(57)【要約】【課題】水分を含み、水分が乾燥すると皮膜を形成する皮膜材料により被包された被包囲粒状物を、流動層乾燥機により乾燥させる際に皮膜に変形が生じることなく、乾燥時間をより短くする。【解決手段】流動層乾燥機２０による被包囲体８を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定しながら、被包囲体８の皮膜に窪み、変形が生じないように理論可能蒸発水分量ΔＷを抑えて被包囲体８を浮遊流動させる第１の乾燥ステップと、測定した水分量が所定の量よりも低下した、又は測定した温度が上昇した後に行われ、流動層乾燥機２０を、乾燥初期状態の被包囲体を浮遊流動させた場合の理論可能蒸発水分量ΔＷが、第１の乾燥ステップに比べて増加するように設定して気体を吹き込む第２の乾燥ステップと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が皮膜により被包された被包囲粒状物を製造する方法であって、
内容物の周囲に、水分を含み、水分が減少すると皮膜を形成する皮膜材料を被包させ、被包囲体を作成するステップと、
流動層乾燥機により、前記被包囲体を浮遊流動させることにより、多数の前記被包囲体の前記皮膜材料を乾燥させるステップとを有し、
前記皮膜材料を乾燥させるステップは、
前記流動層乾燥機による前記被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定しながら、前記被包囲体を浮遊流動させる第１の乾燥ステップと、
前記測定した水分量が所定の量よりも低下した、又は前記測定した温度が上昇した後に行われ、前記流動層乾燥機の作動条件を、理論可能蒸発水分量ΔＷが、第１の乾燥ステップに比べて増加するように設定して気体を吹き込む第２の乾燥ステップと、を備える、被包囲粒状物の製造方法。
【請求項２】
前記第１の乾燥ステップでは、
前記被包囲体の総表面積Ｓａに対する前記流動層乾燥機に吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが１０以下となるように、前記流動層乾燥機による気体の吹き込みを制御する、請求項１に記載の被包囲粒状物の製造方法。
【請求項３】
前記第１の乾燥ステップでは、
前記被包囲体の総表面積Ｓａに対する前記流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが７以下となるように、前記流動層乾燥機による気体の吹き込みを制御する、請求項１に記載の被包囲粒状物の製造方法。
【請求項４】
前記理論可能蒸発水分量ΔＷは、
前記被包囲体を浮遊流動させる気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから算出した前記気体に含まれる単位重量当たりの水蒸気量と、前記気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから求めた前記被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体の温度から算出した前記気体に含むことができる単位重量当たりの飽和水蒸気量との差と、
単位時間当たりに前記被包囲体を浮遊流動させる気体の重量との積に基づき算出される、請求項２又は３に記載の被包囲粒状物の製造方法。
【請求項５】
前記被包囲粒状物はソフトカプセルである、請求項１から４の何れか１項に記載の被包囲粒状物の製造方法。
【請求項６】
前記被包囲粒状物はシームレスカプセルである、請求項１から５の何れか１項に記載の被包囲粒状物の製造方法。
【請求項７】
前記第２の乾燥ステップでは、
前記第１の乾燥ステップに比べて、前記被包囲体を浮遊流動させる気体の温度を上昇させること、
前記第１の乾燥ステップに比べて、前記被包囲体を浮遊流動させる気体の湿度を低下させること、及び、
前記第１の乾燥ステップに比べて、前記被包囲体を浮遊流動させる気体の風量を増加させること、のうち少なくとも何れかを行う、請求項１から６の何れか１項に記載の被包囲粒状物の製造方法。
【請求項８】
内容物の周囲に、水分を含み、水分が減少すると皮膜を形成する皮膜材料が被包された被包囲体の前記皮膜材料を、流動層乾燥機により多数の前記被包囲体を浮遊流動させることにより乾燥する方法であって、
前記流動層乾燥機による前記被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定しながら、多数の前記被包囲体を浮遊流動させる第１の乾燥ステップと、
前記測定した水分量が所定の量よりも低下した、又は前記測定した温度が上昇した後に行われ、前記流動層乾燥機の作動条件を、理論可能蒸発水分量ΔＷが、第１の乾燥ステップに比べて増加するように設定して気体を吹き込む第２の乾燥ステップと、を備える、皮膜材料の乾燥方法。
【請求項９】
前記第１の乾燥ステップでは、
前記被包囲体の総表面積Ｓａに対する前記流動層乾燥機に吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが１０以下となるように、前記流動層乾燥機による気体の吹き込みを制御する、請求項８に記載の皮膜材料の乾燥方法。
【請求項１０】
前記第１の乾燥ステップでは、
