(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動状態にある粉体の流動領域に位置する部位と粉体との衝突により生じる振動の、固有振動数を含む予め定めた設定値以上の周波数帯の強度を検出し、
前記粉体における設定粒径以上の粒子の重量割合である粗粉率と前記周波数帯の振動強度との予め求めた関係に基づき、その検出した周波数帯の振動強度に対応する粗粉率を求める粉体性状の測定方法。
【請求項２】
流動状態にある粉体の流動領域に位置する部位と粉体との衝突により生じる振動の、固有振動数を含む予め定めた設定値以下の周波数帯の強度を検出し、
前記粉体における設定粒径以下の粒子の重量割合である微粉率と前記周波数帯の振動強度との予め求めた関係に基づき、その検出した周波数帯の振動強度に対応する微粉率を求める粉体性状の測定方法。
【請求項３】
造粒を行うために粉体を流動させる際に、請求項１に記載の方法による粗粉率の測定および請求項２に記載の方法による微粉率の測定の中の少なくとも一方を行い、
その測定した粗粉率および微粉率の中の少なくとも一方が予め定めた設定値である時に、その造粒を終了させる造粒制御方法。
【請求項４】
造粒を行うために粉体を流動させる際に、請求項１に記載の方法による粗粉率の測定および請求項２に記載の方法による微粉率の測定の中の少なくとも一方を行い、
造粒開始からの経過時間と粉体の基準粗粉率との予め定めた関係と造粒開始から任意時間経過時点において測定した粗粉率との比較、および、造粒開始からの経過時間と粉体の基準微粉率との予め定めた関係と造粒開始から任意時間経過時点において測定した微粉率との比較の中の少なくとも一方を行い、
その測定した粗粉率と基準粗粉率との差、および、微粉率と基準微粉率との差の中の少なくとも一方を低減するように、造粒条件を変更する造粒制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動状態にある粉体の性状として、その粉体における設定粒径以上の粒子の重量割合である粗粉率と、設定粒径以下の粒子の重量割合である微粉率を測定する方法、並びに、粉体を流動させることで行われる造粒の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医薬、農薬、洗剤等の製造工程においては、流動状態にある粉体の性状を測定することが必要とされる。例えば、特開昭６３‐２３２８３１号公報により開示された造粒終点制御装置は、造粒を行うために粉体を攪拌容器内で攪拌用ロータにより流動させる際に、その攪拌容器内に設けたプローブへの粉体の衝突圧を検出し、その衝突圧を電気信号に変換して高速フーリエ変換することで、その攪拌用ロータの回転数と攪拌羽根の枚数との積に対応する特徴周波数での振動強度を求める。その振動強度が粉体構成粒子の粒径に対応することから、その振動強度が所定値に達した時点で造粒を終了することで、所望粒径の粉体を得ることができる。
【０００３】
また、特開平５‐２３７３５７号公報に開示された造粒状態検出方法は、造粒を行うために粉体を攪拌容器内でインペラにより流動させる際の容器の振動強度と、容器を空の状態にしてインペラを駆動した場合の容器の振動強度とを求め、両者を明確に識別させる周波数を特定周波数としている。その特定周波数での振動強度と粉体の嵩密度とが相関関係にあることに着目し、その振動強度に対応する嵩密度に応じて造粒状態を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１の従来技術では、その特徴周波数は攪拌用ロータの回転数と攪拌羽根の枚数との積であることから、その特徴周波数での振動強度は、プローブ付近を通過する攪拌羽根に随伴される粒子とプローブとの衝突圧に対応する。そのため、上記従来技術は、プローブに衝突する粒子流量が攪拌羽根により周期的に変動する場合にのみ適用できるものであり、粒子流量が一定であるような場合には適用できず汎用性に欠けるという問題がある。さらに、その特徴周波数は、攪拌用ロータの回転数と攪拌羽根の枚数との積であることから数十Ｈｚ程度と比較的低周波であり、そのため周囲に存在する他の機器の振動等に基づく雑音の影響が大きく精度良く造粒終点を求めることができない。
【０００５】
上記第２の従来技術では、その特定周波数は数十Ｈｚ程度と比較的低周波であり、そのため周囲に存在する他の機器の振動等に基づく雑音の影響が大きく精度良く造粒状態を検出できない。また、その特定周波数での振動強度が粉体の嵩密度と相関関係にあることに基づいているため、その粉体構成粒子が例えば、造粒中に化学反応等を生じる物質を含む場合、その化学反応等により粒子の表面性状等が変化して嵩密度が変動する。そうすると、その振動強度が粉体の嵩密度に相関しなくなり、造粒状態を検出できなくなる。
