(57)【要約】  駆動軸と、駆動軸へと取り付けられたドラムと、ドラムの内側に配置されて作業空間を囲んでいるフィルタと、作業空間の一端面を形成しており、キャッチ・ディスク軸に取り付けられており、ドラムに対して可動であるキャッチ・ディスクと、を有する遠心分離装置であって、  懸濁液を作業空間へと導入するための注入部材を備え、ドラムおよびフィルタを囲む遠心分離ハウジングを備える遠心分離装置である。
2008546516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、駆動軸へと取り付けられたドラムと、ドラムの内側に配置されて作業空間を囲んでいるフィルタと、作業空間の一端面を形成しており、キャッチ・ディスク軸に取り付けられており、ドラムに対して可動であるキャッチ・ディスクと、を有する遠心分離装置であって、
懸濁液を作業空間へと導入するための注入部材を備え、ドラムおよびフィルタを囲む遠心分離ハウジングを備える遠心分離装置。
【請求項２】
前記駆動軸が中空の構造であって、内部を延びる駆動軸チャネルを有しており、前記駆動軸チャネルに、懸濁液の導入のための注入部材として使用される駆動軸注入チューブが収容されている、請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項３】
前記キャッチ・ディスク軸が中空の構造であって、内部を延びるキャッチ・ディスク軸チャネルを有しており、前記キャッチ・ディスク軸チャネルに、懸濁液の導入のための注入部材として使用されるキャッチ・ディスク注入チューブが収容されている、請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
じょうご状の部材が、作業空間側の端部において前記駆動軸注入チューブの端部に取り付けられている、請求項２に記載の遠心分離装置。
【請求項５】
前記じょうご状の部材が、前記駆動軸注入チューブと一体に形成されている、請求項４に記載の遠心分離装置。
【請求項６】
じょうご状の部材が、作業空間側の端部において前記キャッチ・ディスク注入チューブの端部に取り付けられている、請求項３に記載の遠心分離装置。
【請求項７】
前記じょうご状の部材が、前記キャッチ・ディスク注入チューブと一体に形成されている、請求項６に記載の遠心分離装置。
【請求項８】
遠心分離の対象となる懸濁液が、ポンプ装置によって運ばれ、
前記ポンプ装置によって前記懸濁液へと加えられる圧力が可変である、請求項２〜７のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項９】
前記駆動軸が、電動非同期モータによって駆動される、請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項１０】
前記電動非同期モータが、送信器ユニットによる前記電動非同期モータの現在位置の送信を受ける運動制御ユニットによって制御され、
前記駆動軸が、前記電動非同期モータによって回転の両方向に回転可能である、請求項９に記載の遠心分離装置。
【請求項１１】
前記送信器ユニットが、サイン／コサイン送信器である、請求項１０に記載の遠心分離装置。
【請求項１２】
前記電動非同期モータが、自身を貫いて延びる二次軸を有しており、
前記二次軸が、前記駆動軸および前記送信器ユニットの両者へと、いずれの場合も力伝達用のエンドレス部材によって接続されている、請求項１０または１１に記載の遠心分離装置。
【請求項１３】
前記キャッチ・ディスクを軸方向に動かすために、前記キャッチ・ディスクへと偏心して取り付けられた往復ピストンを有する、請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項１４】
キャッチ・ディスク軸が中空の構造であって、内側にＰＡＴチャネルを備え、前記ＰＡＴチャネルの一端が作業空間へと開いている、請求項１または１３に記載の遠心分離装置。
【請求項１５】
駆動軸が中空の構造であって、内側にＰＡＴチャネルを備え、前記ＰＡＴチャネルの一端が作業空間へと開いている、請求項１または１３に記載の遠心分離装置。
【請求項１６】
少なくとも１つのチューブが、前記ＰＡＴチャネルを通過して、前記作業空間へと突き出している、請求項１４または１５に記載の遠心分離装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのチューブが、ケーシング筒によって囲まれている、請求項１６に記載の遠心分離装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのチューブが、前記キャッチ・ディスクおよびキャッチ・ディスク軸のいかなる回転からも切り離されるように取り付けられている、請求項１６に記載の遠心分離装置。
【請求項１９】
前記ケーシング筒が、前記キャッチ・ディスクおよびキャッチ・ディスク軸のいかなる回転からも切り離されるように取り付けられている、請求項１７に記載の遠心分離装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのチューブに、近赤外（ＮＩＲ）分光法を実行するための装置が設けられている、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部の温度を測定するための装置が、前記少なくとも１つのチューブに設けられている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項２２】
作業空間を監視するための光学式の監視ユニットが、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に設けられている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項２３】
作業空間を照明するための光源が、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に設けられている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項２４】
内視鏡が、前記少なくとも１つのチューブを通って作業空間へと通されている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのチューブが、懸濁液のサンプルを取り出すための取り出しチューブとして構成されている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項２６】
懸濁液のサンプルを採取するための部材が、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に取り付けられている、請求項２５に記載の遠心分離装置。
【請求項２７】
前記懸濁液のサンプルを採取するための部材が、好ましくはじょうごである、請求項２６に記載の遠心分離装置。
【請求項２８】
自身の生み出す真空によって前記懸濁液のサンプルを前記少なくとも１つのチューブを通って吸い出すことができるポンプ装置が設けられている、請求項２６または２７に記載の遠心分離装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのチューブを通ってサンプル空間から吸い出された懸濁液のサンプルが通過して出る流出口が設けられている、請求項２８に記載の遠心分離装置。
【請求項３０】
さらに前記ポンプ装置が、流体に圧力を加えて前記少なくとも１つのチューブを通って送ることができる、請求項２８または２９に記載の遠心分離装置。
【請求項３１】
封止されたハウジング部材が、前記流出口の周囲に配置されている、請求項２９に記載の遠心分離装置。
【請求項３２】
超音波清浄化装置が、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に配置されている、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項３３】
前記ＰＡＴチャネルが、シール部材によって外側の環境から封止されている、請求項１４〜３０のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項３４】