前記被包囲体の総表面積Ｓａに対する前記流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが７以下となるように、前記流動層乾燥機による気体の吹き込みを制御する、請求項８に記載の皮膜材料の乾燥方法。
【請求項１１】
前記理論可能蒸発水分量ΔＷは、
前記被包囲体を浮遊流動させる気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから算出した前記気体に含まれる単位重量当たりの水蒸気量と、気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃ前記被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体の温度から算出した前記気体に含むことができる単位重量当たりの飽和水蒸気量との差と、
単位時間当たりに前記被包囲体を浮遊流動させる気体の重量との積に基づき算出される、請求項９又は１０に記載の皮膜材料の乾燥方法。
【請求項１２】
前記被包囲粒状物はソフトカプセルである、請求項８から１１の何れか１項に記載の皮膜材料の乾燥方法。
【請求項１３】
前記被包囲粒状物はシームレスカプセルである、請求項８から１２の何れか１項に記載の皮膜材料の乾燥方法。
【請求項１４】
前記第２の乾燥ステップでは、
前記第１の乾燥ステップに比べて、前記被包囲体を浮遊流動させる気体の温度を上昇させること、
前記第１の乾燥ステップに比べて、前記被包囲体を浮遊流動させる気体の湿度を低下させること、及び、
前記第１の乾燥ステップに比べて、前記被包囲体を浮遊流動させる気体の風量を増加させること、のうち少なくとも何れかを行う、請求項８から１３の何れか１項に記載の皮膜材料の乾燥方法。
【請求項１５】
内容物の周囲に、水分を含み、水分が減少すると皮膜を形成する皮膜材料が被包されてなる被包囲体の前記皮膜材料を、気体を吹き込み、多数の前記被包囲体を浮遊流動させることにより乾燥する流動層乾燥機であって、
前記流動層乾燥機による前記被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された水分量に基づき、前記被包囲体に吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記測定した水分量が所定の量よりも低下する、又は前記測定した温度が上昇すると、前記被包囲体に吹き込む気体を、乾燥初期状態の前記被包囲体に吹き付けた場合の理論可能蒸発水分量ΔＷが増加するように、吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れか一つを変更する、流動層乾燥機。
【請求項１６】
前記皮膜材料からの水分蒸発量が増加するように気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れか一つを変更する前において、
前記制御手段は、前記被包囲体の総表面積Ｓａに対する前記流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが１０以下となるように、前記被包囲体に吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを制御する、請求項１５に記載の流動層乾燥機。
【請求項１７】
前記皮膜材料からの水分蒸発量が増加するように気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを変更する前において、
前記制御手段は、前記被包囲体の総表面積Ｓａに対する前記流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが７以下となるように、前記被包囲体に吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを制御する、請求項１５に記載の流動層乾燥機。
【請求項１８】
前記理論可能蒸発水分量ΔＷは、
前記被包囲体を浮遊流動させる気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから算出した前記気体に含まれる単位重量当たりの水蒸気量と、前記気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから求めた前記被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体の温度から算出した前記気体に含むことができる単位重量当たりの飽和水蒸気量との差と、
単位時間当たりに前記被包囲体を浮遊流動させる気体の重量との積に基づき算出される、請求項１６又は１７に記載の流動層乾燥機。
【請求項１９】
前記被包囲粒状物はソフトカプセルである、請求項１５から１８の何れか１項に記載の流動層乾燥機。
【請求項２０】