【０００６】
そこで、粉体構成粒子の平均粒径が、粉体流動領域に位置する部位の固有振動数を含む予め定めた周波数帯の振動強度に相関することに基づき、その振動強度から平均粒径を測定し、造粒制御に利用することが考えられるが、その造粒過程において粉体の粒度分布、すなわち粒径が互いに異なる粉体構成粒子それぞれの粉体における重量割合が変化すると、その周波数帯の振動強度と平均粒径との相関関係が弱くなって測定精度が低下する。例えば、図１の（１）は粒度分布定数が２．３、図１の（２）は粒度分布定数が３．０、図１の（３）は粒度分布定数が４〜６の場合の粉体の粒度分布を示し、横軸が粒径、縦軸が各粒径の粉体構成粒子の粉体における重量割合であり、目開きの大きさが互いに異なる複数の積層された篩を用いて粉体を分けることで求めた。図１の（１）において粉体構成粒子の平均粒径は実線が２７４μｍ、１点鎖線が３５１μｍ、２点鎖線が４３８μｍ、図１の（２）において粉体構成粒子の平均粒径は実線が２８１μｍ、１点鎖線が３７２μｍ、２点鎖線が５０４μｍ、図１の（３）において粉体構成粒子の平均粒径は実線が２８７μｍ、１点鎖線が３８７μｍ、２点鎖線が５２６μｍである。粒度分布定数は、Ｒｏｓｉｎ−Ｒａｍｍｌｅｒの式から求めたものであって、この定数が大きい程に何れかの粒径の粒子の粉体における重量割合が集中的に大きくなる。図２は、その周波数帯の振動強度と粉体構成粒子の平均粒径との関係を示す一例であり、図中〇は粒度分布定数が２．３、図中△は粒度分布定数が３．０、図中□は粒度分布定数が４〜６の場合であり、粒度分布が一定であれば平均粒径は振動強度に略比例するが、粒度分布が変化すると振動強度と平均粒径との相関関係は弱くなり、振動強度から平均粒径を精度良く求めることはできなくなる。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑み、粒度分布に影響されることなく造粒終点検出や造粒制御に利用できる粉体性状を測定する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の粉体性状の測定方法の第１の特徴は、流動状態にある粉体の流動領域に位置する部位と粉体との衝突により生じる振動の、固有振動数を含む予め定めた設定値以上の周波数帯の強度を検出し、前記粉体における設定粒径以上の粒子の重量割合である粗粉率と前記周波数帯の振動強度との予め求めた関係に基づき、その検出した周波数帯の振動強度に対応する粗粉率を求める点にある。
本発明の粉体性状の測定方法の第２の特徴は、流動状態にある粉体の流動領域に位置する部位と粉体との衝突により生じる振動の、固有振動数を含む予め定めた設定値以下の周波数帯の強度を検出し、前記粉体における設定粒径以下の粒子の重量割合である微粉率と前記周波数帯の振動強度との予め求めた関係に基づき、その検出した周波数帯の振動強度に対応する微粉率を求める点にある。
本発明は、流動状態にある粉体の流動領域に位置する部位と粉体との衝突により生じる振動の固有振動数を含む周波数帯の強度が、一定以上の周波数帯においては粗粉率に相関し、一定以下の周波数帯においては微粉率に相関し、その相関性は粉体の粒度分布の影響を受けることがないことを見い出したことに基づく。これにより、各周波数帯の振動強度の測定により粉体の粗粉率および微粉率を、その粉体の粒度分布の影響を受けることなく求めることができる。
【０００９】
粗粉率を求める場合、粗粉を特定するための設定粒径の下限値や振動強度を測定する周波数帯の下限値は、その振動強度と粗粉率との相関性が強くなるように設定するのが好ましい。また、微粉率を求める場合、微粉を特定するための設定粒径の上限値や振動強度を測定する周波数帯の上限値は、その振動強度と微粉率との相関性が強くなるように設定するのが好ましい。
【００１０】
本発明の造粒制御方法の第１の特徴は、造粒を行うために粉体を流動させる際に、上記本発明方法による粗粉率の測定および微粉率の測定の中の少なくとも一方を行い、その測定した粗粉率および微粉率の中の少なくとも一方が予め定めた設定値である時に、その造粒を終了させる点にある。
上記周波数帯の振動強度と粗粉率との関係、および前記周波数帯の振動強度と微粉率との関係は、粉体の粒度分布の影響を受けないので、この構成によれば、造粒過程で粉体の粒度分布が変化しても造粒終点を精度良く求めることが可能になる。これにより、粉体の粗粉率あるいは微粉率を、造粒後の粉体破砕等の処理工程において必要な所定値にすることができる。