前記シール部材が、防腐の二重リップシールである、請求項３３に記載の遠心分離装置。
【請求項３５】
前記少なくとも１つのチューブを回転させるための回転装置が設けられている、請求項１８〜３２のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項３６】
前記回転装置が、前記少なくとも１つのチューブを少なくとも１つの位置に固定できるように構成されている、請求項３５に記載の遠心分離装置。
【請求項３７】
前記少なくとも１つのチューブが、第１の位置、前記第１の位置から９０°回転させられた第２の位置、および前記第２の位置から９０°かつ前記第１の位置から１８０°回転させられた第３の位置に、前記回転装置によって固定されるようになっている、請求項３６に記載の遠心分離装置。
【請求項３８】
前記回転装置の回転の範囲が、２つのストッパによって１８０°に制限されている、請求項３７に記載の遠心分離装置。
【請求項３９】
前記回転装置が、手動で操作されるべき回転装置である、請求項３５〜３８のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項４０】
前記回転装置を回転させるためのモータを有する、請求項３５〜３８のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項４１】
前記モータが、制御ユニットによって自動的に制御される、請求項４０に記載の遠心分離装置。
【請求項４２】
３つのチューブが設けられている、請求項１６〜３９のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項４３】
光学式の監視ユニットと光源とを備える内視鏡が、第１のチューブに通され、第２のチューブが、懸濁液のサンプルを採取するように設計されて、作業空間側の端部にじょうご状の部材を備え、第３のチューブに、前記第３のチューブの作業空間側の端部の温度を測定するための装置が設けられている、請求項４２に記載の遠心分離装置。
【請求項４４】
前記３つのチューブが、前記ケーシング筒の断面において、チューブの断面の中心が三角形を形成するように配置されている、請求項４３に記載の遠心分離装置。
【請求項４５】
前記第１のチューブが、作業空間へと真っ直ぐに、すなわち対向する前記駆動軸の方向に延びており、
前記第２のチューブが、作業空間において実質的に直角に曲げられ、作業空間側の端部に前記じょうご状の部材が、前記３つのチューブが前記回転装置の結果として前記第１の位置から前記第３の位置への回転のプロセスにあるときに前記じょうご状の部材が作業空間の下半分において半円形の運動を実行するように、配置されており、
前記第３のチューブが、前記第１の位置において実質的に垂直下方を向いている、請求項４３または４４に記載の遠心分離装置。
【請求項４６】
透明な材料からなる少なくとも１つの窓が、前記キャッチ・ディスクに設けられている、請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項４７】
少なくとも１つの窓チャネルが設けられ、前記窓チャネルの一端が、前記少なくとも１つの窓の前面を終端としている、請求項４６に記載の遠心分離装置。
【請求項４８】
近赤外（ＮＩＲ）分光法を実行するための装置が、前記少なくとも１つの窓チャネルに設けられている、請求項４７に記載の遠心分離装置。
【請求項４９】
光学式の監視装置が、前記少なくとも１つの窓チャネルに設けられている、請求項４６または４７に記載の遠心分離装置。
【請求項５０】
光源が、前記少なくとも１つの窓チャネルに設けられている、請求項４７〜５０のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項５１】
３つの窓が、前記キャッチ・ディスクの円周の周りに１２０°の間隔で配置されて設けられている、請求項４６〜５０のいずれか一項に記載の遠心分離装置。
【請求項５２】
３つの窓チャネルが、前記キャッチ・ディスクの円周の周りに１２０°の間隔で配置されて設けられている、請求項５１に記載の遠心分離装置。
【請求項５３】
遠心分離ドラム内の懸濁液の水分含有量を測定する方法であって、
・請求項２１の特徴を有する遠心分離装置と、作業空間側の端部において実質的に直角に曲げられている前記少なくとも１つのチューブを回転させるための回転装置とを用意するステップ、
・前記少なくとも１つのチューブを、その作業空間側の端部が懸濁液の中へと突き出すように回転させるステップ、
・温度Ｔ１を測定するステップ、
・前記少なくとも１つのチューブを、その作業空間側の端部が懸濁液の中へと突き出さないように回転させるステップ、
・温度Ｔ２を測定するステップ、および
・温度Ｔ１およびＴ２から懸濁液の水分含有量を割り出すステップ
を含む方法。
【請求項５４】
遠心分離装置からサンプルを採取する方法であって、
・請求項２９の特徴を有する遠心分離装置と、作業空間側の端部において実質的に直角に曲げられているチューブを回転させるための回転装置とを用意するステップ、
・前記少なくとも１つのチューブを前記第１の位置へと回転させるステップ、
・前記じょうご状の部材へと懸濁液が進入するように、前記少なくとも１つのチューブを前記第３の位置へと回転させるステップ、
・前記少なくとも１つのチューブを前記第３の位置に固定するステップ、
・前記ポンプ装置を作動させ、前記じょうご状の部材に収容されている懸濁液を前記第２のチューブを通って吸い出すステップ、および
・前記流出口において懸濁液のサンプルを取り出すステップ
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善されたプロセス分析技術（ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＰＡＴ）を備える遠心分離装置、遠心分離ドラム内の懸濁液（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）の含水量の測定方法、および遠心分離装置からサンプルを取り出す方法に関する。本発明に関連して、用語「遠心分離装置」は、遠心分離装置の任意の実施形態を指す。本明細書の開示の範囲においては、とくに乾燥機の機能が統合されてなる遠心分離装置、いわゆる遠心分離乾燥機について述べる。しかしながら、本発明および本明細書に開示される技術的特徴は、乾燥機が統合されていない遠心分離装置および他のすべての種類の遠心分離器にも適用可能である。すなわち、遠心分離装置という用語は、特定の種類の遠心分離器に限定されるものと解釈してはならない。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離装置は、産業用の分野のさまざまな用途において公知である。特には、製薬産業において、薬剤の製造において主要な部分を担っている。公知の遠心分離装置は、内部に収容された懸濁液、すなわち固体成分を備える流体において、固相を液相から分離しなければならないという共通の特徴を共有する。乾燥機を備える遠心分離装置においては、固相が、分離の後にさらに乾燥させられて、粉末が生成される。
【０００３】
固相および液相の分離は、懸濁液を注入手段を通じてドラムへと導入し、次いでこのドラムを高速で回転させることによって行われる。回転プロセスの開始時に懸濁液を導入することによって引き起こされるアンバランスを避けるために、最初にドラムを回転させ、次いで回転の最中に流体を加えることも公知である。回転の際、強力な遠心力が懸濁液に作用して、懸濁液をドラムの外表面に対して押し付け、円周の周りに一様に分布させる。
【０００４】
ドラムの外表面に、フィルタが設けられている。これは、例えば反転式遠心分離器におけるようなフィルタ布であってよく、あるいは金属製のフィルタ素子であってよい。フィルタ素子の使用は、遠心分離の際に懸濁液の液相がフィルタを通過する一方で、固相がドラムの内側に残ることを意味する。
【０００５】