前記被包囲粒状物はシームレスカプセルである、請求項１５から１９の何れか１項に記載の流動層乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被包囲粒状物の製造方法、皮膜材料の乾燥方法、及び、流動層乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薬品をつなぎ目（シーム）のないカプセルにより包囲したシームレスカプセルが医薬品等に用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなシームレスカプセルは、例えば、多重ノズルを用いた滴下法により内容物を、水分を含む皮膜材料により被包し、皮膜材料を乾燥させることにより、形成される。滴下法では、例えば、２層のカプセルを製造する際には、内側にカプセル内に充填される内容物を吐出するための内側吐出口が設けられ、外側に皮膜物質の外側吐出口が設けられた二重ノズルが用いられる。そして、これら内側吐出口及び外側吐出口から、それぞれ内容物及び例えばゼラチン等の水溶性の皮膜物質を同時に滴下することにより、皮膜物質は表面張力により、内容物の外周を取り囲み球形となる。そして、この液滴をゲル化補助剤や冷却油等の硬化用液に滴下することにより、ゲル化や冷却による固化を利用して、皮膜物質が内側に内容物を収容した状態で凝固されることができる。
【０００３】
そして、例えば、回転ドラム式通気乾燥機や流動層乾燥機を用いて、この凝固した皮膜物質を通気乾燥させることにより、シームレスカプセルを成形することができる（例えば、特許文献１の段落００３９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５１０７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように回転ドラム式通気乾燥機１０１では、図８に矢印で示すように、供給される乾燥空気の一部が筐体１０２とバスケット１０４との間を通過してしまい、バスケット１０４の中を通過する乾燥空気の割合が低い。このため、乾燥効率が非常に悪い。
【０００６】
これに対して、流動層乾燥機を用いた場合には、全ての乾燥空気がカプセルを収容する乾燥室を通り抜けるため、乾燥効率が良い。しかしながら、流動層乾燥機を用いた場合であっても、依然として乾燥時間は長く、乾燥時間を短縮することが望まれる。乾燥時間を低減するために、皮膜が溶融しない範囲の高温で、湿度が低い乾燥空気を大量に供給することが考えられる。しかしながら、このように高温で、湿度が低い乾燥空気を大量に供給してしまうと乾燥が急激に進み、シームレスカプセルの皮膜に変形が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、例えばシームレスカプセルなどの、水分を含むゼラチン等の皮膜材料で外周が被包された被包囲粒状物を、流動層乾燥機により乾燥させる際に皮膜に変形が生じることなく、乾燥時間をより短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の被包囲粒状物の製造方法は、内容物が皮膜により被包された被包囲粒状物を製造する方法であって、内容物の周囲に、水分を含み、水分が減少すると皮膜を形成する皮膜材料を被包させ、被包囲体を作成するステップと、流動層乾燥機により、被包囲体を浮遊流動させることにより、多数の被包囲体の皮膜材料を乾燥させるステップとを有し、皮膜材料を乾燥させるステップは、流動層乾燥機による被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定しながら、被包囲体を浮遊流動させる第１の乾燥ステップと、測定した水分量が所定の量よりも低下した、又は測定した温度が上昇した後に行われ、流動層乾燥機の作動条件を、理論可能蒸発水分量ΔＷが、第１の乾燥ステップに比べて増加するように設定して気体を吹き込む第２の乾燥ステップと、を備える。
【０００９】
また、本発明の皮膜材料の乾燥方法は、内容物の周囲に、水分を含み、水分が減少すると皮膜を形成する皮膜材料が被包された被包囲体の皮膜材料を、流動層乾燥機により多数の被包囲体を浮遊流動させることにより乾燥する方法であって、流動層乾燥機による被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定しながら、多数の被包囲体を浮遊流動させる第１の乾燥ステップと、測定した水分量が所定の量よりも低下した、又は測定した温度が上昇した後に行われ、流動層乾燥機の作動条件を、理論可能蒸発水分量ΔＷが、第１の乾燥ステップに比べて増加するように設定して気体を吹き込む第２の乾燥ステップと、を備える。
【００１０】
本発明によれば、流動層乾燥機による被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定することより、恒率乾燥期間から減率乾燥期間へと移行したことを判定できる。これにより、測定した水分量が所定の量よりも低下した、又は測定した温度が上昇した後、すなわち、減率乾燥期間へと移行した後に、理論蒸発可能水分量ΔＷが増加するように、乾燥空気供給装置を制御することにより、減率乾燥期間における乾燥時間を短くすることができる。また、減率乾燥期間では、皮膜材料から蒸発する水分量が少ないため、このように、乾燥空気の乾燥能力を上昇させたとしても、皮膜材料が変形することはない。
【００１１】