【００１１】
本発明の造粒制御方法の第２の特徴は、造粒を行うために粉体を流動させる際に、上記本発明方法による粗粉率の測定および微粉率の測定の中の少なくとも一方を行い、造粒開始からの経過時間と粉体の基準粗粉率との予め定めた関係と造粒開始から任意時間経過時点において測定した粗粉率との比較、および、造粒開始からの経過時間と粉体の基準微粉率との予め定めた関係と造粒開始から任意時間経過時点において測定した微粉率との比較の中の少なくとも一方を行い、その測定した粗粉率と基準粗粉率との差、および、微粉率と基準微粉率との差の中の少なくとも一方を低減するように、造粒条件を変更する点にある。
造粒開始から任意時間の経過時点において検出した前記周波数帯の振動強度から求められる粗粉率と予め定めた基準粗粉率との差、または、前記周波数帯の振動強度から求められる微粉率と予め定めた基準微粉率との差を低減するように造粒条件を変更することで、粉体の粒度分布の影響を受けることは少なく、粉体の粗粉率または微粉率を任意の目標値に精度良く近付けることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図３〜図９を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
図３に示す測定装置１は、ホッパー２に投入される粉体５を、制御装置１０ｅにより制御される電磁フィーダー３により搬送してシュート４に投入し、そのシュート４から落下することで流動状態にある粉体５の粗粉率または微粉率を測定し、さらに嵩密度を測定する。その粗粉率と微粉率の測定のために粉体５の流動領域に振動板６が配置される。図４に示すように、その振動板６は固定側に取り付けられる支持部材７により片持ち梁状に支持される。その粉体５と振動板６との衝突により生じる振動の強度を時系列に検出する加速度センサ等のセンサ８が、その振動板６に取り付けられ、そのセンサ８は信号処理装置１０に接続される。
【００１３】
その信号処理装置１０は、主増幅器１０ａ、フィルター回路１０ｂ、補助増幅および実効値検波回路１０ｃ、平均値演算およびスケーリング回路１０ｄ、および制御装置１０ｅを有する。
【００１４】
そのセンサ８から送られる振動強度の検出信号は、その主増幅器１０ａにより増幅され、フィルター回路１０ｂにより予め定めた周波数帯以外の信号が除去され、補助増幅および実効値検波回路１０ｃにより増幅されると共に、その周波数帯の強度に対応する実効値に相当する値の直流電圧信号に変換される。この直流電圧信号は、制御装置１０ｅから電磁フィーダー３の起動のタイミングで出力されるトリガー信号を受信する平均値演算およびスケーリング回路１０ｄにより、設定時間帯の間積算される。また、平均値演算およびスケーリング回路１０ｄは、その積算値を積算時間で除算することで平均振動強度を求め、この平均振動強度に対応する粗粉率および微粉率を、粗粉率と周波数帯の振動強度との予め求めた関係と微粉率と周波数帯の振動強度との予め求めた関係とに基づき求め、その求めた粗粉率または微粉率に対応する信号Ｓａをプリンター、表示装置、パーソナルコンピュータ等に出力する。
【００１５】
そのフィルター回路１０ｂを通過する信号の周波数帯は、その粉体と振動板６との衝突により生じる振動の固有振動数を含むように定められ、その具体的な値は粗粉率または微粉率を所望の精度で求めることができるように実験により予め定めることができる。これにより、その粉体と振動板６との衝突により生じる振動の、固有振動数を含む予め定めた周波数帯の強度が検出される。
【００１６】
その制御装置１０ｅが圧力空気搬送用配管１１途中に設けられた電磁弁１２の制御回路１３に、電磁フィーダー３の停止のタイミングでトリガー信号を出力することで、その圧力空気搬送用配管１１の先端のノズル１１ａからエアが振動板６に吹きつけられ、粉体構成粒子が振動板６に付着するのが防止される。
【００１７】
その振動板６を振動させた後に落下する粉体５を受ける位置に嵩密度測定用容器２１が配置されている。その容器２１に収納される粉体５は、制御装置１０ｅにより制御される空圧装置２２ａにより往復駆動されるエアシリンダ２２ｂに取り付けられた摺り切り板２３により摺り切られ、ロードセル２４により容器２１と共に重量が測定され、この測定信号は制御装置１０ｅに出力される。その制御装置１０ｅは、その粉体５と容器２１の測定重量と容器２１の既知の重量と容積とから粉体５の嵩密度を求め、その求めた嵩密度に対応する信号Ｓｂをプリンター、表示装置、パーソナルコンピュータ等に出力する。これにより、粉体５の粗粉率または微粉率を連続測定しつつ嵩密度を求めることができる。その容器２１が制御装置１０ｅにより制御されるアクチュエータ２５により反転されることで、その容器２１から粉体５が排出されて回収される。なお、粉体５の粗粉率、微粉率、嵩密度の測定領域はカバー２９によって覆われる。そのロードセル２４による粉体５と容器２１の重量測定は、その容器２１を回転させるアクチュエータ２５の出力軸２５ａの撓みに基づき検出する。