ドラムは、伝統的には、外表面と、外表面と一体に形成されてドラムの端面を形成するドラム・ベースとで構成されている。ドラム・ベースが、モータによって駆動される駆動軸に取り付けられる。ドラムの第２の端面は、ドラムを封止するキャッチ・ディスク（ｃａｔｃｈｍｅｎｔ  ｄｉｓｋ）によって形成される。ドラム、すなわちドラム胴およびドラム・ベースと、キャッチ・ディスクとは、最終製品をドラムの内部から取り出すことができるよう、お互いに対して軸方向に可動である。キャッチ・ディスクは、キャッチ・ディスク軸に取り付けられる。一般に、軸の一方（すなわち、キャッチ・ディスク軸または駆動軸）が、ドラムがすでに回転している場合であっても懸濁液を通過させてドラムの内部へと導入できるチャネルを形成するために、中空の構造である。
【０００６】
多くの場合、フィルタは円錐形の構成であり、その場合には、遠心分離の際に懸濁液にさらに軸方向の力も作用し、遠心分離された製品をドラムの一方の端面へと集める。この端面は、通常は、この端面が製品を取り出すために開放されるため、キャッチ・ディスクによって形成されている端面である。さらに、乾燥および製品の取り出しの際に、製品をより容易にキャッチ・ディスクの端面に向かって移動させることができる。なぜならば、この移動が円錐形状によって促進されるためである。
【０００７】
遠心分離の後、懸濁液の湿った固相が、特定の層厚さにてドラム胴の内側に付着する。この付着した懸濁液は、ケーキと称される。このケーキをドラムから取り除くために、さまざまな方法が知られている。それらを大まかに、空気式の除去方法および機械式の除去方法に分けることができる。
【０００８】
機械式の除去方法は、一方では、反転式遠心分離器において使用される弾性フィルタ材料で構成されるフィルタ布の方法を含む。このフィルタ布は、円筒形の胴の形状を有しており、一方の縁においてドラム胴へと接続され、他方の縁において第２のドラム・ベースへと接続されるが、この第２のドラム・ベースは、ドラムが閉じられたときに第１のドラム・ベースの内側に直接当接して配置される。さらに、第２のドラム・ベースは、キャッチ・ディスクと一緒に移動するよう、キャッチ・ディスクへと接続されている。次いで、キャッチ・ディスクおよび第２のドラム・ベースがドラムに対して軸方向に動かされると、フィルタ布が、いわば「裏返し」にされる。フィルタ布の全体が反転させられるまでに、キャッチ・ディスクおよび第２のドラム・ベースを、ドラムの長さの２倍にわたって移動させなければならない。この反転によってケーキがフィルタ布から外れ、遠心分離後の製品を取り出すことができる。この設計の欠点は、キャッチ・ディスクをドラムの長さの２倍にわたって移動させなければならず、従って遠心分離装置が全体としてかなりの寸法をとる点にある。
【０００９】
別の公知の機械式のケーキ除去方法においては、やはりキャッチ・ディスクへと接続された第２のドラム・ベースが使用される。しかしながら、フィルタ布の代わりに、金属製のフィルタがドラム胴の内側に配置されて使用される。この第２のドラム・ベースは、金属製のフィルタの直径よりもごくわずかに小さい直径を有する。次いで、除去のために、キャッチ・ディスクおよび第２のドラム・ベースが、金属製のフィルタを備えるドラムに対して軸方向に動かされ、第２のドラム・ベースがケーキをドラムの外へと押し出す。この構成の利点は、キャッチ・ディスクおよび第２のドラム・ベースがドラム１つ分の長さの距離だけ移動すればよいため、遠心分離装置の全体としての軸方向の長さがより短い点にある。欠点は、第２のドラム・ベースと金属製のフィルタとの間のすき間が、製造の不正確さまたは摩耗の結果として、ドラム内の製品残留物がフィルタへと付着してそのまま残るほどに大きくなる可能性がある点にある。その結果、たとえ第２のドラム・ベースを繰り返し移動させても、これらの製品残留物が取り除かれる可能性がなく、フィルタがこれらの残留物によって詰まったままになる。
【００１０】
空気式の除去方法においては、流体（通常は、ガス状の流体）が、高圧のもとで、環状空間として公知の金属製のフィルタとドラム胴との間の中間空間へと注入され、このようにしてケーキが壊れてフィルタから外れ、ドラムの下部に位置するに至る。この方法においては、フィルタがキャッチ・ディスクに向かって広がる円錐を有するという事実ゆえ、ガス状流体の繰り返しの波動によって、ドラムの底部に位置する製品が順次にキャッチ・ディスクに向かって運ばれ、ドラムから運び出されると考えられる。
【００１１】
さらに、上述した種類の遠心分離装置のそれぞれに、遠心分離の後に懸濁液の湿った固相の乾燥を可能にする乾燥機の機能を具備することができる。これは、例えば、空気の出口を備える遠心分離装置においては、ドラム内に含まれる製品を徐々に乾燥させるべく、流動ガスをドラムの内部へと噴霧することによって行われる。このようにして、キャッチ・ディスクを移動させることによってドラムが開かれた後で、乾燥済みの製品を粉末の形態で取り出すことができ、速やかにさらなる処理を行うことができる。
【００１２】
従来は、遠心分離および乾燥によって得られる製品の最終的な品質は、全プロセスの終了後、すなわち遠心分離および乾燥の終了後にしかチェックされていない。いくつかの場合には、品質の調査が処理作業の前または最中にも実行されるが、これには多少の時間を要するため、品質チェックの結果が否定的である場合には、この製造プロセスにおいて得られる製品全体が、もはや使用不可能である。例えば、取り出された製品が未だ完全に乾いていない場合が生じうる。しかしながら、或る場合には、湿った製品をさらに処理することが不可能であり、それらを廃棄しなければならない。これは、廃物および大きな経済的損失をもたらす。
【００１３】
遠心分離の最中または乾燥の最中に製品の品質および懸濁液の状態をチェックするための装置は、従来の遠心分離装置においては、不適切にしか実現されておらず、通常はまったく実現されていない。製品に特有のパラメータをオンラインで、すなわち注入、遠心分離、乾燥、清浄化、などのプロセスの最中に測定することができれば、所望の製品品質の確保および個々のプロセス工程の最適レベルへの調節の機会がもたらされると考えられる。
【００１４】
例えば、遠心分離の後で、懸濁液が洗浄用流体で洗浄されることが多い。この洗浄の最良の時期は、懸濁液に依然としていくらかの流体相が残っているときである。これまでの遠心分離装置においては、この時点を検出することが事実上不可能であり、作業者は、単純に内部からもはや液相が流れ出てこなくなるまで待たなければならなかった。しかしながら、液相の流出が完了してしまうと、ケーキにおいて気泡が形成され、洗浄用流体によってすべてのケーキを洗浄することができなくなるという問題が生じる。一方、遠心分離の際に懸濁液の状態を監視するための装置を備えれば、洗浄のプロセスを、ケーキ内に依然として多少の液相が存在している最適な時点で、開始させることが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、遠心分離および乾燥の最中に製品の品質および懸濁液の状態を監視して、必要に応じて製造プロセスを調整できるようにするプロセス分析技術について、ニーズが存在している。この可能性により、製品特有のパラメータをオンラインで制御または調節できるようになるため、得られる製品が常に使用可能であって、廃棄しなければならない製品が存在しないように保証される。
【００１６】
遠心分離装置におけるプロセス分析技術の改善について本明細書の以下で挙げられる技術的特徴は、特には金属製のフィルタおよび空気出口を備えて動作する遠心分離装置に向けられているが、遠心分離装置の考えられる他の任意の実施形態に組み合わせて使用することも可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的のため、駆動軸と、駆動軸へと取り付けられたドラムと、ドラムの内側に配置されて作業空間を囲んでいるフィルタと、作業空間の一端面を形成しており、キャッチ・ディスク軸に取り付けられており、ドラムに対して可動であるキャッチ・ディスクと、を有する遠心分離装置であって、懸濁液を作業空間へと導入するための注入部材を備え、ドラムおよびフィルタを囲む遠心分離ハウジングを備える遠心分離装置が提案される。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態においては、前記駆動軸が中空の構造であって、内部を延びる駆動軸チャネルを有しており、この駆動軸チャネルに、懸濁液の導入のための注入部材として使用される駆動軸注入チューブが収容されている。本発明の他の好ましい実施形態においては、じょうご状の部材が、作業空間において前記駆動軸注入チューブの端部に取り付けられている。本発明の一実施形態においては、このじょうご状の部材が、駆動軸注入チューブと一体に形成されている。