上記の方法において、好ましくは、第１の乾燥ステップでは、被包囲体の総表面積Ｓａに対する流動層乾燥機に吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが１０以下となるように、流動層乾燥機による気体の吹き込みを制御する。
【００１２】
上記の方法において、好ましくは、第１の乾燥ステップでは、被包囲体の総表面積Ｓａに対する流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが７以下となるように、流動層乾燥機による気体の吹き込みを制御する。
【００１３】
上記の構成の本発明によれば、恒率乾燥期間において、変形が生じることがない最大の乾燥能力の乾燥空気により皮膜材料を乾燥させることができ、より短時間で皮膜材料を乾燥させることができる。
【００１４】
上記の方法において、好ましくは、被包囲体を浮遊流動させる気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから算出した気体に含まれる単位重量当たりの水蒸気量と、気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから求めた被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体の温度から算出した気体に含むことができる単位重量当たりの飽和水蒸気量との差と、単位時間当たりに被包囲体を浮遊流動させる気体の重量との積に基づき算出される。
【００１５】
上記の方法において、好ましくは、被包囲粒状物はソフトカプセルである。
上記の方法において、好ましくは、被包囲粒状物はシームレスカプセルである。
【００１６】
上記の方法において、好ましくは、第２の乾燥ステップでは、第１の乾燥ステップに比べて、被包囲体を浮遊流動させる気体の温度を上昇させること、第１の乾燥ステップに比べて、被包囲体を浮遊流動させる気体の湿度を低下させること、及び、第１の乾燥ステップに比べて、被包囲体を浮遊流動させる気体の風量を増加させること、のうち少なくとも何れかを行う。
【００１７】
本発明の流動層乾燥機は、内容物の周囲に、水分を含み、水分が減少すると皮膜を形成する皮膜材料が被包されてなる被包囲体の皮膜材料を、気体を吹き込み、多数の被包囲体を浮遊流動させることにより乾燥する流動層乾燥機であって、流動層乾燥機による被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含まれる水分量又は温度を測定する測定手段と、測定手段により測定された水分量に基づき、被包囲体に吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、測定した水分量が所定の量よりも低下する、又は測定した温度が上昇すると、被包囲体に吹き込む気体を、乾燥初期状態の被包囲体に吹き付けた場合の理論可能蒸発水分量ΔＷが増加するように、吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れか一つを変更する。
【００１８】
上記の流動層乾燥機において、好ましくは、皮膜材料からの水分蒸発量が増加するように気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れか一つを変更する前において、制御手段は、被包囲体の総表面積Ｓａに対する流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが１０以下となるように、被包囲体に吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを制御する。
【００１９】
上記の流動層乾燥機において、好ましくは、皮膜材料からの水分蒸発量が増加するように気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを変更する前において、制御手段は、被包囲体の総表面積Ｓａに対する流動層乾燥機により吹き込まれる気体の理論可能蒸発水分量ΔＷの割合ΔＷ／Ｓａが７以下となるように、被包囲体に吹き込む気体の温度、湿度、及び風量の少なくとも何れかを制御する。
【００２０】
上記の流動層乾燥機において、好ましくは、理論可能蒸発水分量ΔＷは、被包囲体を浮遊流動させる気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから算出した気体に含まれる単位重量当たりの水蒸気量と、気体の吹き込み前の温度ｔｃ及び相対湿度Ｒｃから求めた被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体の温度から算出した気体に含むことができる単位重量当たりの飽和水蒸気量との差と、単位時間当たりに被包囲体を浮遊流動させる気体の重量との積に基づき算出される。
【００２１】
上記の流動層乾燥機において、好ましくは、被包囲粒状物はソフトカプセルである。
上記の流動層乾燥機において、好ましくは、被包囲粒状物はシームレスカプセルである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ゼラチン等の水溶性物質が外周に被包された被包囲粒状物を、流動層乾燥機により乾燥させる際の乾燥時間をより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態の製造方法により製造されるシームレスカプセルの構成を示す断面図である。
