一体または一体的に接続・連結する室内において行なえるようにする。
【００３９】
これには、シェルチューブ型の凍結乾燥機ｆのシェル６０内のチューブ６１…により乾燥させる液材料が、乾燥の進行により乾燥してくると、チューブ状の乾燥品（バルク）となってチューブ６１…内から下方に落下するようになることを利用し、乾燥し終えたこのチューブ状のバルクを、シェル６０の下面側に接続して真空に保持されるように設ける乾燥製品受け７２内に落とす際に、シェル６０の下面側に設けられる支持棚７０を、それの開度が、図４にて鎖線のイ・ロに示すよう段階的に開くように制御しておいて、これを段階的に開くことで、チューブ状の乾燥品（バルク）を段階的に落とすようにし、かつ、これに対し、クリーンエアーを１０気圧程度の圧縮空気として吹き付けるジェットノズル８２…を、図４にあるように乾燥製品受け７２に設けておくことで、この支持棚７０とジェットノズル８２…とからなる破砕装置ｗにより落下してくる乾燥品を破砕するようにし、これにより乾燥品の破砕が、このシェル６０の下面側に一体的に接続して設けてある製品受け７２内において行なわれるようにする。
【００４０】
そして、この製品受け７２の底面の排出口を、ホッパー５０およびジェットミル５２ならびにサイクロン５３とからなる粉砕機ｇの前記ホッパー５０に対し、送り装置付きのバルブ８３を介して気密に接続しておくようにする。
【００４１】
シェル６０内のチューブ６１…で凍結乾燥させた液材料の乾燥品の破砕を、実質的に凍結乾燥機ｆの機内となるシェル６０の下面側の製品受け７２において行なわせるように設ける破砕手段は、図３に示す実施例にあるように、シェル６０の下面側に、真空に保持し得るように接続して装設される製品受け７２内の底部に、落下してくる乾燥品を機械的に破砕する破砕装置ｗを設けて、落下してきた乾燥品を破砕するようにしてもよい。
【００４２】
この場合は、送り装置付きのバルブ８３を介して粉砕機ｇのホッパー５０に対して気密に接続させるようにする。
【００４３】
これにより、原料を、液材料に調整する調整工程から液材料の分注工程および乾燥工程ならびに粉砕工程を経て、粉末製品とするまでの全工程の工程間が実質的に凍結乾燥機の機体内で接続連結する状態となって、無菌状態の保持と汚染ハザード防止が少ない設備費をもって確実に達成し得るようになる。
【００４４】
次に図５は、本発明手段の実施例において、原料を液材料に調整する原料調整装置Ａを、原料と溶媒とで液材料に調整する際の、その調整工程が迅速かつ適確に行なえるようにした別の例を示している。
【００４５】
同図５において、ａ…は複数個並列させて設けた原料の調合タンク、ｂは調整タンクである。調合タンクａ…は、それぞれ、内部を加圧できる密閉容器に形成されて、支持枠により固定支架され、それの底部側には各別に作動する弁機構９０…により開閉制御される下部配管９１…がそれぞれ接続し、上部側には同様に各別に作動する弁機構９２…により開閉制御される上部配管９３…がそれぞれ連通している。そして、これら配管は、下部配管９１…にあっては、前記調整タンクｂの排出口に吸引口が接続するポンプＰの吐出口に接続している吐出側配管９４に対しパラレルに接続し、上部配管９３…にあっては、前記調整タンクｂの上部に接続するエアー抜き配管９５に対しパラレルに接続している。
【００４６】
９６…は原料タンクで、それぞれロードセル等の秤量機構９７に支持されて、秤量タンクを兼ねたものとなっており、それらの各繰出口はそれぞれ各別に開閉制御されるシャッタ９８…を具備する繰出管９９…を介し前述の並設した原料の調合タンクａ…に連通している。
【００４７】
１００は溶媒タンクで、容量が定められた秤量カップに形成してあり、それの底部に接続する供給管を兼ねる吐出管１０１は、蒸留水タンクまたは水道栓に対し開閉弁１０２を介し接続し、また、別の開閉弁１０３を介し前述の調整タンクｂの上部に接続している。
【００４８】
前記調整タンクｂは、耐圧の大型の密閉容器に形成され、上面側には洗浄口１０４が設けられ、そこに、洗浄水・クリーンエアー・クリーンスチームを切り換えて送給し得るようにしてある。
【００４９】