【００１８】
図５の（１）は、その粉体５と振動板６との衝突により生じる振動強度の一例を示し、本実施形態では図においてＡで示す範囲の固有振動数を含む予め定めた設定値（好ましくは７００Ｈｚ、より好ましくは１０００Ｈｚ、さらに好ましくは１５００Ｈｚ）以上の周波数帯（本実施形態では６３５０〜６７００Ｈｚ）の振動強度として実効値が求められる。図５の（１）において粉体構成粒子の平均粒径は実線が２８１μｍ、１点鎖線が３７２μｍ、２点鎖線が５０４μｍである。ここでいう振動強度は下記の式による交流信号の実効値演算により計算しているが、交流信号の絶対値の時間平均などを用いて振動強度としてもよい。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
図５の（２）は、流動状態にある粉体５と振動板６との衝突により生じる振動の、上記設定値以上の周波数帯の強度と設定粒径（本実施形態では７００μｍ）以上の粒子の重量割合である粗粉率との関係の一例を示す。図中〇は粒度分布定数が２．３、図中△は粒度分布定数が３．０、図中□は粒度分布定数が４〜６の場合を示す。これより、その周波数帯の振動強度と粗粉率とは相関し、その粗粉率が大きくなる程に周波数帯の振動強度が大きくなり、しかも、その相関関係に粉体の粒度分布が影響しないことを確認できる。よって、その粗粉率と振動強度との記憶した関係から、その振動強度の検出値に対応する粉体の粗粉率を求めることができる。直線Ｂは、上記信号処理装置１０に記憶される粗粉率と振動強度との予め求めた関係の一例を示す。
【００２１】
図６の（１）は、その粉体５と振動板６との衝突により生じる振動強度の別の一例を示し、本実施形態では図においてＣで示す範囲の固有振動数を含む予め定めた設定値（好ましくは６００Ｈｚ、より好ましくは７００Ｈｚ、さらに好ましくは４００Ｈｚ）以下の周波数帯（本実施形態では７５〜２００Ｈｚ）の振動強度として実効値が求められる。図６の（１）において粉体構成粒子の平均粒径は実線が２８１μｍ、１点鎖線が３７２μｍ、２点鎖線が５０４μｍである。ここでいう振動強度は上記の式による交流信号の実効値演算により計算しているが、交流信号の絶対値の時間平均などを用いて振動強度としてもよい。
【００２２】
図６の（２）は、流動状態にある粉体５と振動板６との衝突により生じる振動の、上記設定値以下の周波数帯の強度と設定粒径（本実施形態では１２５μｍ）以下の粒子の重量割合である微粉率との関係の一例を示す。図中〇は粒度分布定数が２．３、図中△は粒度分布定数が３．０、図中□は粒度分布定数が４〜６の場合を示す。これより、その周波数帯の振動強度と微粉率とは相関し、その微粉率が大きくなる程に周波数帯の振動強度が大きくなり、しかも、その相関関係に粉体５の粒度分布が影響しないことを確認できる。よって、その微粉率と振動強度との記憶した関係から、その振動強度の検出値に対応する粉体の微粉率を求めることができる。直線Ｄは、その信号処理装置１０に記憶される微粉率と振動強度との予め求めた関係の一例を示す。
【００２３】
上記構成によれば、振動強度の測定により粉体５の粗粉率あるいは微粉率を、その粉体５の粒度分布の影響を受けることなく求めることができる。
【００２４】
なお、振動板６に粉体５が付着すると振動強度が変化して測定精度が低下する。そこで、振動板６への粉体５の付着程度が振動強度に与える影響と振動板６の厚さとの関係を求めた。すなわち、振動板６として図４における長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが７０ｍｍであって、厚さｔが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍの場合それぞれについて、同一量の粉体５が付着した時と付着しない時の振動強度を求め、図７の（１）、（２）、（３）に示した。なお、振動板６の自重に対する付着した粉体５の重量割合である付着率は、厚さｔが２ｍｍの場合が２．３％、ｔが３ｍｍの場合が１．５％、ｔが４ｍｍの場合が１．１％である。図７の（１）、（２）、（３）において、実線は粉体５が付着した場合であり、一点鎖線は付着しない場合である。これより、振動板６の厚さが大きい程に粉体５の付着率が小さくなるため、粉体５の付着の影響が小さいことを確認できた。なお、振動板６は重量が大きくなると振動し難くなってＳ／Ｎ比が低下するので、その厚さは適当な値にするのが好ましい。