【図２】内容物を皮膜材料により被包するための二重ノズルを示す図である。
【図３】本実施形態で用いられる流動層乾燥機の構成を示す図である。
【図４】図３に示す流動層乾燥装置において、乾燥室内に被包囲体を収容し、制御部により、温度、湿度、及び風量を一定に制御して乾燥空気を供給した場合の、排出される排気空気の水分量（相対湿度）及び温度を示すグラフである。
【図５】湿り空気線図を示す。
【図６】条件１の乾燥後のシームレスカプセルを示す写真である。
【図７】条件５の乾燥後のシームレスカプセルを示す写真である。
【図８】回転ドラム式通気乾燥機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の被包囲粒状物の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本実施形態の製造方法により製造されるシームレスカプセルの構成を示す断面図である。同図に示すように、本実施形態で製造されるシームレスカプセル１は、内容物２の外周に継ぎ目の無い皮膜４が被包されてなる二層構造を有する。
【００２５】
内容物２としては、例えば、医薬品、医薬部外品、化粧品、機能性食品、健康食品、一般食品、化成品などが挙げられる。内容物は、親油性液体、親水性液体、界面活性剤等の液体に限られず、固体、マイクロカプセル、ゲル等であっても、加温溶融や分散懸濁・乳化等により液状化することによって本発明を適用することができる。
親油性液体の例としては、ビタミンＥと、ビタミンＥが融解した中鎖脂肪酸トリグリセリドとの組み合わせ等が挙げられる。また、親水性物質として、たとえば、鼻炎薬成分のメキタジン、べラドンナアルカロイド、無水カフェインと、その分散剤となる油類の中鎖脂肪酸トリグリセリドの組み合わせが挙げられる。また、親水性物質は、親水性の油状物質ポリエチレングリコール類に溶解させる方法でも内容物とすることができる。また、界面活性剤としては、レシチン等が挙げられ、そのままあるいは、油状物質に溶解・乳化させて内容物とすることができる。
【００２６】
皮膜４は、水分を含む皮膜材料を乾燥することにより形成され、皮膜材料としては、例えば、ゼラチン、寒天、アルギン酸、カラギーナン、ペクチン及びグアガム、キサンタンガム、アラビアガム、ジェランガム、ローカストビーンガム、タマリンドン等のガム類などのゲル化剤を用いることができる。また、ゲル化剤とともに使用されるスターチ、セルロース、ポリビニルアルコール等の皮膜形成剤を用いてもよい。
これらゲル化剤は、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオン等のゲル化補助剤によりゲル化する。
【００２７】
このようなシームレスカプセルは、以下のようにして製造される。
図２は、内容物を皮膜材料により被包するための二重ノズルを示す図である。同図に示すように、二重ノズル１０は、皮膜材料６が供給される外側ノズル１４と、外側ノズル１４の内側に配置された内容物が供給される内側ノズル１２と、これら外側ノズル１４及び内側ノズル１２に振動を加える振動器１６とを備える。二重ノズル１０は、その先端が凝固液あるいは冷却油（以下、単に凝固液という）１８が満たされた容器あるいは流液管（本実施形態では、流液管）１９内に浸漬されている。内側ノズル１２及び外側ノズル１４に、それぞれ内容物２及び皮膜材料６が供給された状態で、振動器１０によりこれら内側ノズル１２及び外側ノズル１４、または、二重ノズル１０に接続された配管、チューブ、あるいは凝固液１８に振動を加えることにより、内側ノズル１２及び外側ノズル１４からそれぞれ内容物２及び皮膜材料６が滴下される。そして、滴下された皮膜材料６は表面張力により内容物２の外周を包囲する。このように、内容物２の外周が皮膜材料６により被包された被包囲体８は、凝固材１８が満たされた流液管１９内に連続的に滴下される。そして、被包囲体８は凝固液１８中に滴下されることにより、皮膜材料６が内容物を内側に包み込んだ状態で凝固する。このような凝固液としては、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオン等のゲル化補助剤を用いることができる。
【００２８】
次に、このようにして製造された被包囲体８を流動層乾燥機に収容し、内容物２を包囲する皮膜材料６を乾燥させる。図３は、本実施形態で用いられる流動層乾燥機の構成を示す図である。同図に示すように、流動層乾燥機２０は、外部筐体２２と、外部筐体２２内の下部に配置された乾燥空気を整流する整流板２４と、を備える。外部筐体２２には、底部に乾燥空気が流入される流入口２２Ａが形成され、また、天井部に外部筐体（乾燥室）２２を通過した空気を排出するための排出口２２Ｂが形成されている。
【００２９】
また、流動層乾燥機２０は、乾燥空気供給装置２６と、外部筐体２２の排出口２２Ｂに設けられた温度センサー３０及び湿度センサー３２と、乾燥空気供給装置２６の駆動を制御する制御部２８と、を備える。乾燥空気供給装置２６は制御部２８に接続されており、制御部２８により乾燥空気供給装置２６から外部筐体２２内に収容された被包囲体８へ吹き付けられる乾燥空気の温度、湿度、及び流量を設定することができる。
