(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子が乾燥運動ガス流中を同伴され同時に造粒液滴の噴霧を加えられながら垂直造粒管中の出発区域から上昇する空気運動と、さらに前記管の外側における下降運動と、前記空気運動の出発区域に向かう水平運動とを含む反復循環運動を粒子に対して加えることによって微粒子材料を造粒する方法において、
前記出発区域の粒子を、前記垂直管の直径より小さい直径の環状水平アパチュアであってベースプレート中の円形孔の中に配置されている造粒液の上昇噴霧を生じさせるためのノズルの回りに形成され前記円形孔が前記ノズルの外径より大径を有する、前記環状水平アパチュアの上方の区域の中に通過させ、この際に前記環状アパチュア上方であって前記アパチュアの仮想垂直中心線回りに回転対称である中空区域中に、前記粒子の流れを加速し制御するモーメントを有する乾燥搬送ガスの旋回流が前記アパチュアから放出される段階と、
前記仮想中心線上の場所から前記造粒液の滴からなる上方噴霧を生じさせ、前記粒子が前記中空区域中にある間にこれらの粒子に衝突させることによって、湿った接着性粒子を相互に効率的に接触させ同時に急速乾燥を生じ、安定した粒子を造粒管の頂点から非接着性状態で排出させる段階と
を含む事を特徴とする粒状材料の造粒法。
【請求項２】
前記旋回ガス流がその上昇方向のみについて計算して２５−１００メートル／秒の速度で放出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記造粒液滴の上昇噴霧が２流体式ノズルによって製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
１．５バール以下の過圧の霧化ガスが使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
１バール以下の過圧の霧化ガスが使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
０．２乃至０．５バールの過圧の霧化ガスが使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
処理される粒状材料の合計量に対して、水分が常に１２重量％を超えないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
処理される材料の水分が１２重量％を超えない重量％まで増大される第１段階と、次に前記水分が最終造粒生成物の中において望ましい水分まで低下される第２段階とを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
造粒液滴の上昇噴霧が加圧ノズルによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
環状アパチュアから放出される旋回ガス流は前記アパチュアの下方に前記アパチュアの縁部に固着された案内壁体によって発生され、前記ガス案内壁体は、下方に拡張する水平断面区域を有する回転対称スペースを画成し、また前記ガス案内壁体は、環状アパチュア上方の圧力より高い圧力のガス源に接続されたプレナムの中にまたは前記プレナムの出口に配置され、また前記ガス案内壁体は、前記案内壁体の間を前記環状アパチュアを通して上方に流れる加速的ガス流に対して旋回運動を与えるための手段を、前記水平断面積が環状アパチュアの断面積より実質的に大となる前記環状アパチュアから離間した箇所に、担持することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
共通ハウジングの中に複数の造粒管を有する装置の中で材料を処理することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
材料が直列の数本の造粒管を通過させられる連続工程で材料が造粒されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記造粒管は直列の複数ユニットとして配列され、各ユニットが一本以上の管を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
好ましくは造粒に使用された装置と同一装置または類似の装置の中で、造粒に続いてコーティング、または乾燥、またはその両者を実施する結合工程の単一段階で造粒が実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
発明の分野