【００１９】
本発明の一実施形態においては、前記キャッチ・ディスク軸が中空の構造であって、内部を延びるキャッチ・ディスク軸チャネルを備え、このキャッチ・ディスク軸チャネルに、懸濁液の導入のための注入部材として使用されるキャッチ・ディスク注入チューブが収容されている。
【００２０】
本発明の一実施形態においては、じょうご状の部材が、作業空間側の端部において前記駆動軸注入チューブの端部に取り付けられている。
【００２１】
本発明の他の実施形態においては、このじょうご状の部材が、前記キャッチ・ディスク軸注入チューブと一体に形成されている。すなわち、キャッチ・ディスク軸または駆動軸のどちらかが中空の構造であって、そこに収容されたチューブが、懸濁液の導入のための注入部材として使用される。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態においては、遠心分離および乾燥の対象である懸濁液が、ポンプ装置によって運ばれ、このポンプ装置によって懸濁液へと加えられる圧力が可変である。じょうご状の部材が、懸濁液が中空軸の縁から下方へと垂れることがなく、あるいはドラム・ベースの内側をドラム・ベースの方向にしたたり落ちることがないという利点をもたらす。ポンプの圧力を変えること、およびじょうご状の部材を使用することによって、懸濁液を、ドラム・ベースからの離間を変化させつつフィルタへと流すことができる。圧力を変えることによって、導入時の懸濁液のフィルタへの衝突の点を変化させることが可能であり、従って導入のプロセスの際に、懸濁液をドラム内に一様に分布させることができる。このようにして、じょうご状の部材がないならば連続使用の期間において生じうるドラム・ベースへの堆積物が防止され、このようにして精製される製品の品質が改善される。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態においては、前記駆動軸が、電動非同期モータによって駆動される。好ましくは、前記電動非同期モータが、送信器ユニットによってこの電動非同期モータの現在位置の送信を受ける運動制御ユニットによって制御され、前記駆動軸が、前記電動非同期モータによって回転の両方向に回転可能である。好ましくは、前記送信器ユニットが、サイン／コサイン送信器である。
【００２４】
好ましくは、前記電動非同期モータが、自身を貫いて延びる二次軸を有しており、この二次軸が、前記駆動軸および前記送信器ユニットの両者へと、いずれの場合も力伝達用のエンドレス部材によって接続されている。上述の非同期モータの構成ゆえに、非同期モータを駆動軸から離して設置することができ、非同期モータへのアクセスが改善されて、非同期モータの保守および修理がより簡単になる。本明細書において後述される他のプロセス分析技術は、ドラムについて高い位置決めの精度を要求する。上述の特徴の組み合わせは、このドラムの高度な位置の精度を保証する。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態においては、遠心分離装置は、前記キャッチ・ディスクを軸方向に動かすために、前記キャッチ・ディスクに偏心して取り付けられた往復ピストンを備える。当然ながら、例えば空気圧による装置など、キャッチ・ディスクを軸方向に移動させるための他の任意の適切な機構または他の任意の適切な装置も、使用可能である。
【００２６】
好ましくは、キャッチ・ディスク軸が中空の構造であって、内側にＰＡＴ（プロセス分析技術）チャネルを備え、このＰＡＴチャネルの一端が作業空間へと開いている。
【００２７】
本発明の他の実施形態においては、駆動軸が中空の構造であって、内側にＰＡＴチャネルを備え、このＰＡＴチャネルの一端が作業空間へと開いている。駆動軸が懸濁液の導入のための注入部材として使用される本発明の好ましい実施形態においては、結果として、キャッチ・ディスク軸が中空の構造であって、内側にＰＡＴチャネルを備える。
【００２８】
すでに述べたように、キャッチ・ディスク軸のチャネルを懸濁液を導入するために使用し、中空の駆動軸に形成されたチャネルをＰＡＴチャネルとして使用することも、当然ながら可能である。キャッチ・ディスク上の往復ピストンの偏心配置は、キャッチ・ディスクを動かさなければならない場合に常に必要である。考えられる一実施形態においては、キャッチ・ディスクが静止しており、ドラムがフィルタと一緒に軸方向に動かされるが、そのような実施形態においては、ドラムおよびフィルタを軸方向に移動させるための装置が、やはり偏心して取り付けられなければならない。
【００２９】
好ましい実施形態における往復ピストンのキャッチ・ディスクへの偏心取り付けは、キャッチ・ディスク軸を中空に構成することを可能にし、得られるチャネルをさらなる使用に利用可能である。本発明の技術的範囲においては、このさらなる使用は、主としてプロセス分析技術である。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態においては、少なくとも１つのチューブが、ＰＡＴチャネルを通過して作業空間へと突き出している。本発明の好ましい実施形態においては、前記少なくとも１つのチューブが、ケーシング筒によって囲まれている。複数のチューブを設けようとする場合には、それらがまとめてケーシング筒内に配置され、ケーシング筒がＰＡＴチャネルに通される。ケーシング筒を使用することで、設けられる前記少なくとも１つのチューブおよび任意のいくつかのチューブをケーシング筒にあらかじめ組み付けることができるため、チューブのＰＡＴチャネルへの配置をより容易にすることができる。さらに、ケーシング筒を使用することで、取り扱いの容易な表面が形成されるため、ＰＡＴチャネルの封止がより容易になる。ケーシング筒内の前記少なくとも１つのチューブの封止も、この組み立てを遠心分離装置内で実行する必要がないため、より容易になる。
【００３１】
本発明の一実施形態においては、前記少なくとも１つのチューブが、前記キャッチ・ディスクおよびキャッチ・ディスク軸のいかなる回転からも分離されるように取り付けられる。これは、前記少なくとも１つのチューブがケーシング筒によって囲まれていない場合に当てはまる。好ましい実施形態においては、ケーシング筒が、ケーシング筒をキャッチ・ディスクおよびキャッチ・ディスク軸の運動から分離できるように取り付けられる。従って、ケーシング筒に取り付けられている前記少なくとも１つのチューブが、キャッチ・ディスクまたはキャッチ・ディスク軸の回転から切り離される。上述の取り付けによれば、結果として、ＰＡＴチャネルに通されたチューブがディスクと一緒に回転することがない。これは、後述されるいくつかのプロセス分析技術を作業空間へと導入して、有効に使用できるようにするための重要な前提条件である。これは、特には光学式の器具の場合に当てはまる。理論的には、ドラム内の同じ点からの写真を取得する必要がある光学式の装置が使用される場合など、チューブがドラムと一緒に回転することも可能である。
【００３２】
本発明の一実施形態においては、前記少なくとも１つのチューブに、近赤外（ＮＩＲ）分光法を実行するための装置が設けられる。そのような装置は、懸濁液の水分含有量を測定するために使用される。
【００３３】
本発明の他の実施形態においては、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部において温度を測定するための装置が、このチューブに設けられる。
【００３４】
本発明の一実施形態においては、作業空間を監視するための光学式の監視ユニットが、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に設けられる。この光学式の監視ユニットは、例えばカメラであってよい。
【００３５】
本発明の他の実施形態においては、作業空間を照明するための光源が、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に設けられる。