【００３０】
乾燥空気供給装置２６は、外部筐体２２の流入口２２Ａに接続されており、外部筐体２２内へ乾燥空気を供給する。乾燥空気供給装置２６から供給された乾燥空気は、外部筐体２２内を通過し、排出口２２Ｂから排出される。これにより、外部筐体２２内に収容された被包囲体８を乾燥空気により浮遊流動させながら、皮膜材料６を乾燥させることができる。
【００３１】
温度センサー３０及び湿度センサー３２は、外部筐体２２から排出される排気空気の温度及び湿度をそれぞれ測定する。これら温度センサー３０及び湿度センサー３２は、制御部２８に接続されており、測定された排気空気の温度及び湿度は制御部２８へと送信される。
【００３２】
ここで、本願発明者らは、皮膜材料の乾燥時に皮膜材料に変形が生じる原因として、皮膜材料からの急激な水分の放出に伴う体積減少に原因があると考えた。そこで、本願発明者らは、以下に説明するように、皮膜材料からの急激な水分の放出を防止することにより、皮膜の変形を防止する方法を検討した。
【００３３】
まず、出願人らは、皮膜材料を乾燥させる際に、乾燥空気の温度、湿度、及び風量を乾燥時間に応じて変更することにより、皮膜材料からの急激な水分の放出を防止できると考えた。
【００３４】
図４は、図３に示す流動層乾燥装置において、外部筐体２２内に被包囲体８を収容し、制御部２８により、温度、湿度、及び風量を一定に制御して乾燥空気を供給した場合の、排出される排気空気の水分量（相対湿度）及び温度を示すグラフである。同図に示すように、排気空気の湿度（実線）は、乾燥開始から所定時間が経過するまでは、ほぼ１００％であるが、ある乾燥時間を経過すると排気空気の湿度が時間の経過とともに低下する。また、排気空気の温度（破線）は、乾燥開始から所定の時間は、低く一定（湿球温度）であるが、乾燥時間がある時点を経過すると時間の経過とともに上昇する。この乾燥開始から排気空気の湿度が低下、又は、排気空気の温度が上昇し始めるまでの期間を恒率乾燥期間といい、排気空気の湿度が低下、又は、排気空気の温度が上昇し始めてから後の期間を減率乾燥期間という。
【００３５】
恒率乾燥期間中は、皮膜材料中を移動する水分量が十分多いため、乾燥空気の湿度が１００％となるまで皮膜材料から水分が蒸発する平衡状態が継続し、排気空気の湿度は一定となっている。そして、排気空気の温度は乾燥空気に対して、蒸発潜熱分下降した湿球温度となる。
【００３６】
これに対して、減率乾燥期間では、皮膜材料中を移動する水分が減少するため、皮膜表面からの蒸発水分量が減って、排気空気の湿度が低下し、排気空気の温度・湿度は供給される乾燥空気の温度・湿度に近づいていく。
【００３７】
本願発明者らは、従来は、恒率乾燥期間と減率乾燥期間において一定の乾燥能力で乾燥を行っていたが、減率乾燥期間では、一定時間当たりに皮膜材料から蒸発する水分量が恒率乾燥期間に比べて非常に小さいことに着目し、減率乾燥期間では、皮膜表面からの蒸発水分量が減っているとともに、大部分の水分が蒸散して体積は、乾燥終点近くまで収縮してきているため、このように、乾燥空気の乾燥能力を高くしたとしても、シームレスカプセルに変形が生じることはないと考えた。そして、減率乾燥期間における乾燥空気の乾燥能力を恒率乾燥期間における乾燥空気の乾燥能力に比べて高くすることにより乾燥時間を短縮することができると考えた。
【００３８】
そこで、発明者らは、単位時間当たりに皮膜材料から蒸発する水分量を示す指標として（乾燥空気の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ／カプセルの総表面積Ｓａ）を用い、恒率乾燥期間における（乾燥空気の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ／カプセルの総表面積Ｓａ）を一定値以下に抑えるとともに、減率乾燥期間における（乾燥空気の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ／カプセルの総表面積Ｓａ）が、恒率乾燥期間における（乾燥空気の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ／カプセルの総表面積Ｓａ）よりも大きくなるように、乾燥空気の温度、湿度、及び風量を調整することとした。また、個々のカプセル皮膜の乾燥速度は、カプセル重量（蒸発させるする総水分量）よりも、水分の蒸発面となるカプセルの表面積の方が、相関が高いと考え、（乾燥空気の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ）は、（カプセルの表面積Ｓａ）で除することとした。ただし、恒率乾燥期間と減率乾燥期間とにおいてカプセルの数量は変化せず、同一とみなすことができるため、カプセルの総表面積Ｓａは、乾燥初期状態の総表面積とした。
【００３９】
ここでいう、理論可能蒸発水分量ΔＷは、乾燥空気が単位時間当たりに含むことができる水分量を示す最大値であり、以下のように算出することができる。
【００４０】
まず、気温ｔにおける飽和水蒸気圧Ｅは、以下の式により算出される。
【数１】
2014168502.tif 000003
【００４１】