本発明は造粒に関するものであり、すなわちそれぞれ数粒子を含む顆粒状に粒子を変換する技術に関するものである。
【０００２】
微粉材料の造粒は種々の工業分野において応用される。造粒は低い自由流動性を有する粉末を適当な自由流動性を有する生成物に変換するために使用される。造粒の他の目的は最終生成物が望ましくないダスト放出性を有することを防止するにある。
【０００３】
薬剤工業においては、造粒は主として材料をタブレット状に圧縮するために使用される。
【０００４】
乳製品工業を含む食品工業においては、造粒は特に分散特性と再構成特性を改良するために使用される。
【０００５】
化学工業においては、造粒は材料の操作特性と用量の正確さを改良するために使用される。さらに造粒は活性ダスト材料を無害な基礎物質に結合するために使用される。
【０００６】
洗剤、肥料、触媒、殺虫剤および染料を含めて多くの化学品が顆粒状で求められている。
【０００７】
本明細書においては、用語「造粒」はしばしば凝集体化（アグロメレーション）と呼ばれる工程を含む。
【０００８】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
発明の背景
一般に、すべての造粒工程は同一の基本的技術に従う。造粒材料を形成する一次粒子を粘着性にするため、造粒材料を溶媒または溶液によって湿らせる。粒子の中にまたは溶液の中に結合材が存在することができ、または湿潤された時に粘着性となる特性が粒子に本来備わっている。湿った粘着性の粒子が相互に接触させられた時に相互に接着し、次に材料を乾燥させることによって継目が固定される。種々の材料が完全に湿潤されるのでなく溶媒または溶液を吸収する能力において差異があり、これらの材料が相異なる湿潤レベルで接着するので、材料全部が同等に造粒しやすくはないことは明かである。工程を確立し制御しやすくするため、通常、粘着性となる能力の相違する数種の材料の組合わせが使用される。粒子間に接着状態を生じる他のアプローチは、湿潤と同時的に機械的力を加えるにある。
【０００９】
造粒は種々の方法を使用して実施することができる。
【００１０】
これらの造粒方法の１つは機械的造粒である。機械的造粒においては、溶液添加は少なく、また生成物に加えられる力は大である。機械的造粒は２つの主要グループ、すなわち高剪断力造粒と低剪断力造粒とに分類される。高剪断力造粒の利点は、広い範囲の配合物を造粒できることにある。高剪断力造粒で製造された顆粒は固くコンパクトであって、その工程が迅速である。高剪断力造粒の欠点の１つは広い粒子サイズ分布であって、これは一般にミリングによるふるい分けを必要とする。またしばしば見られる大サイズのコンパクト顆粒（塊）も次の乾燥段階において種々の問題を生じる。
【００１１】
低剪断力造粒（エアロマティック・フィールダから市販されるROTO-PROCESSOR（登録商標）などによる造粒）は低コンパクトな顆粒とさらに狭い粒径分布とを生じる。この型の造粒はミリングを必要とせず、またこの造粒法によって形成された顆粒は乾燥しやすい。
【００１２】
低剪断力造粒を使用した場合の問題点はバッチサイズのスケールアップの困難性とその限界である。
【００１３】
高剪断力造粒においても低剪断力造粒においても、結合材と結合された純粋溶媒または溶液を使用することができる。
【００１４】
他の型の通常の造粒法は流動床造粒である。流動床造粒においては、流動床の上方または流動床中のノズルによって溶媒または溶液を加えながら生成物を流動状態に保持する。生成物の個々の粒子を合体させる工程は生成物のランダム運動と、生成物粒子が相互に接着する程度に湿っていることとに依存する。生成物の各部分が相異なるレートで溶媒を吸収しまた相異なる湿度レベルで粘着性となることの故に、流動床の中での一部の配合物の造粒が妨げられる。流動床造粒の１つの利点は、粒子分布が機械的造粒の場合よりも狭くなりまた工程をスケールアップしやすいことにある。流動床造粒の決定的パラメータは生成物層の厚さと、生成物上の溶液噴霧の分布である。
【００１５】
流動床造粒の１つの欠点は得られる顆粒が機械的工程において得られた顆粒ほどにコンパクトで安定でないことにある。流動床造粒の他の欠点は、臨界的湿潤レートを有する生成物を処理する際にこの工程が制御しにくいことにある。流動床造粒工程に際して粒径が変動する。これは、工程全体において生成物層の同一グレードの懸濁状態を保証するため、粒径の成長と同一レートで流体流量を増大しなければならないことを意味する。流動床造粒において製造された顆粒が機械的造粒工程におけるほどに安定でないが故に、顆粒は乾燥段階での解砕に対して傷つきやすい。流動床造粒の実施例が米国特許第5,695,701号（Ｎｉｒｏ）に記載されている。