【００２５】
図８は、振動板６に衝突する粉体５の平均粒子流量と振動強度との関係を示す。その流量が一定であれば問題はないが、変動する場合は流量が低いと振動強度の変動が大きいため、一定以上の流量にするのが好ましい。
【００２６】
図９は、振動板６への粉体５の上下方向における衝突位置と振動強度との関係を示す。その衝突位置は、上下方向中間位置を零とし、上方側を負、下方側を正により表している。なお、振動板６として長さＬが１００ｍｍ、幅Ｗが３５ｍｍであって、厚さｔが２ｍｍのものを使用した。その衝突位置が一定であれば問題はないが、変動する場合は上下方向中間よりも下方であると振動強度の変動が大きいため、上下方向中間よりも上方に衝突させるのが好ましい。
【００２７】
図１０を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態においては、粉末洗剤等の製造工程において造粒を行うために粉体を第１、第２造粒装置１１１、１１２内で流動させる。
【００２８】
その第１造粒装置１１１は、横軸心の円筒形状を有する攪拌容器１１１ａと、この容器１１１ａ内で原動機１１１ｂにより横軸１１１ｃ中心に回転駆動されるブレード状の攪拌部材１１１ｄと、その攪拌部材１１１ｄの回転軸１１１ｃの外周部に対向する容器１１１ａの内周部に設けられるブレード状の粉砕部材１１１ｅとを備える。その粉砕部材１１１ｅは粉体の流動領域に位置し、容器１１１ａにより片持ち梁状に支持され、原動機１１１ｆにより容器１１１ａの径方向に沿う軸中心に回転駆動される。その粉体は、容器１１１ａ内で攪拌部材１１１ｄにより攪拌されることで流動されると共に、その粉砕部材１１１ｅにより粉砕される。また、その容器１１１ａ内に図外パイプから、その粉体を粒状にするための造粒液や、粉体と接触することで化学反応を生じる反応液等が供給される。その粉体と粉砕部材１１１ｅとの衝突により生じる振動の強度を検出するセンサ１１４ａが、その粉砕部材１１１ｅの原動機１１１ｆに取り付けられ、そのセンサ１１４ａは信号処理装置１１５に接続される。
【００２９】
その第２造粒装置１１２は、縦軸心の筒形状を有する攪拌容器１１２ａと、この容器１１２ａ内で原動機１１２ｂにより縦軸１１２ｃ中心に回転駆動されるブレード状の攪拌部材１１２ｄと、その攪拌部材１１２ｄの回転軸１１２ｃの外周部に対向する容器１１２ａの内周部に設けられるブレード状の粉砕部材１１２ｅとを備える。その粉砕部材１１２ｅは粉体の流動領域に位置し、容器１１２ａにより片持ち梁状に支持され、原動機１１２ｆにより容器１１２ａの径方向に沿う軸中心に回転駆動される。その粉体は、容器１１２ａ内で攪拌部材１１２ｄにより攪拌されることで流動されると共に、その粉砕部材１１２ｅにより粉砕される。また、その容器１１２ａ内に図外パイプから、その粉体を粒状にするための造粒液や、粉体と接触することで化学反応を生じる反応液等が供給される。その粉体と粉砕部材１１２ｅとの衝突により生じる振動の強度を検出するセンサ１１４ｂが、その粉砕部材１１２ｅの原動機１１２ｆに取り付けられ、そのセンサ１１４ｂは上記信号処理装置１１５に接続される。
【００３０】
その信号処理装置１１５は、第１、第２主増幅器１１５ａ′、１１５ａ″、第１、第２バンドパスフィルター１１５ｂ′、１１５ｂ″、第１、第２補助増幅器１１５ｃ′、１１５ｃ″、第１、第２実効値変換回路１１５ｄ′、１１５ｄ″、第１、第２Ａ／Ｄ変換器１１５ｅ′、１１５ｅ″、および制御装置１１５ｆを有する。
【００３１】
その第１造粒装置１１１のセンサ１１４ａから送られる振動強度の検出信号は、第１の主増幅器１１５ａ′により増幅され、バンドパスフィルター１１５ｂ′により予め定めた周波数帯以外の信号が除去され、補助増幅器１１５ｃ′により増幅され、実効値変換回路１１５ｄ′によりその周波数帯の強度に対応する実効値に相当する値の直流信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器１１５ｅ′によってＡ／Ｄ変換された後に演算装置１１５ｆに入力される。また、第２造粒装置１１２のセンサ１１４ｂから送られる振動強度の検出信号も、第２の主増幅器１１５ａ″、バンドパスフィルター１１５ｂ″、補助増幅器１１５ｃ″、実効値変換回路１１５ｄ″、Ａ／Ｄ変換器１１５ｅ″により、第１造粒装置１１１のセンサ１１４ａから送られる振動強度の検出信号と同様に処理された後に演算装置１１５ｆに入力される。