また、水蒸気分圧Ｅｐは以下の式により算出できる。
【数２】
2014168502.tif 000004
【００４２】
また、大気圧をＰ（Ｐａ）とすると、重量絶対湿度Ｈ（ｋｇ／ｋｇＤＡ）は、以下の式で算出することができる。
【数３】
2014168502.tif 000005
【００４３】
したがって、乾燥空気の温度、及び相対湿度をそれぞれ、ｔｃ（℃）及びＲｃ（％）、大気圧を１０１３．２５Ｐａとすれば、乾燥空気の重量絶対湿度Ｈ0は以下の式により算出できる。
【数４】
2014168502.tif 000006
【００４４】
また、空気は相対湿度が１００％となるまで水分を含むことができる。したがって、排気空気の相対湿度の最大値は１００％となる。この際、乾燥空気は湿度が増加することにより、潜熱により温度が低下する。このような相対湿度が１００％となった排気空気の温度ｔｗは、例えば、図５に示す湿り空気線図あるいは湿り空気線図を基にした近似式を用いて求めることができる。例えば、温度２６℃、相対湿度３５％ＲＨの乾燥空気（図５の点Ａ）が、相対湿度が１００％となるまで水蒸気を含んだ場合に、排気空気（図５の点Ｂ）の温度は１６℃となる。また、これ以外にも、乾燥空気が含む水分量に基づき潜熱を計算し、これに基づき排気空気の温度を算出してもよい。
【００４５】
そして、飽和状態となった排気空気の重量絶対湿度Ｈｗは、以下の式で算出できる。
【数５】
2014168502.tif 000007
【００４６】
温度Ｔｃ℃、相対湿度Ｒｃ％の乾燥空気の体積（風量）Ｖｃとその湿り比容Ｖhより
乾燥空気の乾き空気としての重量Ｇ０は下式のように算出できる。
【数６】
2014168502.tif 000008
【００４７】
したがって、乾燥空気の流量をＶ（ｍ3／ｍｉｎ）とした場合に、１分間当たりに乾燥空気中が単位時間当たりに含むことができる水分量、すなわち、単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷは、被包囲体を浮遊流動させる気体の吹き込み前の単位体積当たりの水蒸気量と、被包囲体を浮遊流動させた後に排気される気体に含むことができる単位体積当たりの飽和水蒸気量との差であり、以下の式で算出される。
【数７】
2014168502.tif 000009
【００４８】
さらに、本願発明者らは、恒率乾燥期間においても、理論可能蒸発水分量ΔＷを調整することにより変形を防止しながら、乾燥時間を低減することができると考えた。ここで、発明者らは、カプセルの単位面積当たりの単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ／Ｓａが大きい場合に、カプセルの変形が生じると考えた。そこで、理論可能蒸発水分量ΔＷ／Ｓａを指標として、以下の実験を行った。
なお、本実験では、可塑剤であるグリセリン及びソルビトールを加えたゼラチンを皮膜材料として用い、内容物としては、中鎖脂肪酸トリグリセリドを用い、ゼラチンで被包された内容物を冷却油に滴下することにより、被包囲体を作成した。
【００４９】
本実験では、流動層乾燥機に収容されるカプセルの総表面積Ｓａと，恒率乾燥期間及び減率乾燥期間の乾燥空気の温度ｔｃ、乾燥空気の相対湿度Ｒｃ，乾燥空気の流量Ｖとを異なる条件に変化させた条件１〜１２について、流動層乾燥機によりシームレスカプセルを製造した。表１は、条件１〜１２におけるカプセルの総表面積Ｓａと、恒率乾燥期間及び減率乾燥期間の乾燥空気の温度ｔｃ、乾燥空気の相対湿度Ｒｃ、乾燥空気の流量Ｖを示す表である。
【表１】
2014168502.tif 000010
【００５０】
表１に示すように、条件９、１０、１２では、減率乾燥期間における乾燥空気の温度が、恒率乾燥期間に比べて高く、また、乾燥空気の相対湿度が、恒率乾燥期間に比べて低くなっている。このため、条件９、１０、１２では、減率乾燥期間における乾燥空気の、乾燥初期状態の被包囲体に適用した場合の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷが恒率乾燥期間に比べて大きくなっている。なお、これら条件９、１０、１２における減率乾燥期間における乾燥空気の、乾燥初期状態の被包囲体に適用した場合の単位時間当たりの理論可能蒸発水分量ΔＷ／Ｓａは、条件４の恒率乾燥期間におけるΔＷ／Ｓａと等しく、７．３８４４である。
【００５１】
表２は、条件１〜１２におけるカプセル表面の窪み等の変形の発生の有無を示す表である。
【表２】
2014168502.tif 000011
【００５２】
表２に示すように、条件１〜３ではシームレスカプセル表面に大きな窪み、変形が生じた。図６は、条件１の乾燥後のシームレスカプセルを示す写真である。同図に示すように、シームレスカプセルに変形が生じ、球体形状が保たれていない。
【００５３】
条件４〜５では、シームレスカプセル表面に窪みが生じた。図７は、条件５の乾燥後のシームレスカプセルを示す写真である。同図に示すように、球体形状が保たれているものの、使用上問題がない程度のわずかな窪みが生じている。
【００５４】
これに対して、条件６〜１２では、シームレスカプセル表面に窪みや変形が全く生じなかった。
【００５５】