【００１６】
機械的造粒と流動床造粒との組合わせを使用するための二、三の装置が開発された。このハイブリッド造粒工程の基本的フィーチャは一次粒子が相互に接触させられる時に機械的力を加えるにある。このハイブリッド造粒の利点は、生成物に添加される溶媒の量が純粋な流動床造粒の場合よりも低く、この故に顆粒の乾燥時間が短いことにある。しかしこのハイブリッド造粒の制御は困難である。またこの造粒における１つの問題点は機械的造粒の場合と同様にバッチサイズのスケールアップが困難であり、このバッチサイズが比較的制限される。
【００１７】
また造粒は噴霧乾燥段階の一体的部分として実施され、この場合、噴霧乾燥によって生じた微粒子が噴霧乾燥装置中の噴霧区域に循環されて小滴と湿潤粒子と接触され次に乾燥される。しかしこの方法は加熱損傷のリスクがあり、また原材料の実質的部分が液体として存在する場合にのみ適当である。さらにプラント投資が高く、このような投資は出発液体を乾燥固体に変換するために噴霧乾燥段階が必要とされる場合にのみ有効である。従ってこのような方法は、すでに粒子として存在する材料を造粒することが問題となっている場合には問題にならない。
【００１８】
本発明の方法は流体の中にある微粒子の処理を含まないが、前記流動床造粒工程は本発明に最も近い先行技術とみなすことができる。
【００１９】
流動床造粒に関して種々の装置が使用されまた提案されている。例えば、ドイツ特願ＤＥ第3323418号Ａ１においては主としてタブレットなどの物体を被覆するための流動床工程が記載されているが、この場合造粒は仮説的可能性として記載されている。
【００２０】
この流動床装置のフィーチャは、上向きノズルの上に垂直管を配置し、前記垂直管を通して上方に移動する粒子に対して液体滴を噴霧する装置である。
【００２１】
このようにして湿潤された粒子が垂直の上端から流動床に達し、この流動床の底部から粒子が再び垂直管を通して吹き上げられ、所望の湿度が得られるまで繰り返される。
【００２２】
粒子が湿潤される工程の一部が同時的な一定の乾燥と共に実施されるが、湿潤が第１段階において実施され次の乾燥段階が生じることが前記の方法およびその他すべての先行技術流動床造粒工程の本質的フィーチャである。これは粒子の表面上に噴霧された液体が比較的長時間、例えば３０分以上、粒子の表面上または粒子内部に存在することを意味し、この時間は液体が粒子内部に滲透するのに十分な時間を与える。このように粒子内部に滲透した液体は粒子表面上において粒子間の相互接着に必要な粘着性を生じるために使用されないことは明かであり、これは噴霧されて蒸発する液体の総量が増大することを意味する。
【００２３】
このような液体消費量の増大は工程の熱収支を損なうのみならず操作上の種々の問題を生じる。
【００２４】
従って、特に結晶性材料が造粒される時に、粒子中の水分は、粒子が部分的に滴状に変換されてバッチ全体のケーキングを生じる限界値を急激に超える可能性がある。
【００２５】
またもし工程の一時的中断が必要となれば、粒子の高水分が種々の問題を生じる。流動化ガスの流れが中断されると、湿った粒子が直ちに装置底部に塊を成して集中する。この塊はもはや流動化されず機械的手段によってまたは手動で除去しなければならない。
【００２６】
湿潤化と乾燥が相互に無関係に相当程度まで実施されることは、全工程が完了するまでは工程結果を評価できないという欠点を伴なう。前述のように、臨界段階で工程を停止することができない。その結果は破壊的でありバッチ全体の排出を必要とするからである。
【００２７】
流動床造粒工程のこのような欠点とは別に、造粒結果が必ずしも満足でない。しばしばこのような工程はアグロメレーション工程が顆粒の所望の平均サイズを得るまで実施されたとしても、過度に多量の非凝集粒子を有する生成物を生じる。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
発明の概要
関連の先行技術に関する前記の欠点は、特に造粒される粒子に対して衝突促進条件を加えまた噴霧による湿潤の成された直後後に乾燥する新規方法によって防止または緩和できることが発見された。
【００２９】
本発明による方法は、完全に別の目的、すなわち造粒またはアグロメレーションを避けながら粒子にコーティングする目的で記載された装置と類似または実質的に同形の設計の装置を使用して実施することができる。前記装置は特に米国特許第5.718,764号に記載され、PRECISION COATER （登録商標）（エアロマティック・フィールダ）と呼ばれている。前記米国特許をここに引例とする。この装置に関する詳細は付図を参照して下記の説明から明かであろう。