【００３６】
本発明の他の実施形態においては、内視鏡が、前記少なくとも１つのチューブを通って作業空間へと通される。内視鏡は、好ましくは、光源とカメラとの組み合わせを備える。
【００３７】
本発明の他の実施形態においては、前記少なくとも１つのチューブが、懸濁液のサンプルを取り出すための取り出しチューブとして構成される。この場合、好ましくは、懸濁液のサンプルを採取するための部材が前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に取り付けられる。この懸濁液のサンプルを採取するための部材は、好ましくはじょうごである。さらに、自身の生み出す真空によって懸濁液のサンプルを前記少なくとも１つのチューブを通って吸い出すことができるポンプ装置が、好ましくは設けられる。さらに、好ましくは、前記少なくとも１つのチューブを通ってサンプル空間から吸い出された懸濁液のサンプルが通過して出る流出口が、遠心分離装置に設けられる。上述の構成を使用して、じょうごへと進入した懸濁液のサンプルを、チューブを通って吸い出し、流出口を通って取り出すことができる。結果として、遠心分離の作業を中断することなく、あるいは作業空間を開放することなく、いつでも懸濁液を調査することが可能である。
【００３８】
好ましくは、さらに前記ポンプ装置が、流体に圧力を加えて前記少なくとも１つのチューブを通して送ることができる。このようにして、流体を使用してチューブを清掃することが可能である。
【００３９】
好ましくは、封止されたハウジング部材が、前記流出口の周囲に配置される。これは、例えばいわゆるグローブ・ボックスであってよい。これは、透明な材料からなる箱であって、壁面のちの１つに２つのグローブ部材が取り入れられており、作業者が、このグローブ部材によって、グローブ・ボックス内に収容された品物について品物に直接触れることなく作業することができる。このようにして、有毒な懸濁液のサンプルを、遠心分離装置が位置している部屋の全体を封じることなく、かつ作業者に防護服を着用させる必要なく採取することができる。
【００４０】
本発明の他の実施形態においては、超音波清浄化装置が、前記少なくとも１つのチューブの作業空間側の端部に配置される。
【００４１】
好ましい実施形態においては、前記ＰＡＴチャネルが、シール部材によって外側の環境から封止される。これは、特には有毒な懸濁液または製品について作業を行う場合に必要である。しかしながら、理論的には、ＰＡＴチャネルを、チャネルの汚染を防止するため、および作業空間から外部の大気への有毒な物質の漏れの防止に対する保護を向上させるために、環境に触れている外側の端部および作業空間側の端部の両方において封じることが可能である。好ましくは、前記シール部材が、防腐の二重リップシールである。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態においては、前記少なくとも１つのチューブを回転させるための回転装置が設けられる。前記少なくとも１つのチューブを前記ケーシング筒の中で回転させること、およびチューブがケーシング筒と一緒に回転するよう、チューブをケーシング筒に対して固定して、ケーシング筒のための回転装置によって回転させること、のどちらも可能である。２つ以上のチューブが設けられる場合には、チューブをケーシング筒に固定し、ケーシング筒を内部に入れられたチューブと一緒に、回転装置によって回転させることが好ましい。
【００４３】
好ましくは、前記回転装置が、前記少なくとも１つのチューブを少なくとも１つの位置に固定できるように構成される。これは、チューブまたはチューブが固定に取り付けられてなるケーシング筒が、所定の位置から不都合にも動き出してしまうことを防止する。
【００４４】
好ましくは、前記少なくとも１つのチューブが、第１の位置、前記第１の位置から９０°回転させられた第２の位置、および前記第２の位置から９０°かつ前記第１の位置から１８０°回転させられた第３の位置に、前記回転装置によって固定されるようになっている。
【００４５】
好ましくは、前記回転装置の回転の範囲が、２つのストッパによって１８０°に制限される。
【００４６】
好ましくは、前記回転装置が、手動で操作されるべき回転装置である。他の実施形態においては、遠心分離装置が、前記回転装置を回転させるためのモータを備える。一実施形態においては、前記モータが、制御ユニットによって自動的に制御される。このようにして、前記少なくとも１つのチューブの回転を自動的に調節でき、処理の作業およびその制御の全体へと結び付けることができる。
【００４７】
好ましい実施形態においては、３つのチューブが設けられる。好ましくは、光学式の監視ユニットと光源とを備える内視鏡が、第１のチューブに通される。第２のチューブは、懸濁液のサンプルを採取するように設計されて、作業空間側の端部にじょうご状の部材を備える。第３のチューブには、この第３のチューブの作業空間側の端部において温度を測定するための装置が設けられる。
【００４８】
好ましくは、前記３つのチューブが、前記ケーシング筒の断面において、チューブの断面の中心が三角形を形成するように配置される。
【００４９】
好ましくは、前記第１のチューブが、作業空間へと真っ直ぐに、すなわち対向する前記駆動軸の方向に延びており、前記第２のチューブは、作業空間において実質的に直角に曲げられ、作業空間側の端部に前記じょうご状の部材が、前記３つのチューブが前記回転装置の結果として前記第１の位置から前記第３の位置への回転のプロセスにあるときに、じょうご状の部材が作業空間の下半分において半円形の運動を実行するように配置されており、前記第３のチューブは、前記第１の位置において実質的に垂直下方を向いている。このようにして、じょうごを、懸濁液のサンプルがじょうごへ進入するよう、手動または自動で、回転装置による単純な１８０°の回転によって、底部に位置する懸濁液を通って半円形に動かすことができる。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態においては、透明な材料からなる少なくとも１つの窓が、前記キャッチ・ディスクに設けられる。これにより、光学式の器具を使用して外側から作業空間を眺め、監視を実行することが可能になる。好ましくは、遠心分離装置に少なくとも１つの窓チャネルが設けられ、窓チャネルの一端が、前記少なくとも１つの窓の前面を終端としている。窓チャネルを通って光学式の器具を外側から導入し、キャッチ・ディスクに設けられた窓まで移動させることができる。
【００５１】
好ましくは、近赤外（ＮＩＲ）分光法を実行するための装置が、前記少なくとも１つの窓チャネルに設けられる。
【００５２】
本発明の一実施形態においては、光学式の監視装置が、前記少なくとも１つの窓チャネルに設けられる。これは、例えばカメラであってよい。
【００５３】
本発明の一実施形態においては、光源が、前記少なくとも１つの窓チャネルに設けられる。これは、光学式の監視装置によって監視される窓の前面の作業空間またはケーキを照らすように機能する。しかしながら、光源がキャッチ・ディスクに設けられた窓にて反射し、光学的な監視の質が低下するという不都合が生じる可能性がある。このため、このような不都合を有さないＰＡＴチャネルを通って作業空間へと導入される光源によって、作業空間を照明することが好ましい。これにより、窓チャネルに位置する光学式の監視装置との組み合わせにおいて、とくに有効なケーキの監視がもたらされる。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態においては、３つの窓が、前記キャッチ・ディスクの円周の周りに１２０°の間隔で配置されて設けられる。キャッチ・ディスクが窓と一緒に回転するため、光学式の監視装置またはＮＩＲ分光法用の装置、あるいは窓チャネルに位置する他の何らかの装置は、作業空間を連続的に監視するものではない。むしろ、キャッチ・ディスクの窓が該当の窓チャネルを通過して移動するときに取得されるいくつかの個々の画像で構成される像が得られる。取得される像または記録される測定値の質は、画像の頻度、すなわち１秒当たりの画像の数に依存する。ここで、１秒当たりの画像の数は、回転速度および円周の周りに分布した窓の数の関数である。従って、３つの窓が設けられる場合、１回転において３つの像が取得され、従って像の頻度が３倍に大きくなる。これが、像の質の大きな改善をもたらす。