この結果から、恒率乾燥期間におけるΔＷ／Ｓａを１０以下にすることにより、シームレスカプセルに大きな窪み、変形が生じることを防止でき、さらに、恒率乾燥期間におけるΔＷ／Ｓａを７以下にすることにより、全く窪みや変形がないシームレスカプセルを製造することができるといえる。
【００５６】
さらに、条件４では、恒率乾燥期間と減率乾燥期間において乾燥能力を変更せず、乾燥初期状態のシームレスカプセルに対するΔＷ／Ｓａを７．３８４４としている。そして条件４では、シームレスカプセルにわずかに窪みが生じている。
【００５７】
これに対して、条件９、１０、１２では、恒率乾燥期間では乾燥初期状態のシームレスカプセルに対するΔＷ／Ｓａをそれぞれ４．７１８８、４．７１８８及び２．３５９４とし、減率乾燥期間では乾燥初期状態のシームレスカプセルに対するΔＷ／Ｓａを７．３８４４に変更している。これら条件９、１０、１２では、製造したシームレスカプセル表面に全く変形や窪みが生じていない。
【００５８】
この結果から、恒率乾燥期間に比べて減率乾燥期間における乾燥空気の乾燥能力を大きくすることにより、変形を生じることなく、減率乾燥期間の乾燥時間を短縮でき、全体として短時間で皮膜を乾燥させることができることがわかる。
【００５９】
この実験結果を踏まえ、本実施形態では、以下に説明するようにして被包囲体８の皮膜材料６を乾燥させる。本実施形態では、温度センサー３０及び湿度センサー３２により外部筐体２２から排出される排気空気の温度及び湿度を測定しながら乾燥を行う。
【００６０】
まず、制御部２８は、予め設定された温度、相対湿度、及び風速で乾燥空気を吹き込むように乾燥空気供給装置２６を制御する。なお、この乾燥空気の温度、相対湿度、及び風速は、上記のようにして算出されるΔＷ／Ｓａが１０以下となるように設定することが好ましく、ΔＷ／Ｓａが７以下となるように設定されることがより好ましい。そして、温度、相対湿度、及び風速を一定に保った状態で、乾燥空気を外部筐体２２内に吹き込み、被包囲体を浮遊流動させながら、皮膜材料６を乾燥させる（第１の乾燥ステップ）。なお、この第１の乾燥ステップは、皮膜材料６の恒率乾燥期間及び減率乾燥期間の初期に相当する。
【００６１】
次に、制御部２８は、湿度センサー３２により測定される排出空気の湿度が所定の湿度（例えば、６０％）以下に低下したのを検知すると、乾燥空気の乾燥能力が上昇するように乾燥空気供給装置２６の作動条件を制御する。具体的には、制御部２８は、ΔＷ／Ｓａ（ただし、Ｓａは一定なので、実質的にはΔＷ）が上昇するように設定された温度、相対湿度、及び風速で乾燥空気を吹き込む（第２の乾燥ステップ）。なお、この乾燥ステップは、皮膜材料６の減率乾燥期間の中頃以降に相当する。そして、皮膜材料６中の水分の割合が目標値となるまで、温度、相対湿度、及び風速を変更することなく、乾燥空気を供給する。
以上の工程により、皮膜材料６が乾燥し、シームレスカプセル１を製造することができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態では、湿度センサー３２により測定される排出空気の湿度が所定の湿度以下に低下したのを検知すると、乾燥空気の乾燥能力が上昇するように、すなわち、初期乾燥状態の被包囲体８を浮遊流動させた場合の理論蒸発可能水分量ΔＷが増加するように、乾燥空気供給装置２６が制御される。これにより、減率乾燥期間における乾燥時間を短くすることができる。また、減率乾燥期間では、皮膜材料６から蒸発する水分量が少ないため、このように、乾燥空気の乾燥能力を上昇させたとしても、皮膜材料６が変形することはない。
【００６３】
さらに、本実施形態では、第１の乾燥ステップ（すなわち、恒率乾燥期間）において、制御部２８は、ΔＷ／Ｓａが好ましくは１０以下、より好ましくは７以下となるように乾燥空気供給装置２６を制御している。このため、恒率乾燥期間において、変形が生じることがない最大の乾燥能力の乾燥空気により皮膜材料６を乾燥させることができ、より短時間で皮膜材料６を乾燥させることができる。
【００６４】
なお、上記の実施形態では、湿度センサー３２により測定される排出空気の湿度が所定の湿度以下に低下したのを検知すると、乾燥空気の乾燥能力が上昇するように制御したが、これに限らず、温度センサー３０により測定される排気空気の温度が所定の温度まで上昇したのを検知すると、乾燥空気の乾燥能力が上昇するように制御してもよい。かかる構成によっても、同様の効果が奏される。
【符号の説明】
【００６５】
１  シームレスカプセル
２  内容物
４  皮膜
６  皮膜材料
８  被包囲体
１０  二重ノズル
１２  内側ノズル
１４  外側ノズル
１６  振動器
１８  凝固材
１９  容器
２０  流動層乾燥機
２２  外部筐体
２４  整流板
２６  乾燥空気供給装置
２８  制御部
３０  温度センサー
３２  湿度センサー
【図１】
2014168502.tif 000012
【図２】
2014168502.tif 000013
【図３】
2014168502.tif 000014
【図４】
2014168502.tif 000015
【図５】
2014168502.tif 000016
【図８】
2014168502.tif 000017
【図６】
2014168502.tif 000018
【図７】
2014168502.tif 000019