(57)【要約】【課題】造粒処理では比較的重質でシャープな粒度分布を有する粒子を収率良く得ることができ、コーティング処理では均一で緻密な被膜を有する粒子を収率良く得ることができる流動層装置を提供する。【解決手段】流動層容器１内の粉粒体粒子Ｐは、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇し、流動層容器１内をある程度上昇した後、第１スプレーノズル６から噴出される圧縮空気の下降気流（強制循環流）によりドラフトチューブ５の内部に強制的に循環せしめされる。そして、ドラフトチューブ５内の下降気流によってディスクロータ４に送られ、ディスクロータ４の回転による転動圧密作用や混合作用を受けつつ外周側に移動して、この位置で、第２スプレーノズル７からスプレー液の噴霧を受ける。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層容器と、該流動層容器の底部に配設された回転体とを備え、前記流動層容器の底部から導入した流動化気体によって、該流動層容器内の粉粒体粒子を浮遊させて流動層を形成する流動層装置において、
前記回転体の上方にドラフトチューブを配設し、前記流動層容器内の粉粒体粒子に、該流動層容器の側壁と前記ドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、前記ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成することを特徴とする流動層装置。
【請求項２】
前記流動層容器内の粉粒体粒子を、前記ドラフトチューブの内部に強制的に循環させる強制循環流発生手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流動層装置。
【請求項３】
前記強制循環流発生手段は、前記ドラフトチューブの内部に配設された気流ファンであることを特徴とする請求項２に記載の流動層装置。
【請求項４】
前記流動層容器内を循環する粉粒体粒子にスプレー液を噴霧するスプレーノズルを配設したことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の流動層装置。
【請求項５】
前記スプレーノズルは、前記ドラフトチューブの内部を下降し、前記回転体によって前記流動層容器の側壁側に送られた粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧可能に配設されていることを特徴する請求項４に記載の流動層装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品、農薬、食品等の細粒、顆粒等を製造する際に用いられる流動層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流動層装置は、一般に、流動層容器の底部から導入した流動化気体によって、流動層容器内で粉粒体粒子を浮遊させて流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（コーティング液、バインダー液等）を噴霧して、粉粒体粒子の造粒、コーティング、乾燥を行うものである。この種の流動層装置の中で、粉粒体粒子の転動、噴流、及び攪拌等を伴うものは複合型流動層装置と呼ばれており、流動層容器の底部に回転体を配設した転動流動層装置、流動層容器の内部にドラフトチューブ（内塔）を配設した、いわゆるワースター式流動層装置が広く使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
転動流動層装置は、粉粒体粒子を回転体の表面で転動させると共に、転動した粉粒体粒子を流動化気体によって浮遊させて流動層を形成しつつ、結合剤液、膜剤液等のスプレー液を噴霧するものである。回転体としては、中央部が円錐状又は裁頭円錐状に隆起したものがよく使用される。また、この回転体の中央部より外周側部分（平板部分）に多孔部やスリット部等の通気部を設けたり、撹拌羽根等の撹拌手段を設けたりする場合もある。流動化気体は、回転体の外周と流動層容器の内壁との間の隙間を通って、あるいは、上記の通気部を通って流動層容器内に噴出する。スプレー方式としては、流動層の上方から下方に向けてスプレー液を噴霧するトップスプレー方式、流動層容器の略接線方向にスプレー液を噴霧するタンジェンシャルスプレー方式が採用される。粉粒体粒子は、回転体の表面で遠心方向に渦巻状に転動する過程で転動圧密作用を受けて整粒され、表面が平滑化される。そのため、粉粒体粒子の造粒処理では、嵩密度および強度が高く、粒度分布がシャープな造粒物を得ることができ、また、粉粒体粒子のコーティング処理では、均一なコーティング被膜を形成することができる。
【０００４】
ワースター式流動層装置は、ドラフトチューブ内を上昇する気流に乗せて粉粒体粒子に上向きの流れ（噴流）を起こさせ、流動層容器の底部中央に設置したスプレーノズルから該チューブ内を上昇する粉粒体粒子に向けて上向きに膜剤液、薬剤液等のスプレー液を噴霧するものである。コーティングゾーンに大量の粉粒体粒子を高速で送り込むことができるので、スプレードライ現象や粒子同士の二次凝集が起こりにくく、微粒子に対して収率の良いコーティング処理が可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１９２１１３号公報