【００３２】
第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯は、その粉体と第１造粒装置１１１の粉砕部材１１１ｅとの衝突により生じる振動の固有振動数を含むように定められ、第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する信号の周波数帯は、その粉体と第２造粒装置１１２の粉砕部材１１２ｅとの衝突により生じる振動の固有振動数を含むように定められ、それぞれの具体的な値は粗粉率または微粉率を所望の精度で求めることができるように実験により定めることができ、粗粉率を求める場合の下限値は例えば７００Ｈｚとされ、微粉率を求める場合の上限値は例えば６００Ｈｚとされる。これにより、粉体と各粉砕部材１１１ｅ、１１２ｅとの衝突により生じる振動それぞれの、固有振動数を含む予め定めた周波数帯の強度が検出される。
【００３３】
その制御装置１１５ｆはコンピュータにより構成され、キーボード等の入力装置１１７、外部記憶装置やプリンター等のデータ記録部１１８、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等の表示部１１９が接続される。
【００３４】
その制御装置１１５ｆは、粗粉率を求める場合、第１造粒装置１１１において造粒される粉体の粗粉率と第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯の振動強度との予め定められた関係、第１造粒装置１１１において造粒される粉体の目標粗粉率に対応する予め求めた第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯の振動強度である第１設定値、第２造粒装置１１２において造粒される粉体の目標粗粉率と第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する信号の周波数帯の振動強度との予め定められた関係、および第２造粒装置１１２において造粒される粉体の目標粗粉率に対応する予め求めた第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する信号の周波数帯の振動強度である第２設定値を記憶する。
また、微粉率を求める場合、その制御装置１１５ｆは、第１造粒装置１１１において造粒される粉体の微粉率と第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯の振動強度との予め定められた関係、第１造粒装置１１１において造粒される粉体の目標微粉率に対応する予め求めた第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯の振動強度である第３設定値、第２造粒装置１１２において造粒される粉体の目標微粉率と第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する信号の周波数帯の振動強度との予め定められた関係、および第２造粒装置１１２において造粒される粉体の目標微粉率に対応する予め求めた第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する信号の周波数帯の振動強度である第４設定値を記憶する。
【００３５】
そして制御装置１１５ｆは、その第１造粒装置１１１において検出された上記各周波数帯の振動強度に対応する粗粉率または微粉率と、第２造粒装置１１２において検出された上記各周波数帯の振動強度に対応する粗粉率または微粉率とを、上記各記憶した関係に基づき演算し、その演算結果をデータ記録部１１８や表示部１１９に出力する。
【００３６】
また、その制御装置１１５ｆは、その第１造粒装置１１１において検出された上記周波数帯の振動強度が第１設定値である時、または、その第１造粒装置１１１において検出された上記周波数帯の振動強度が第３設定値である時は、第１造粒装置１１１の各原動機１１１ｂ、１１１ｆを停止させる制御信号を出力し、第１造粒装置１１１による造粒を終了させ、その第２造粒装置１１２において検出された上記周波数帯の振動強度が第２設定値である時、または、その第２造粒装置１１１において検出された上記周波数帯の振動強度が第４設定値である時は、第２造粒装置１１２の各原動機１１２ｂ、１１２ｆを停止させる制御信号を出力し、第２造粒装置１１２による造粒を終了させる。上記周波数帯の振動強度と粗粉率との関係、および上記周波数帯の振動強度と微粉率との関係は、粉体の粒度分布の影響を受けないので、この構成によれば、造粒過程で粉体の粒度分布が変化しても造粒終点を精度良く求めることが可能になる。