【００３０】
本発明は、粒子が乾燥運動ガス流中を同伴され同時的に造粒液滴の噴霧を加えられながら垂直造粒管中の出発区域から上昇する空気運動と、さらに前記管の外側における下降運動と、前記空気運動の出発区域に向かう水平運動とを含む反復循環運動を粒子に対して加えることによって微粒子材料を造粒する方法において、
前記出発区域の粒子を前記垂直管の直径より小さい直径の環状水平アパチュア上方の区域の中に通過させ、この際に前記環状アパチュア上方のまた前記アパチュアの仮想垂直中心線回りの回転対称中空区域中の粒子の流れを加速し制御するモーメントをもって、前記アパチュアから乾燥搬送ガスの旋回流が放出される段階と、前記仮想中心線上の一点から造粒液の滴からなる上方噴霧を生じて、前記粒子が前記中空区域中にある間にこれらの粒子に衝突させることによって、湿った接着性粒子を相互に効率的に接触させ同時に急速乾燥を生じ、安定した粒子を造粒管の頂点から非接着性状態で排出させる段階とを含む事を特徴とする粒状材料の造粒法に関するものである。
【００３１】
活性噴霧区域が小さく、常にバッチの全量の数パーセントのみが噴霧区域の中に存在することがこの方法の本質的フィーチャである。乾燥搬送ガスが導入される環状アパチュアの上方の前記区域の中に粒子が入る時に、生成物が加速されて、各粒子が均等に湿潤されるのに十分な懸濁状態が保証される。生成物がノズル上方のダクト頂点の出口から出る時に、この生成物は湿潤されており、粒子が相互に接着されて顆粒を形成しまたこれらの粒子が実質的に乾燥されている。
【００３２】
前記管中を反復通過することによって、さらに他の粒子、すなわち要素粒子と微粒子がすでに形成された顆粒に接着し、その粒径を所望のように増大させる。各顆粒は代表的には管を通して２０回乃至1,000回通過させられる。
【００３３】
本発明の方法により、出願人の知るかぎりでは先行技術の方法によって容易に得られない造粒体を形成することができる。
【００３４】
従って本発明は５重量％以下の非造粒粒子含有量を有する本発明の方法の直接的生成物としての造粒物に関するものである。
【００３５】
３８μｍ以下の粒径を有する微細ラクトース粒子は前述の先行技術の造粒法によって満足に造粒することができない。従って本発明のさらに他の目的は、本質的に３８μｍ以下の粒径を有する主原料としてのラクトースによって構成された２００μｍ以上の平均粒径を有するラクトース造粒体を提供するにある。
【００３６】
また他の結晶性物質の微粒子は一般に造粒が困難であるとみなされている。この理由から本発明の他の目的は約２００μｍ以上の平均粒径を有し、本質的に２５μｍ以下の平均粒径の結晶性原料粒子から形成された高溶解性結晶性粒子の造粒体を提供するにある。
【００３７】
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００３８】
【発明の実施の形態】
発明の詳細な説明
図１と図２について述べれば、ハウジング１を有しその中にベースプレート２が固着された造粒装置が図示されている。前記ベースプレート２は装置を上方造粒チャンバ３とプレナム４とに分割する。ベースプレート２の中心に上向きノズル５が配置される。図示の実施態様においてノズルは２流体ノズルであるが、圧力ノズルを使用する事もできる。ノズルはその外径より実質的に大径のベースプレート中の円形孔の中に配置されているので、ノズルの回りに環状アパチュア６が形成されている。前記環状アパチュア６のサイズはベースプレートの中に種々のインサート（図示されていない）を使用することにより変更することができる。
【００３９】
ベースプレートの上方に造粒チャンバの中に、ベースプレートから一定距離に管７が配置されている。
【００４０】
管７の下方区域の外側に少し延在するベースプレート２の部分の中に、プレナム４から造粒チャンバ３の中に少量の空気を通すためのパーフォレーション８が備えられている。
【００４１】
ベースプレートの下方に案内壁体９が備えられている。これらの案内壁体が回転対称スペースを画成し、このスペースは下方に拡張する水平断面区域を有する。ガス案内壁体９は代表的には下方に拡張する円錐として成形されるが、回転対称であって下方に拡張する断面区域を有する限り、他の形状とすることができる。
【００４２】
図１に図示のように、また図３，図４および図５においてより明瞭に示されるように、案内壁体を通る上向きガス流に対して旋回運動を与えるための手段１０が前記案内壁体９の下部に備えられている。