【００５５】
本発明の一実施形態においては、３つの窓チャネルが、前記キャッチ・ディスクの円周の周りに１２０°の間隔で配置されて設けられる。特定の状況のもとでは、ＮＩＲ分光装置または光学式の監視装置が、窓チャネルのすべての空間を占める可能性があり、従ってすべての所望の装置を収容するために複数の窓チャネルが必要になる。他方では、１２０°ずつずらされた３つのカメラによって、キャッチ・ディスクを通して作業空間の全体を監視することが可能である。
【００５６】
遠心分離ドラム内の懸濁液の水分含有量を測定するための本発明による方法は、本発明の主請求項に記載の遠心分離装置であって、キャッチ・ディスクを軸方向に動かすためにキャッチ・ディスクに偏心して取り付けられた往復ピストンをさらに備えており、キャッチ・ディスク軸が中空の構造であって内側にＰＡＴチャネルを備えていて、ＰＡＴチャネルの一端が作業空間へと開いており、さらに少なくとも１つのチューブがＰＡＴチャネルを通過して作業空間へと突き出していて、その端部に作業空間側の端部における温度を測定するための装置が設けられており、作業空間に最も近い端部において実質的に直角に曲げられた前記少なくとも１つのチューブを回転させるために、回転装置をさらに備える遠心分離装置を用意するステップを備える。提供される遠心分離装置について、他の適切な特徴の組み合わせも可能であり、例えばチューブを駆動軸を通って作業空間へと導入し、キャッチ・ディスク軸を注入部材として使用でき、あるいはチューブをケーシング筒を通って案内し、次いでケーシング筒をＰＡＴチャネルに配置することができる。さらに、この方法は、前記少なくとも１つのチューブを、作業空間に最も近い端部が懸濁液の中へと突き出すように回転させるステップ、温度Ｔ１を測定するステップ、前記少なくとも１つのチューブを、作業空間に最も近い端部が懸濁液の中へと突き出さないように回転させるステップ、温度Ｔ２を測定するステップ、ならびに温度Ｔ１およびＴ２から懸濁液の水分含有量を割り出すステップを備える。
【００５７】
上述のプロセスは、懸濁液が充分に乾燥しているか否かを判断するために好ましく機能する。このようにして、乾燥プロセスの完了の時点を判断することができるようになる。懸濁液の中で測定された温度Ｔ１が、懸濁液の外で測定された温度Ｔ２よりも低い場合、この温度の相違が、懸濁液内で生じている凝縮の結果であると推定できる。従って、適切な式または経験式を生み出すために集められる実験値を使用して、懸濁液に残っている水分の測定値を求めることが可能である。温度Ｔ１が温度Ｔ２に近づく場合、あるいは温度がすでに同一である場合、懸濁液においてもはや凝縮プロセスが生じておらず、製品が乾燥していると推定できる。これにより、さらなる処理が不可能であると考えられる湿った製品を取り出してしまうことが防止される。
【００５８】
遠心分離装置からサンプルを採取するための本発明によるプロセスは、本発明の主請求項に記載の遠心分離装置であって、内部にＰＡＴチャネルが形成されている中空のキャッチ・ディスク軸をさらに備えており、ＰＡＴチャネルの一端が作業空間へと開いており、少なくとも１つのチューブが、ＰＡＴチャンネルを通って収容されて作業空間へと突き出しており、この少なくとも１つのチューブが、作業空間側の端部において実質的に直角に曲げられ、懸濁液のサンプルを取り出すための取り出しチューブとして設計され、懸濁液のサンプルを受け入れるために取り付けられたじょうごを備える遠心分離装置であり、さらに自身の生み出す真空によって前記少なくとも１つのチューブを通って懸濁液のサンプルを吸い出すことができる乾燥装置を備えており、かつ前記少なくとも１つのチューブを介してサンプル空間から吸い出された懸濁液のサンプルが通過して出る流出口が設けられている遠心分離装置を用意するステップを含む。さらに、このプロセスは、前記少なくとも１つのチューブを前記第１の位置へと回転させるステップ、前記じょうご状の部材へと懸濁液が進入するように、前記少なくとも１つのチューブを前記第３の位置へと回転させるステップ、前記少なくとも１つのチューブを前記第３の位置に固定するステップ、前記ポンプ装置を作動させ、前記じょうご状の部材に収容されている懸濁液を前記第２のチューブを通って吸い出すステップ、および最後に前記流出口において懸濁液のサンプルを取り出すステップを含む。
【００５９】
このようにして、装置を動作させたままで、作業空間を開放することなく、懸濁液のサンプルを作業空間から取り出して、遠心分離装置の外部で調査を加えることが可能である。このようにして、懸濁液の状態を、作業のすべての段階において監視することができ、動作のパラメータを最適に調節することが可能である。
【００６０】
上述の本発明の技術的特徴の結果として、遠心分離装置の動作ならびに遠心分離および乾燥の個々の工程の最適化を可能にするさまざまなプロセス分析技術を使用することができる。さらに、測定装置によって作業の最中の懸濁液の状態を監視でき、作業時間の全体にわたって最適なプロセス・パラメータが維持されるように作業を調節することができる。本発明によれば、製品特有のパラメータをオンラインで監視して、必要であればそれらを修正できるということが可能になるため、製品の品質が大幅に改善されるとともに、使用に適さない製品の量を大いに減らすことができる。
【００６１】
本発明のさらなる特徴および実施形態が、説明および添付の図面から明らかになる。
【００６２】
本明細書で上述した特徴および以下で説明される特徴が、具体的に記載される組み合わせでのみ使用されるのではなく、他の組み合わせでの使用または単独での使用も、本発明の技術的範囲から離れることなく可能であることを理解すべきである。
【００６３】
本発明を、典型的な実施形態によって図面に示し、以下でそれら図面を参照しつつさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
図１は、作業空間４０を、周囲を囲むフィルタ１４とともに示している。フィルタ１４は、剛質な材料で作られた金属製のフィルタであって、円錐の形状を有する。フィルタの周囲には、ドラム・ベースに開口１２を有するドラム１０が取り付けられている。フィルタ１４とドラム１０との間が、環状空間１３である。作業空間４０の一方の端面は、駆動軸１６へと取り付けられたドラム１０のベースによって形成されている。駆動軸１６は中空の構造であって、懸濁液の導入のための注入チャネルとして使用される駆動軸チャネル１８を内側に有する。じょうご状の部材２０が、駆動軸チャネル１８に隣接している。駆動軸１６の反対側には、キャッチ・ディスク２２が取り付けられたキャッチ・ディスク軸２４が位置している。キャッチ・ディスク軸２４は中空の構造であって、ＰＡＴチャネル２６を内側に有する。３つのチューブ３０、３１、３２が配置されたケーシング筒２８が、ＰＡＴチャネル２６内を案内されている。３つのチューブ３０、３１、３２のうち、図１においては２つのチューブ３０、３１が見えるようになっている。
【００６５】
懸濁液は、駆動軸チャネル１８を通って導入されるとき、じょうご状の部材２０を通って流れ、作業空間４０に進入する。じょうご状の部材２０は、懸濁液が駆動軸チャネル１８から垂れてドラムのベース１１に沿ってフィルタ１４に向かって流れることがないようにしている。注入圧力を変えることによって、懸濁液を適切な弧にて作業空間４０へと導入することができる。
【００６６】
遠心分離の際、懸濁液の液相は、環状空間１３へとフィルタ１４を通過し、流出口１３４を通って環状空間１３から流れ出る。懸濁液の固相は、作業空間４０に残り、フィルタの全周にわたって均一に分布し、ケーキと称される層を形成する。遠心分離の後に、このケーキが、フィルタ１４から取り壊される。これは、ノズル５０、５２からドラムのベースの開口１２を通って環状空間１３へと流体の高圧パルスを吹き込むことによって行われる。次いで、取り壊された懸濁液が、流体を環状チャンバ１３へと繰り返し吹き込むことによって徐々に乾燥させられ、キャッチ・ディスク２２に向かって運ばれる。キャッチ・ディスク２２は、図１においては、ドラムに取り付けられたフォロワ・ピン６０に係合する閉鎖状態にある。キャッチ・ディスクは、この閉鎖位置から、第２のピン６２に係合する開放位置へと軸方向に可動である。キャッチ・ディスク２２を、閉鎖状態から開放状態へと移動させることができ、従って乾燥後の懸濁液（製品とも称される）を、環状空間１３への流体パルスの放射を続けることによって、環状チャネル７０へと運ぶことができ、環状チャネル７０から取り出し開口１３６を通って取り出すことができる。開放状態のキャッチ・ディスクおよび隣接する構成部品は、図３にも示されている。