【特許文献２】
特開２０００―６２２７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、転動流動層装置において、回転体の回転速度を変更した場合、粉粒体粒子に対する回転体の遠心作用や混合作用が変化するのみならず、流動層容器の底部から流入する流動化気体の流通経路が変化し、粉粒体粒子に対する流動化気体の流動作用も変化する。特に、回転体の回転速度が高くなると、粉粒体粒子は遠心作用によって流動層容器の側壁に押し付けられるようになるため、流動層容器の外周側部分の空隙率が低下し、流動化気体が流通するには抵抗が大きすぎる状態となる。その結果、流動化気体は流動層容器の中心部分を流通することになり、外周側部分の粉粒体粒子に対する流動作用が不十分となる。このように、回転体の回転速度によって、遠心作用や混合作用に加え、流動化気体の流動作用も変化するため、給気条件やスプレー条件等の操作条件を最適設定するために、煩雑な適正化実験が必要であった。
【０００７】
また、流動化気体によって粉粒体を浮遊流動させるという流動層装置の特性として、粉粒体粒子は流動層容器内で風力分級を受けることにより、例えば、粒子径や粒子密度等の物性値が異なる混合原料を処理する場合、各原料の含量にばらつきが生じることがあった。
【０００８】
一方、ワースター式流動層装置は、流動層容器内で粉粒体粒子の良好な流動循環状態が得られるものの、粉粒体粒子に転動圧密作用を与えることができない。
【０００９】
本発明の課題は、造粒処理では比較的重質でシャープな粒度分布を有する粒子を収率良く得ることができ、コーティング処理では均一で緻密な被膜を有する粒子を収率良く得ることができる流動層装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の課題は、回転体の回転速度の変化に起因する流動化気体の流動作用の変化を低減し、回転体の速度を変更した場合でも、従来に比べ、比較的容易に最適操作条件を設定することができる流動層装置を提供することである。
【００１１】
本発明の更なる課題は、粒子径や粒子密度等の物性値が異なる混合原料を処理する場合において、造粒処理では各原料の含量が均一で、かつ、比較的重質でシャープな粒度分布を有する粒子を収率良く得ることができ、コーティング処理では均一で緻密な被膜を有する粒子を収率良く得ることができる流動層装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、流動層容器と、流動層容器の底部に配設された回転体とを備え、流動層容器の底部から導入した流動化気体によって、流動層容器内の粉粒体粒子を浮遊させて流動層を形成する流動層装置において、回転体の上方にドラフトチューブを配設し、流動層容器内の粉粒体粒子に、流動層容器の側壁とドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層を形成する構成を提供する。
【００１２】
上記構成において、流動層容器内の粉粒体粒子を、ドラフトチューブの内部に強制的に循環させる強制循環流発生手段を設けることができる。この強制循環流発生手段は、例えば、ドラフトチューブの内部に配設された気流ファンで構成することができる。
【００１３】
また、上記構成において、流動層容器内を循環する粉粒体粒子にスプレー液を噴霧するスプレーノズルを配設することができる。この場合、スプレーノズルは、ドラフトチューブの内部を下降し、回転体によって流動層容器の側壁側に送られた粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧可能に配設するのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１５】
図１は、この実施形態の流動層装置の全体構成を概念的に示している。
【００１６】
流動層容器１は、例えば、上方部分が円錐筒状、下方部分が円筒状をなし（上方部分が円筒状、下方部分が円錐筒状の場合もある。）、上部空間にフィルターシステム２が設置され、底部の中心部に回転体としてのディスクロータ４が配設され、ディスクロータ４の上方に円筒状のドラフトチューブ５が設置される。さらに、ドラフトチューブ５の上方に第１スプレーノズル６が配設され、ディスクロータ４の外周側に第２スプレーノズル７が配設される。
【００１７】
ディスクロータ４の回転駆動軸４ａは、流動層容器１の底部の中心を貫通して下方に延び、回転駆動室８に収容された回転駆動源（図示省略）によって正逆方向に回転駆動される。
【００１８】
流動層容器１の底部のディスクロータ４よりも外周側部分に多孔板等で構成された通気部３が設けられており、流動化気体（例えば熱風）は通気部３を介して流動層容器１内に給気される。通気部３から流動層容器１内に噴出する流動化気体により、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部に上昇気流が発生する。
【００１９】
第１スプレーノズル６は、例えば、ドラフトチューブ５の上方から下方に向けて圧縮空気を噴出するように構成される。第１スプレーノズル６から噴出する圧縮空気はドラフトチューブ５の内部に流入し、ドラフトチューブ５の上方部および内部に下降気流を発生させる。