【００４３】
ベースプレート２の下方にガス案内壁体９の間に、環状アパチュア６と前記手段１０との間に、この手段１０から離間して水平ネット１１（図３）が挿入されている。このネットの機能は、装置の機能が停止した時にアパチュア６を通して下降する粒子を捕捉するにある。
【００４４】
造粒チャンバ３の上部に、乾燥搬送ガスとして作用するチャンバから出るガスによって粒子が同伴されることを防止するための手段（図示されていない）が備えられている。本明細書および請求の範囲において使用される用語「ガス」は大気空気である。
【００４５】
図２，図３または図４には、プレナム４からチャンバ３に通るガス流に対して旋回運動を与える手段１０がどのように構成されているかを示す。図示のバージョンにおいて、前記手段は簡単のため単に４部品からなり、各部品が空気流を同一方向に片寄らせるための垂直方向の傾斜断面を有する。しかし、代表的にはこの目的のためにこれより多数の部品が使用される。
【００４６】
装置の操作に際して、プレナム４と造粒チャンバ３との間に差圧が形成され、これにより上昇ガス流が案内壁体９の間をアパチュア６を通過する。このガスが例えば図３，図４および図５に図示のような手段１０を通る際に、旋回流パタンを生じる。壁体９の間を上昇する際に、スペースが縮小するので加速度が生じ、これがガスの上昇速度の増大のみならず旋回速度の増大を伴なう。このような加速度は、旋回運動付与手段１０によって不可避的に形成される乱流を低減させまたは除去する有利な効果を有する。
【００４７】
環状アパチュア６を通るガス流の旋回パタンは重要であるが、このパタンは必ずしも図示の手段によって形成しなければならないのではなく、この図示の手段はガス流の必要な旋回運動を生じることのできる構造の一例と見なされる。
【００４８】
本発明の方法を実施する際に、造粒される微粉末物質がチャンバ３の中に導入され、このチャンバ３の中においてこれらの微粒子が管９の外側の流下区域と呼ばれる区域の中にチャンバ３の底部に捕集される。ガスがプレナム４から前記の流下区域の下の数個の小さい孔８を通して流れ、従って造粒される材料は通気されてはいるが流動化されていない状態に保持される。非常にに強くないガス流の持ち上げ効果は、造粒される材料が流下区域の中に詰め込まれることを防止しまたその自由流動性を増大するためにのみ役立つ。しかし下記に説明するように、この区域における材料は、粒子相互間のまたは壁体に対する接着を防止するための流動化を必要とするほどには湿っていない。
【００４９】
プレナム４からのガスの大部分は案内壁体９の間のスペースを通して流れ、そこでガスは前述のように旋回運動を得る。
【００５０】
粒子が管７の下を流れる時、これらの粒子は先に「出発区域」と呼ばれた区域に達し、この出発区域は図１と図２においてベースプレート２の非パーフォレーション部分１２の上方にある。
【００５１】
そこから粒子は環状水平アパチュア６の上方区域に達する。
【００５２】
旋回ガス流は、環状アパチュアの上方にアパチュアの仮想垂直中心線の回りの回転対称中空区域の中に粒子の流れパタンを確定する。ノズル５から、前記の回転対称区域の中にある粒子に対して造粒液の上昇噴霧が衝突する事により、これらの粒子が相互に接着する前にまたは接着と同時に粘着性に成される。
【００５３】
造粒操作において粒子の乾燥に使用される先行技術の乾燥ガス速度と比較して環状アパチュア６を通る旋回ガス流は非常に急速である。
【００５４】
従って、造粒液の滴によって湿らされた粒子の乾燥が極めて急速となるので、湿潤状態での粒子の接触によって形成された複数の粒子の塊または凝集体またはアグロメレートが管７の頂点に達するまでに最終生成物中において望まれる水分まで乾燥されるような効率的な乾燥工程を実施する事が可能である。
【００５５】
多くの生成物について、２乃至４％の水分が適当なタブレット状のプレス粉末を含めて、アグロメレートを管７を通るたびに最終生成物中の所望の水分まで乾燥する事が好ましいが、必ずしも通過のたびにこのように効率的に粒子を乾燥する必要はない。管７を出る顆粒がもはやねばつかず、流下区域を通して下降して繰り返し管７を通過できる限り、顆粒中の水分のある程度の増大は許される。このような場合、代表的には数分間、噴霧なしで工程を継続する事によって、この工程を乾燥によって終了することができる。
【００５６】
しかしながら、顆粒の中心部が造粒液によって過湿潤されるのを防止する程度に非常に迅速に環状管７の上方区域において乾燥を生じることが重要である。
【００５７】