【００６７】
図２は、ドラムから遠い位置の駆動軸１６の断面を示しており、この位置において駆動軸１６が非同期モータ８０によって駆動される。非同期モータ８０が、二次軸９０を駆動する。二次軸９０が、力伝達用のエンドレス部材８６（好ましくは、歯付きベルト）を介して駆動軸１６へと接続され、駆動軸１６を駆動する。歯付きベルト８６は、歯車９２および９４によって軸９０および１６へと接続されている。さらに、二次軸９０は、もう１つの歯付きベルト８８によってサイン／コサイン送信器８２へと接続されている。サイン／コサイン送信器８２が、軸９０、１６の現在の位置を、駆動軸１６の回転を調節する運動制御ユニット（図示せず）へと知らせる。上述した具体的な構成要素の構成は、駆動軸１６について高い位置精度を保証する。さらに、この構成は、駆動軸１６が回転の両方向に運動できるような構成である。
【００６８】
さらに、駆動軸１６のゼロ位置を確立できるゼロ位置表示器８４が設けられており、これが歯車９４に設けられたカウンタ部材（図示せず）による駆動軸１６の調節の基準となる。従って、駆動軸１６がまず最初に、ゼロ位置表示器８４とカウンタ部材（図示せず）とが互いに対向するゼロ位置へと自動的に動かされるならば、調節を、遠心分離装置がオンされたときの駆動軸の各位置から実行することができる。従って、エンジンの調節は、この位置から開始される。
【００６９】
図３は、開放位置にあるキャッチ・ディスク２２を示している。この位置において、製品を作業空間４０から環状の空間７０へと通すことができる。キャッチ・ディスク２２の軸方向の移動は、偏心して取り付けられた往復ピストン（図示せず）によってもたらされる。当然ながら、油圧式装置または空気圧の装置など、キャッチ・ディスク２２を移動させるための他の任意の適切な装置も可能である。キャッチ・ディスク２２は、中空の構造であるキャッチ・ディスク軸２４に取り付けられている。このようにして、キャッチ・ディスク軸２４は、自身の内側にＰＡＴチャネル２６を形成している。ケーシング筒２８が、ＰＡＴチャネル２６を通って案内されるとともに、キャッチ・ディスク軸２４の回転から切り離されるように取り付けられている。これは、例えばボールベアリングによって行うことができる。３つのチューブ３０、３１、３２が、ケーシング筒２８に案内されている。図３は、チューブ３２を示している。好ましい実施形態においては、内視鏡、すなわちカメラおよび光源が、チューブ３０を通って案内されている。チューブ３０は、作業空間４０へと突き出している。チューブ３１の作業空間側の端部の温度を測定するための装置が、チューブ３１に通されている。チューブ３２は、図３には示されていないが、観察面へと突き出している。このチューブは、懸濁液のサンプルを採取するように設計されている。その端部には、この図に示したチューブの位置において下向きに（すなわち、チューブ３１の方向に）円錐状に広がるじょうごが設けられている。
【００７０】
当然ながら、大体３つのチューブをケーシング筒２８に設けることができ、あるいはただ１つのチューブを、ケーシング筒２８を用いずにＰＡＴチャネル２６に直接取り付け設けてもよい。同様に、上述した装置以外の装置を、チューブに通してもよい。例えば、近赤外（ＮＩＲ）分光法を実行するための装置を、該当のチューブの作業空間側の端部の水分の測定に使用するために設けることができる。当然ながら、光源を、カメラとは別個に作業空間へと導入することも可能であり、すなわち光源およびカメラのために別個のチューブを設けることが可能である。これにより、光源をカメラとは別個独立に整列させることができる。チューブの作業空間側の端部の所望の状態を測定するための任意の種類の測定装置が、理論的には可能である。例えば赤外線カメラなどといった特殊なカメラなど、他の種類の光学的な監視装置も、そのような装置を使用することに価値があるのであれば可能である。
【００７１】
ケーシング筒において作業空間から遠い方の端部には、回転装置（図示せず）が取り付けられる。これを、ケーシング筒をキャッチ・ディスク軸とは別個独立に回転させるために使用することができる。ケーシング筒に取り付けられたチューブは、ケーシング筒と一緒に回転する。回転装置を使用することで、例えば図３に示した位置において観察面へと突き出しているチューブ３２を、観察面の向こうへと突き出す位置へと１８０°にわたって回転させることが可能である。これにより、じょうごが、作業空間４０のベースに含まれている懸濁液を通過して動かされ、懸濁液のサンプルを採取する。次いで、これを、チューブ３２の作業空間から遠い方の端部に位置するポンプ装置（図示せず）によって吸い取り、懸濁液または製品の検査を実行するために使用することができる。同様に、回転装置は、チューブ３１をチューブ３１上に取り付けられた温度測定用の装置と一緒に動かすために使用することができる。チューブの回転に関する手順を、以下でさらに詳しく説明する。
【００７２】
図４は、キャッチ・ディスク２２の拡大図である。ケーシング筒２８の断面も示されている。ケーシング筒２８における３つのチューブの配置が示されている。好ましくは、チューブが、中心が三角形を形成するように配置されている。しかしながら、理論的には、チューブを任意の適切な態様に配置することができる。大体３つのチューブが設けられる場合には、必然的に別の配置が生み出されるであろう。
【００７３】
ＰＡＴチャネル２６は、シール部材９０によって作業空間から封止されている。ＰＡＴチャネル２６の作業空間から遠い方の端部にも、シールが設けられている。有毒な懸濁液または製品においても機能できるようにするために、シール部材は、防腐の二重リップシールである。
【００７４】
さらに図３および４は、透明な材料で作られてキャッチ・ディスク２２に設けられた窓１０２を示している。好ましい実施形態においては、円周の周りに１２０°の間隔で配置された３つの窓がキャッチ・ディスク２２に設けられ、その２つを図３の断面において見ることができる。さらに、好ましい実施形態においては、３つの窓チャネル１００が設けられるが、やはりそのうちの２つが図３の断面図に示されている。窓チャネル１００も、互いに１２０°の間隔で配置されている。光学式の監視装置１０４または近赤外（ＮＩＲ）分光法を実行するための装置１０４が、窓チャネルに設けられている。作業空間内に含まれているケーキを、遠心分離および乾燥の最中に、光学式の監視装置によって観察することができる。ＮＩＲ分光法を実行するための手段１０４を使用して、ケーキの水分含有量を測定することができる。さらに、光源１０４を、窓チャネルに設けることも可能である。しかしながら、光源１０４が窓チャネルに配置される場合には、窓１０２の透明な材料において有害な反射が形成される。従って、作業空間を照らすために、光源をチューブ３０、３１、３２のうちの１つに通すことが好ましい。これにより、窓１０２における反射が回避され、光学式の監視装置から高品質の画像が得られる。
【００７５】
理論的には、窓１０２を通して作業空間の所望の状態を測定するためのすべての適切な装置を、窓チャネル１００に設けることができる。基本的には、遠心分離の際に窓１０２を備えるキャッチ・ディスクが回転する一方で、窓チャネル１００は回転しないように保証されるよう、注意を払わなければならない。すなわち、作業空間４０の画像は、窓１０２が窓チャネル１００の前面に位置するときにのみ得られる。しかしながら、遠心分離の際のキャッチ・ディスクの高速ゆえ、毎秒当たりにきわめて多数の像を得られる。一方で、３つの窓１０２を有する構成においては、当然ながら、窓１０２を１つしか持たないキャッチ・ディスクの場合に比べて毎秒当たりの画像の数が３倍になるため、像の品質は、窓の数が増すにつれて向上する。
【００７６】