【００３７】
図１１を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお、第２実施形態と同様部分は同一符号で示す。
第３実施形態は第２実施形態と信号処理装置を除いて同様の構成を有する。その第３実施形態の信号処理装置１１５′は、第２実施形態の信号処理装置１１５と制御装置を除いては同様とされ、第１造粒装置１１１における粉体と粉砕部材１１１ｅとの衝突により生じる振動の固有振動数を含む予め定めた周波数帯の強度と、第２造粒装置１１２における粉体と粉砕部材１１２ｅとの衝突により生じる振動の固有振動数を含む予め定めた周波数帯の強度とを、それぞれ時系列に検出する。
【００３８】
第３実施形態の信号処理装置１１５′の制御装置１１５ｆ′は、粗粉率を求める場合、第１造粒装置１１１における造粒開始からの経過時間と粉体の基準粗粉率に対応する第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯の振動強度との予め定めた第１の関係、および、第２造粒装置１１２における造粒開始からの経過時間と粉体の基準粗粉率に対応する第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する周波数帯の振動強度との予め定めた第２の関係を記憶する。
また、微粉率を求める場合、その制御装置１１５ｆ′は、第１造粒装置１１１における造粒開始からの経過時間と粉体の基準微粉率に対応する第１バンドパスフィルター１１５ｂ′を通過する信号の周波数帯の振動強度との予め定めた第３の関係、および、第２造粒装置１１２における造粒開始からの経過時間と粉体の基準微粉率に対応する第２バンドパスフィルター１１５ｂ″を通過する周波数帯の振動強度との予め定めた第４の関係を記憶する。
各基準粗粉率および各基準微粉率は、その予め定めた経過時間と周波数帯の強度との関係が満たされる時、その時点での粉体の粗粉率または微粉率の目標値として設定される値であって、任意の値に設定できる。
【００３９】
粗粉率を求める場合、その制御装置１１５ｆ′は、造粒開始から任意時間の経過時点において、第１造粒装置１１１において検出した上記周波数帯の振動強度を、上記第１の関係と比較し、その検出した周波数帯の振動強度と基準粗粉率に対応する周波数帯の振動強度との差を求め、その差を低減するように第１造粒装置１１１の造粒条件を変更し、また、造粒開始から任意時間の経過時点において、第２造粒装置１１２において検出した上記周波数帯の振動強度を、上記第２の関係と比較し、その検出した周波数帯の振動強度と基準粗粉率に対応する周波数帯の振動強度との差を求め、その差を低減するように第２造粒装置１１２の造粒条件を変更する。
【００４０】
微粉率を求める場合、その制御装置１１５ｆ′は、造粒開始から任意時間の経過時点において、第１造粒装置１１１において検出した上記周波数帯の振動強度を、上記第３の関係と比較し、その検出した周波数帯の振動強度と基準微粉率に対応する周波数帯の振動強度との差を求め、その差を低減するように第１造粒装置１１１の造粒条件を変更し、また、造粒開始から任意時間の経過時点において、第２造粒装置１１２において検出した上記周波数帯の振動強度を、上記第４の関係と比較し、その検出した周波数帯の振動強度と基準微粉率に対応する周波数帯の振動強度との差を求め、その差を低減するように第２造粒装置１１２の造粒条件を変更する。
【００４１】
なお、各検出した周波数帯の振動強度と基準粗粉率または微粉率に対応する周波数帯の振動強度との差と、第１造粒装置１１１または第２造粒装置１１２の造粒条件の変更量との関係は、予め定められて制御装置１１５ｆ′に記憶される。
【００４２】
バッチプロセスにより造粒を行う場合、各造粒装置１１１、１１２の攪拌部材１１１ｄ、１１２ｄや粉砕部材１１１ｅ、１１２ｅの回転速度を変更対象の造粒条件とすることができ、例えば、原動機１１１ｂ、１１１ｆ、１１２ｂ、１１２ｆに制御信号を送ることで造粒条件を変更できる。また、連続プロセスにより造粒を行う場合、粉体の滞留時間を造粒条件とすることができ、例えば、攪拌容器１１１ａからの粉体取り出し用ゲート弁の開度制御信号をゲート弁駆動装置１２５に送ることで造粒条件を変更できる。
例えば、造粒開始から任意時間の経過時間において、検出された周波数帯の振動強度が基準粗粉率に対応する周波数帯の振動強度よりも小さい場合や、検出された周波数帯の振動強度が基準微粉率に対応する周波数帯の振動強度よりも大きい場合、造粒を促進する必要があることから、その差に応じて予め設定されて記憶された量だけ、攪拌部材１１１ｄ、１１２ｄや粉砕部材１１１ｅ、１１２ｅの回転速度を増速したり、粉体の滞留時間を長くするために粉体取り出し用ゲート弁の開度を小さくする。