バッチの微粒子材料の総量の非常に小さい部分のみが実際上各瞬間において処理されていることを注意しなければならない。これが、処理工程の停止を含めて本発明の操作上の変化が流動床工程などの他の工程におけるよりも簡単になる理由の１つである。流動床工程の場合、粒子の大部分または全量が造粒に必要な水分を同時的に与えられ、次に長時間の乾燥を実施する。
【００５８】
造粒される材料とその所望の造粒程度とに応じて、この工程は粒子が管７の中を適当回数、例えば平均２０回乃至１，０００回通過してしまうまで継続することができる。管７中の通過は、湿潤化、相互接着を伴う衝突および乾燥を含む完全造粒工程と見なすことができる。このような原則的に完全な造粒工程が、所望の顆粒サイズとダスト除去に至るまで繰り返される。
【００５９】
この点において、本発明の工程は前記の説明から明らかなように先行技術とは本質的に相違する。
【００６０】
環状アパチュアから放出される旋回ガス流の速度は上昇方向についてのみ計算して非常に高く、代表的には２５乃至１００ｍ／秒である。２４−２８、４３−４８、７０−７６および９０−９６ｍ／秒の範囲内のガス速度を使用してテストし良好な結果を得た。同様の管７を使用するが処理ガスの旋回運動を伴わない先行技術の工程と比較して、これらの速度は高い。前記ガス流の適正速度の選択は、粒子の適当な加速度と懸濁状態が得られると共に、他方これらの粒子が造粒液の噴霧と衝突する区域の外部に過度に散乱されないように決定される。
【００６１】
ガス流の旋回運動は、同一量のガスが垂直方向に放出された場合よりも、粒子に対するガスの実際速度を高くする。また噴霧された液滴によって効率的な湿潤がなされるように粒子運動が改良される。この旋回運動は粒子がノズルの仮想中心線に向かって過度に吸引されることを防止するために必要であり、このようにしてこれらの粒子が湿潤されてしまうまでまたはその湿潤中に衝突を遅らせるのに役立つ。
【００６２】
また旋回ガス流の使用は、ベースプレート２上方の流れパタンが回転対称となる利点を有し、このようなパタンは粒子の均一処理にとって必要不可欠でありまた装置中の粒子の流れの中の脈動を防止するのに役立つ。このような脈動は操作上の種々の問題を生じる。
【００６３】
このような工程の現在の発展段階においては好ましい実施態様を成す２液ノズルによって造粒滴の上向き噴霧が行われる場合、この２液ノズルに送られる霧化ガスは好ましくは大気圧より１．５バル以下高い圧力とする事が好ましい。
【００６４】
噴霧ガスの圧力が高すぎると、このガスは粒子に対して散乱効果を有してその相互接触を妨害し、これは粒子の流れが造粒に望ましい流れよりもコーティング工程に望ましい流れに類似してくる。
【００６５】
好ましくは２液ノズルは１バ−ル以下、例えば０．２−０．５バ−ルの過圧の霧化ガスと共に使用される。
【００６６】
また２液ノズルの霧化ガスについて比較的低圧を使用する利点は、これによって滴のサイズが増大し、またこのようにして滴が粒子に達する前にその表面から蒸発するリスクが低減されることによる。
【００６７】
造粒液の噴霧のために加圧ノズルが使用される場合、最も必要な圧力は実験的に特定され、代表的には５−１０バ−ルの範囲内である。
【００６８】
先に説明したように、本発明の工程は大抵の材料について、造粒管中の乾燥を使用し、管の通過ごとに、顆粒と粒子が最終生成物中において望まれる水分より高くない水分をもって造粒管から出るように効率的に実施される。これは、造粒管中に存在するごく小部分の粒子を除いて処理される材料のほとんど全量が所望の水分を有し、追加的な乾燥を必要としないことを意味する。
【００６９】
しかし、造粒中に一定の水分増大が生じるようにこの工程を実施することが好ましく従って前記のようにアト乾燥が実施される場合、前記の水分は流動床工程において必要な水分と比較して比較的限られている。最高水分は造粒される材料に依存し、好ましくは１２重量％を超えないようにする。
【００７０】
従って本発明の好ましい実施態様は、処理される材料の水分を１２％を超えない程度に増大する第１段階と、次の前記水分を最終造粒生成物の所望の水分まで低下させる第２段階とを含む。
【００７１】
本発明の方法は共通ハウジングの中に複数の造粒管を有する装置の中で実施することができる。
【００７２】
このような共通ハウジングの中に配置された数本の管を有する装置は前記の米国特許第5,718,764号のコーティング装置について説明されたものと同様に設計することができる。
【００７３】
材料はバッチごとに造粒することができ、または材料が直列の数本の造粒管を通過する連続的工程で実施することができる。
【００７４】