また、前述の下部配管９１…に接続する吐出側配管９４は、切換弁１０５を介して、調整タンクｂで調整した液材料を凍結乾燥機ｆの分注工程部に送り出す配管ｃに対し接続してあり、また、前記切換弁１０５よりも上流側の部位に、エアー抜き弁１０６が接続してあって、それの開弁により上部配管９３…に接続するエアー抜き配管９５と接続するようになっている。また、ポンプＰの吐出側は、切換弁１０５の切り換えにより、凍結乾燥機ｆのシェル６０内に対し連通する配管ｃと連通するようになっている。
【００５０】
このように構成された原料調整装置Ａは、原料を所定の組成の液材料に調整するときは、各調合タンクａ…内に、所定量の原料を秤量して投入し、調整タンクｂ内には、溶媒を所定の量に秤量して張り込んでおく。
【００５１】
次に、この状態から、上部配管９３…側の弁機構９２…をそれぞれ閉弁し、下部配管９１…側の弁機構９０…をそれぞれ開弁し、かつ、エアー抜き弁１０６を閉じ、ポンプＰの吐出口が吐出側配管９４に連通するように切換弁１０５を作動させた状態として、ポンプＰを作動させる。
【００５２】
これにより、調整タンクｂ内に張り込んだ溶媒は各調合タンクａ…内に圧送されていくが、このとき、各調合タンクａ…内の空気は、送り込まれる溶媒により図６にあるように、各調合タンクａ…内の上部に押し上げられて、１０気圧程度にまで圧縮されていき、ポンプＰの作動を続けることで、圧縮された状態となっていくから、この空気が高圧に圧縮された状態となるまでポンプＰの作動を一定時間続ける。
【００５３】
次に、このポンプＰによる一定時間の溶媒の圧送が終えたところで、ポンプＰの作動を停止する。すると、各調合タンクａ…内に送り込まれていた溶媒とこれに溶解した原料が、各調合タンクａ…内に圧縮された空気の圧力で調合タンクａ…内から押し出されて、吐出側配管９４を逆に流れ、停止しているポンプＰ内を経て調整タンクｂ内に流入する。
【００５４】
次に再びポンプＰを作動させ、同様の工程を数回繰り返す。
【００５５】
次に、上部配管９３…に接続する弁機構９２…を開弁させてポンプＰを作動する。すると、調整タンクｂ内にある溶媒とこれに溶融した原料が、ポンプＰから調合タンクａ…を経て調整タンクｂに戻るよう循環し、この循環の間に、ポンプＰの撹拌力により原料が溶媒に完全に溶解するようになり、また、調合タンクａ…内に付着して残る原料も循環する溶媒により洗い出されるようになって完全に溶媒に溶解していくようになる。そして、これにより調整された液材料は、ポンプＰの作動で、配管ｃを介して凍結乾燥機ｆの乾燥室となるシェル６０内に送給されるようになる。
【００５６】
この原料調合手段は、調合タンクａを一つづつ調整タンクｂに連通させて、原料ごとに調整するようにしてよく、それにより、原料の溶媒に対する溶解が一層完全に行なえるようになる。
【００５７】
この原料の調合手段は、原料の溶媒に対する溶解に、攪拌機を用いないことから、攪拌機の破損等による異物の混入の防止が確実となり、かつ、洗浄が容易かつ適確に行なえるようになる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明手段による液材料を凍結乾燥させる食品・薬品等の凍結乾燥手段は、原料調整工程において、原料と溶媒とから調整タンクで調整して配管により送り出す液材料を、シェルチューブ型の凍結乾燥機の、乾燥室を構成する筒型のシェル内に直接送り込んで、そのシェル内に直立させて並設した複数のチューブに対し、分配分注して凍結層に凍結させるようにすることから、液材料を調整する原料調整工程から調整した液材料を凍結乾燥機の乾燥室内に装入するまでの工程の接続が実質的に凍結乾燥機の機体内で行なわれるようになって、無菌保持と汚染ハザード防止のための外部との遮断が確実に行なわれるようになる。そして、凍結乾燥を終えた液材料の乾燥製品を、シェルの下面側に連続させて真空を保持するように設けた乾燥製品受けに落下させて、そこで破砕処理するようにしていることから、乾燥製品の取り出しおよび破砕が、実質的に凍結乾燥機の機体内において、外部と完全に遮断した状態で行なえるようになる。さらに、この乾燥製品受けの底部を、送り装置付きの特殊バルブを介して粉砕機のホッパーに気密に接続していることで、原料調整工程から粉砕工程までの全工程の工程間がクローズドシステムとして連結されることになって、工程の連結部位に設けられるアイソレータ装置、ローデング装置、が不要となり、設備費を著しく低減できるようになる。
【００５９】