【００２０】
第２スプレーノズル７は、例えば、回転駆動軸４ａの軸心を中心とする所定半径の円に対して、略接線方向にスプレー液を噴霧するように構成される。
【００２１】
流動層容器１内に投入された粉粒体粒子Ｐは、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇し、流動層容器１内をある程度上昇した後、第１スプレーノズル６から噴出される圧縮空気の下降気流（強制循環流）によりドラフトチューブ５の内部に強制的に循環せしめされる。そして、ドラフトチューブ５内の下降気流によってディスクロータ４に送られ、ディスクロータ４の回転による転動圧密作用や混合作用を受けつつ外周側に移動して、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部の上昇気流に戻される。このようにして、流動層容器１内の粉粒体粒子Ｐに、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部を上昇し、ドラフトチューブ５の内部を下降する方向に循環する流動層が形成される。
【００２２】
ディスクロータ４の遠心作用によって上記の上昇気流に戻された粉粒体粒子Ｐは、この位置で、第２スプレーノズル７からスプレー液の噴霧を受ける。スプレーノズル７から噴霧されるスプレー液のミストによって粉粒体粒子Ｐが湿潤を受けると同時に、スプレー液中に含まれるコーティング基材が粉粒体粒子Ｐの表面に付着し、あるいは、スプレー液中に含まれるバインダー基材によって複数の粒子が凝集して所定径の粒子に成長する。そして、スプレー液の噴霧を受けた粉粒体粒子Ｐは、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部を上昇する際に乾燥を受け、第１スプレーノズル６から噴出される圧縮空気の強制循環流により再びドラフトチューブ５の内部に循環せしめされる。
【００２３】
上記のような循環サイクルを連続して行うことによって、造粒処理では比較的重質でシャープな粒度分布を有する粒子を収率良く得ることができ、コーティング処理では均一で緻密な被膜を有する粒子を収率良く得ることができる。特に、粒子径や粒子密度等の物性値が異なる混合原料を処理する場合においても、このような効果を得ることができる。
【００２４】
また、ディスクロータ４の回転速度を変更した場合、特にディスクロータ４の回転速度を高くした場合でも、従来装置に比べ、粉粒体粒子の円滑な流動循環状態が得られるので、最適操作条件の設定を比較的容易に行うことができる。
【００２５】
図２に示す実施形態は、流動層容器１の粉粒体粒子をドラフトチューブ５の内部に強制的に循環させる強制循環流発生手段として、気流ファン１０を採用したものである。気流ファン１０は、図１に示す第１スプレーノズル６と同様に、ドラフトチューブ５の上方に配置するようにしても良いが、この実施形態では、気流ファン１０をドラフトチューブ５の内部に配置している。また、ディスクロータ４の回転駆動軸４ａを上方に延長して、気流ファン１０の回転駆動軸と共用している。
【００２６】
気流ファン１０の回転により、ドラフトチューブ５の上方部および内部に下降気流が発生し、流動層容器１の側壁とドラフトチューブ５の外周との間の空間部を上昇する上昇気流に乗って上昇した粉粒体粒子は、上記の下降気流によってドラフトチューブ５の内部に吸引され、強制的に循環せしめられる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以下に示す効果を有する。
【００２８】
（１）流動層容器内で流動循環する粉粒体粒子の流れをドラフトチューブの内外部で案内するので、流動層容器内における粉粒体粒子の流れが安定し、良好な流動循環状態が得られる。そのため、造粒処理では比較的重質でシャープな粒度分布を有する粒子を得ることができ、コーティング処理では均一で緻密な被膜を有する粒子を得ることができる。特に、粒子径や粒子密度等の物性値が異なる混合原料を処理する場合においても、このような効果を得ることができる。
【００２９】
（２）回転体の回転速度を変更した場合、特に回転体の回転速度を高くした場合でも、従来装置に比べ、粉粒体粒子の良好な流動循環状態が得られるので、最適操作条件の設定を比較的容易に行うことができる。
【００３０】
（３）流動層容器内の粉粒体粒子をドラフトチューブの内部に強制的に循環させる強制循環流発生手段を設けることにより、粉粒体粒子の流動循環がより一層確実かつ良好になり、上記（１）、（２）の効果が顕著になると共に、流動層容器内で流動循環せずに排気に向かう粉粒体粒子が減少するので、製品の収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る流動層装置の全体構成を概念的に示す断面図である。
【図２】他の実施形態に係る流動層装置の全体構成を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
１　　流動層容器
４　　ディスクロータ（回転体）
５　　ドラフトチューブ
６　　スプレーノズル（強制循環流発生手段）
７　　スプレーノズル
１０　　気流ファン（強制循環流発生手段）
【図１】
2004122057.tif 000003
【図２】
2004122057.tif 000004