これらの造粒管は直列ユニットとして接合され、この場合に各ユニットが複数の管を含むことができる。従って連続的操作およびその装置に関する関連情報はコーティングを取り扱う米国特許第5,648,118号明細書（ニロ）および米国特許第5,470,387号明細書（ニロ）に記載されている。
【００７５】
さらに本発明の方法による造粒は、１段階の結合工程で実施することができ、造粒に続いて、好ましくは造粒に使用される装置と同一または類似の装置の中で、被覆段階または乾燥段階を実施する。本明細書および添付の請求の範囲において、用語「造粒液」とは、造粒される粒子間の接着を生じることのできる任意の液体を指すために使用される。この接着は、液体中に溶解されている結合材によって生じ、または液体が造粒される材料の適当成分の溶媒として作用する結果として生じることができる。
【００７６】
本発明の方法は操作上の観点からきわめて有利である。わずかの手間しか必要とせず、また例えば造粒チャンバからの排ガスおよび生成物中の湿度の測定センサの信号を利用することにより、または撮像などによって自動制御を実施することができる。
【００７７】
本発明の方法は、通常造粒処理を受ける実質的にすべての材料に適用することができる。これまで本発明の方法によってうまく造粒された材料の例は下記である：イースト、洗剤、ソーダ灰、凝集剤、ハーブ・エキス、ゼラチン、ベビー・フーズ、タブレット状に加工される薬剤、砂糖、およびその他の結晶性材料。
【００７８】
前述のように、本発明の方法は従来は造粒には不適当と考えられていた材料の造粒を可能とする。
【００７９】
薬剤タブレットの製造のためにラクトースが材料について非常に詳細な調査が成された。これらの調査は、タブレット製造に関連して種々の点で本発明によって造粒された材料は通常の造粒材料よりすぐれていることが確証された。
【００８０】
本発明および本発明によって得られる結果をさらに説明するため、下記の非制限的実施例を示す。
【００８１】
実施例
実施例  １
この実施例において、本発明の方法は原則として付図に図示の装置に対応するコーティング装置の中で実施された。
【００８２】
ベースプレート２の直径は２７０ｍｍであった。造粒管７の直径は１５０ｍｍであり、環状アパチュア６の外径は６０ｍｍであった。２液ノズル中に導入された霧化空気の圧力は０．２５バール過圧であった。
【００８３】
環状アパチュア６を通して導入された処理空気の容積流量は２５０ｍ３／ｈ、この空気の温度は８０℃であった。これは、約２５メートル／秒の環状アパチュアを通るガスの上昇速度に対応する。
【００８４】
２流体ノズルを通して水が１１０グラム／分の速度で噴霧された。造粒された微粉末材料はベースに対して薬剤を添加されないタブレット圧縮用の正規薬剤ベース配合物であった。その組成は下記である：
ラクトース２００＃は２００メッシュスクリーン（７５μｍ）を通過する生成物である。
【００８５】
【表１】
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装置中の生成物層の高さ４５ｃｍに対応するバッチサイズ  ５ｋｇ。
【００８６】
造粒工程は1,423秒継続し、その間に２．５５ｋｇの水が添加された。
【００８７】
次のこの工程を終了し、生成物を分析した。下記の結果が得られた。
【００８８】
顆粒サイズ：重量平均粒径５１４μｍ、７５％フラクタイル：８７０μｍ、２５％フラクタイル：３００μｍ、微粒子（ｄ＜７５μｍ）：０．６９重量％。
【００８９】
生成物湿度：７．４％（ＬＯＤ）
この実施例は、本発明の方法によって微粒子の顕著な低含有量を有するすぐれた造粒結果が得られ、同時に７．４％を超える材料全量の湿潤が避けられることを示す。
【００９０】
実施例  ２
この工程は実施例１と同一の装置およびパラメータを使用して実施され、唯一の相違点は処理時間を1,380秒に短縮したことにある。
【００９１】
得られた結果は実施例１において得られた結果と同様であった。
【００９２】
重量平均粒径：４８３．３μｍ、７５％フラクタイル：８９０μｍ、２５％フラクタイル：２６０μｍ、微粒子（ｄ＜７５μｍ）：１．７５重量％。
【００９３】
生成物湿度：５．４％  ＬＯＤ
この実施例は、実施例１よりもさらに低い湿度で工程を実施し微粒子が非常に少なくすることが可能であることを示す。
【００９４】
実施例  ３
この実施例においては、２．５３ｋｇの水が１，３９２秒の間に噴霧され、この期間後に噴霧が停止されたが乾燥が３分間続けられたこと以外は実施例１と同一の装置およびパラメータが使用された。
【００９５】
その結果は下記である：