また、造粒開始から任意時間の経過時間において、検出された周波数帯の振動強度が基準粗粉率に対応する周波数帯の振動強度よりも大きい場合や、検出された周波数帯の振動強度が基準微粉率に対応する周波数帯の振動強度よりも小さい場合、造粒を抑制する必要があることから、その差に応じて予め設定されて記憶された量だけ、攪拌部材１１１ｄ、１１２ｄや粉砕部材１１１ｅ、１１２ｅの回転速度を減速したり、粉体の滞留時間を短くするために粉体取り出し用ゲート弁の開度を大きくする。
これにより、造粒過程で粉体の粒度分布が変化しても、粉体の粗粉率または微粉率を任意の目標値に精度良く近付けることができる。他は第２実施形態と同様とされている。
【００４３】
なお、上記各実施形態では粗粉率と微粉率の中の一方を測定したが、粗粉率を求めるための信号処理装置と微粉率を求めるための信号処理装置の双方を設けることで、両方を同時に測定するようにしてもよい。なお、造粒制御において粗粉率と微粉率の両方を求める場合において、粗粉率による制御量と微粉率による制御量とが一致しない場合は、何れを優先させるか予め定めておけばよい。また、第２、第３実施形態を組み合わせ、造粒終点の制御と、造粒条件の制御を同時に行うようにしてもよい。また、第２、第３実施形態における粉砕部材１１１ｅ、１１２ｅに代えて、第１実施形態に示す振動板６を、各造粒装置１１１、１１２に設け振動強度を検出してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体の粒度分布の影響を受けることのない粉体性状として粗粉率および微粉率を精度良く求めることができる測定方法と、造粒の終点を精度良く求めることができ、造粒時において粗粉率や微粉率を所望の値に精度良く近付けて品質管理に寄与できる造粒制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（１）、（２）、（３）は粒度分布定数が互いに異なる粉体の粒度分布を示す図
【図２】粉体構成粒子の平均粒径と予め定めた周波数帯における振動強度と粒度分布定数との関係を示す図
【図３】本発明の第１実施形態における粉体性状の測定方法を実施するための構成説明図
【図４】本発明の第１実施形態における粉体性状の測定方法を実施するための要部の構成説明図
【図５】本発明の第１実施形態における（１）は予め定めた周波数帯の振動強度を示す図、（２）は予め定めた周波数帯における振動強度と粗粉率との関係を示す図
【図６】本発明の第１実施形態における（１）は予め定めた周波数帯の振動強度を示す図、（２）は予め定めた周波数帯における振動強度と微粉率との関係を示す図
【図７】（１）、（２）、（３）はそれぞれ、本発明の第１実施形態における振動板の厚さが互いに異なる場合の振動スペクトルを示す図
【図８】本発明の第１実施形態における粉体流量と予め定めた周波数帯における振動強度との関係を示す図
【図９】本発明の第１実施形態における振動板への粉体衝突位置と予め定めた周波数帯における振動強度との関係を示す図
【図１０】本発明の第２実施形態における造粒制御を実施するための構成説明図
【図１１】本発明の第３実施形態における造粒制御を実施するための構成説明図
【符号の説明】
１  測定装置
５  粉体
６  振動板
８  センサ
１０  信号処理装置
１１１  第１造粒装置
１１１ｅ  粉砕部材
１１２  第２造粒装置
１１２ｅ  粉砕部材
１１４ａ  センサ
１１４ｂ  センサ
１１５  信号処理装置
１１５′  信号処理装置
【図１】
0003566586.tif 000003
【図２】
0003566586.tif 000004
【図３】
0003566586.tif 000005
【図４】
0003566586.tif 000006
【図５】
0003566586.tif 000007
【図６】
0003566586.tif 000008
【図７】
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【図８】
0003566586.tif 000010
【図９】
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【図１０】
0003566586.tif 000012
【図１１】
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