また、原料調整工程において、図５にあるよう調合タンクａ…に対する原料の供給と調整タンクｂに対する溶媒の供給を、無人による自動供給で行なうようにしたときは、原料調整工程から粉砕工程までの全工程を、クリーンルーム、容器洗浄滅菌装置、溶液充填装置、アイソレータ装置およびローディング装置を省略して、外部と遮断した状態にできるので、設備費を著しく低減して、無菌担保、汚染ハザード防止が完全に行なえるクローズドシステムとして、完全無菌によりバルク乾燥された粉末製品を顧客の用途に応じた所望の容器への直接充填も可能となる。
【００６０】
また、原料の調整タンクから凍結乾燥機、粉砕機までを、配管を含めて、密閉した構成とし得るので、全設備を配管接続により定置洗浄（ＣＩＰ）が可能となり、また、純粋蒸気を導入することで定置蒸気滅菌（ＳＩＰ）が実施できて、ＨＡＣＣＰ，ＧＭＰ基準に合致させることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従前の凍結乾燥手段の、原料を液材料に調整する工程から調整した液材料を乾燥容器に分注する分注工程および乾燥容器を凍結乾燥機に装入して乾燥する工程および乾燥終了後に乾燥容器を搬出してそれの内部に固結している乾燥製品を粉砕機に投入して粉砕する工程の展開した説明図である。
【図２】  本発明手段に用いるシェルチューブ型の凍結乾燥機の要部の縦断面図である。
【図３】  本発明手段を実施せる実施例の原料調整装置を省略した要部の一部破断した側面図である。
【図４】  同上の要部の別の実施例の一部破断した側面図である。
【図５】  同上の原料調整装置を変更した別の実施例の展開図である。
【図６】  同上の原料調整装置の作用の説明図である。
【図７】  本発明手段に用いるシェル型の凍結乾燥機の別の実施例の要部の一部破断した側面図である。
【図８】  同上の部分の一部破断した拡大側面図である。
【図９】  本発明手段に用いるシェル型の凍結乾燥機のさらに別の実施例の要部の一部破断した側面図である。
【図１０】  同上の部分の一部破断した拡大側面図である。
【図１１】  同上の部分の作動の説明図である。
【図１２】  同上のシェル型の凍結乾燥機の、シェル内に配設した噴霧ノズルパイプを昇降させる手段の側面図である。
【符号の説明】
Ａ…原料調整装置、Ｂ…分注装置、Ｃ…凍結乾燥装置、Ｄ…粉砕装置、Ｐ…ポンプ、Ｐ２…サニタリーポンプ、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３…バルブ、Ｖ４…切換弁、ａ…調合タンク、ｂ…調整タンク、ｃ…配管、ｃ’…突出部分、ｄ…分注タンク、ｅ…乾燥容器、ｆ…凍結乾燥機、ｇ…粉砕機、ｈ…受器、ｉ…洗浄機、ｊ…滅菌機、ｋ…クリーンブース、ｗ…破砕装置、１０…投入口、１１…攪拌機、１２…モーター、２０…投入口、２１…攪拌機、２２…モーター、２３…排出口、３０…無菌フィルター、３１…分注配管、３２…注ぎ口、４０…乾燥庫、４１…開口、５０…ホッパー、５１…パワーミル、５２…ジェットミル、５３…サイクロン、６０…シェル、６１…チューブ、６２…外筒、６３…配管、６４…熱媒の供給管、６５…液材料を供給する供給管、６６…排出管、６７…給水管、６８…冷媒管、６９…トラップ、７０…支持棚、７０ａ…ヒンジ、７０ｂ…分割棚板、７１…開閉弁、７１ａ…ヒンジ、７２…乾燥製品受け、７３…水位計、７４…開閉弁、７５…接続口、８０…ディストリビュータ、８０ａ…スプレーノズル、８１…配管、８２…ジェットノズル、８３…バルブ、８５…開閉弁、９０…弁機構、９１…下部配管、９２…弁機構、９３…上部配管、９４…吐出側配管、９５…エアー抜き配管、９６…原料タンク、９７…秤量機構、９８…シャッタ、９９…繰出管、１００…溶媒タンク、１０１・１０２…開閉弁、１０４…洗浄口、１０５…切換弁、１０６…エアー抜き弁、１１０…噴霧ノズルパイプ、１１１…噴霧孔、１２０…支持杆、１２１…支持部材、１２２…支点軸、１３０…防塵カバー、１３１…エアーシリンダ、１３２…ピストンロッド。
【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】
0003639783.tif 000008
【図８】
0003639783.tif 000009
【図９】
0003639783.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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