３つの窓１０２および３つの窓チャネル１００を１２０°の間隔で配置することで、乾燥および清浄化の両者の際に、作業空間の全体を調査する機会がもたらされる。清浄化のプロセスは、或る製品の製造に続いて別の製品を製造すべきである場合に、常に必要とされる。特には有毒な製品が使用される場合に、遠心分離装置の全体を完全に清掃することが不可欠である。遠心分離装置の清浄化の際に、キャッチ・ディスク２２も、開放位置にある。次いで、好ましい実施形態においては、キャッチ・ディスク２２が、窓１０２が窓チャネル１００の前面に位置するように回転させられる。従って、３つの窓チャネル１００のすべての光学式の監視ユニットによって、作業空間の全体を監視することができる。特には、フィルタ１４上の残留物を検出することが可能である。
【００７７】
図５は、本発明の代替の実施形態を示している。ここでは、ケーシング筒２８に弧状の部材１２０が形成されている。この種の弧状の部材は、作業空間へと案内されるすべてのチューブが直角に曲げられるべき場合に、使用することができる。従って、弧状の部材１２０は、特に、チューブを可能な限り作業空間４０に存在する懸濁液による汚染から保護するために使用される。弧状の部材１２０とは別に、図示の実施形態は、好ましい実施形態に相当する。従って、図５において、ドラム１０と遠心分離ハウジング１３０との間に、遠心分離の際に懸濁液の液相がドラム１０を通って逃げ出す中間空間１３２を見て取ることができる。次いで、液相は、中間空間１３２を出て流出口１３４へと移動する。さらに、作業空間４０から環状のチャネル７０へと運ばれた遠心分離および乾燥後の製品を取り出すための取り出し開口１３６も示されている。取り出し開口１３６、流出口１３４、遠心分離ハウジング１３０、および中間空間１３２は、前記好ましい実施形態の各構成要素に相当する。
【００７８】
遠心分離ドラム内の懸濁液の水分含有量を測定するための本発明によるプロセスは、以下のとおり実行される。懸濁液が遠心分離され、ケーキがフィルタ１４から取り壊された後で、ケーキはフィルタ・ドラム１０の下部に位置する。このとき、チューブ３１の作業空間側の端部の温度を測定するための装置を収容しているチューブ３１が、図１に示した位置へと回転させられ、すなわちチューブの作業空間に最も近い端部がフィルタ・ドラムの下部へと下方を向くように回転させられる。その結果、チューブの先端が、遠心分離後の湿った懸濁液のスラッジ内に位置する。ここで、温度Ｔ１が測定される。次いで、チューブ３１が、チューブを回転させるための回転装置（図示せず）によって１８０°にわたって回転させられ、図１に示した方向と反対の方向を向く。ここで、温度Ｔ２が測定される。温度Ｔ２は、作業空間４０内の温度に相当する。完全に乾燥した製品においては、温度Ｔ１が温度Ｔ２に一致する。製品が依然として湿っている場合、すなわち湿った懸濁液のスラッジが依然として存在している場合には、温度Ｔ１が温度Ｔ２よりも低くなる。乾燥の際に生じる懸濁液の湿り相の凝縮ゆえに、懸濁液の温度Ｔ１が低くなる。すなわち、温度Ｔ１およびＴ２の差が、懸濁液の水分含有量を示している。従って、温度Ｔ１が温度Ｔ２に実質的に一致するまで、乾燥プロセスを続けなければならない。
【００７９】
遠心分離装置からサンプルを採取する方法は、次のとおりに実行される。チューブ３０、３１、３２が、図１に示した位置へと回転させられる。このとき、チューブ３２（図示せず）は、図１に示した断面の平面へと突き出している。チューブ３２に形成されたじょうごが、下向きに開いている。回転装置（図示せず）によって、チューブが１８０°にわたって手作業で回転させられる。２つのストッパ（図示せず）が、ユーザが誤った方向にチューブを回転させることができないよう、チューブの回転の範囲を画定している。好ましい実施形態においては、チューブを、望まないチューブの回転を防止するために、図示の位置に固定することができる。さらに、チューブを、９０°だけ回転させられた位置および１８０°だけ回転させられた位置に固定することができる。次いで、チューブが１８０°にわたって回転させられるとき、じょうごがフィルタ・ドラム１４の下部に収容されている懸濁液を通過し、懸濁液の一部を採取する。チューブは、１８０°にわたる回転の後に、この位置に固定される。ここで、チューブ３２（図示せず）が、図１に示した断面の平面の外へと突き出している。ここで、ポンプ装置（図示せず）によって、じょうごに収容されている懸濁液サンプルをチューブ３２を通って吸い込み、チューブ３２の作業空間から遠い方の端部に設けられた流出口を通って取り出すことができる。
【００８０】
好ましい実施形態においては、この流出口の周囲に、じょうごが設けられたいわゆるグローブ・ボックスが設けられており、懸濁液のサンプルがじょうごへと落下する。ここで懸濁液のサンプルを、グローブ・ボックスにて分析することができる。また、グローブ・ボックスを使用することで、有毒なサンプルの分析も可能になる。あるいは、サンプルをロックを通じてグローブ・ボックスから取り出し、分析のために研究所へと運ぶことも可能である。このようにして、遠心分離装置に収容されている懸濁液、または遠心分離および乾燥の後の最終製品を、取り出して調査することができる。これは、作業空間を開放することなく実行することが可能であり、従って懸濁液のサンプルについてのチェックの結果が否定的であっても、さらなる使用に関して懸濁液の全量を使用不可能かつ不的確としなくても済む。
【００８１】
当然ながら、上述した方法を、自動的に実行することも可能である。すなわち、回転装置を、制御ユニットによって制御される電気モータによって自動的に回転させることが可能である。これにより、サンプルの採取を自動的に実行できるとともに、全体としての遠心分離装置の制御に結び付けることができる。あるいは、ボタンを押すことによってサンプルの採取を開始させることが可能である。
【００８２】
上述のプロセス分析技術の装置を使用することで、製造プロセスの常時の監視の結果として、遠心分離装置において得られる製品の品質を大きく向上させることができ、かつ形成される不良品の量を大幅に減らすことができる。これにより、遠心分離装置を、経済的に好都合な態様で動作させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の好ましい実施形態について、周囲を囲むフィルタを備える作業領域、ドラム、閉じた位置にあって作業空間を密に封止しているキャッチ・ディスク、および付近の構成部品の断面図を示している。
【図２】本発明の好ましい実施形態について、駆動軸を駆動する電気モータの配置構成を示す説明図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態について、開放状態にあるキャッチ・ディスクおよび付近の構成部品の拡大断面図を示している。
【図４】本発明の好ましい実施形態について、作業空間側の端部におけるＰＡＴチャネルの端部の拡大断面図を示しており、チューブがＰＡＴチャネル内に配置されており、窓がキャッチ・ディスクに設けられている。
【図５】本発明の一実施形態における作業空間および付近の構成部品を示す説明図であり、キャッチ・ディスクは閉鎖位置にある。
【符号の説明】
【００８４】
１０  ドラム
１１  ベース
１２  開口
１３  環状空間
１４  フィルタ
１６  駆動軸
１８  駆動軸チャネル
２２  キャッチ・ディスク
２４  キャッチ・ディスク軸
２６  ＰＡＴチャネル
２８  ケーシング筒
３０、３１、３２  チューブ
４０  作業空間
５０、５２  ノズル
６０  フォロワ・ピン
６２  第２のピン
７０  環状チャネル
８０  非同期モータ
８４  ゼロ位置表示器
８６  エンドレス部材
９０  二次軸
９２、９４  歯車
１００  窓チャネル
１０２  窓
１０４  光源
１２０  弧状の部材
１３０  遠心分離ハウジング
１３２  中間空間
１３４  流出口
１３６  取り出し開口
【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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【国際調査報告】
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