重量平均粒径：４９５．９μｍ、７５％フラクタイル：７３０μｍ、２５％フラクタイル：２７０μｍ、微粒子（ｄ＜７５μｍ）：６．２３重量％。
【００９６】
生成物湿度：２．８％  ＬＯＤ。
【００９７】
これらの結果も非常に満足すべきものである。最終乾燥段階中に微粒子含有量が明かに増大した。しかし、微粒子の量は薬剤工業におけるタブレット製造において最適と見なされるレベルを超えていない。
【００９８】
実施例  ４
この実施例においては、ラクトースが３８μｍの粒径に対応する非常に細かな粒径、すなわち４５０メッシュであったこと以外は造粒される材料が実施例１と同様に配合された。このような微細なラクトースは、特に流動床において微粒子が０．０５メートル／秒程度のガス速度で吹き飛ばされるので、造粒が非常に困難である。
【００９９】
装置およびバッチサイズ並びに霧化圧力は実施例１の場合と同様である。
【０１００】
アグロメレーション液は水であって、３．００ｋｇの量を加えられた。
【０１０１】
噴霧は1.515秒継続され、次に５分１５秒の乾燥期間を実施した。
【０１０２】
得られた結果は下記である：
重量平均粒径：４１８．９μｍ、７５％フラクタイル：７００μｍ、２５％フラクタイル：２００μｍ、微粒子（ｄ＜７５μｍ）：１５．９重量％。
【０１０３】
生成物湿度：３．０％  ＬＯＤ
この非常に微細なラクトース粉末は浮遊状態での造粒がきわめて困難なことが知られていることを考慮すれば、これらの結果は満足なものであり、また微粒子の量はタブレットプレスについて一般に許容されている極大値を超えていない。
【０１０４】
実施例  ５
この実施例においては粉末状砂糖（サッカロース）が造粒された。この材料は流動床における造粒がきわめて困難とみなされているが、前記の実施例と類似の条件を使用すれば、平均粒子レシオ３．５で重量平均サイズ４１９μｍを有する生成物が得られた。
【０１０５】
実施例  ６
この実施例は造粒液として相異なる濃度のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を使用する４テストを含む。
【０１０６】
ベース材料は下記の表に示すサイズ分布を有する化学的組成物であった。
【０１０７】
このテストの目的は６００μｍの主フラクションを有する造粒体の製造であった。また、この場合に２５０μ以下の粒子を意味するダストの除去が望ましかった。
【０１０８】
これらのテストは１８０ｍｍの直径のベースプレートを有する付図に図示のものに対応する造粒装置の中で実施された。テストバッチは１ｋｇであった。
【０１０９】
第１テストは２０％  ｗ／ｗ  ＰＶＰ水溶液からなる造粒液を使用して実施得られたた。
【０１１０】
周囲条件は温度２２℃、７．６ｇ  Ｈ２Ｏ／ｋｇ  空気の絶対湿度であって、これは４５％の相対湿度ＲＨに対応する。
【０１１１】
ガス導入温度は１１０℃であった。ガス流量は２００ｍ３／時であって、これは環状アパチュアから出る旋回ガスの上昇速度８０メートル／秒に対応する。
【０１１２】
ＰＶＰ溶液の噴霧レートは２０ｇ／分、霧化圧力は０．７５バールであった。この噴霧レートにおける排出ガス温度は４５℃であって、生成物温度は５２℃であった。これは３７％ＲＨの排出湿度に対応する。噴霧時間は４分であった。
【０１１３】
テスト２においては、２０％  ＰＶＰ溶液の代わりに５ｗ／ｗ％  ＰＶＰ溶液を使用し、噴霧時間は２分２５秒であった。
【０１１４】
テスト３において造粒液は１０％ＰＶＰ溶液であって、噴霧時間は４分２０秒であった。
【０１１５】
テスト４においては、造粒液は１５％ＰＶＰ溶液であり、噴霧時間は７分であった。
【０１１６】
造粒液として１５％ＰＶＰ溶液を使用した第４テストにおいて最良の結果が得られた。このテストにおいて主フラクション、６００μｍは５２．８重量％に達し、８．７％重量％のみが４５０μｍ以下のフラクションであった。このテストにおいては、０．２重量％のみが塊からなり、または1,400μｍ以上のフラクションに属していた。
【０１１７】
出発材料とこれらの４テストのそれぞれの粒径を下記の表に示す。
【０１１８】
前記のアグロメレートは代表的には４重量％の残留湿度を有し、追加的乾燥は不必要であった。
【０１１９】
実施例  ７
この実施例においては、造粒液として６ｗ／ｗ％甘味料水溶液を使用して甘味剤、イノリンを造粒した。
【０１２０】
最終乾燥段階なしで２．５％の水分を有する所望の造粒物が得られ、この型の生成物について妥当な極大値３％の水分の要件を満たすものであった。
【０１２１】
実施例  ８
炭酸ナトリウムを使用して数回のテストを実施した。造粒液として３０ｗ／ｗ％の水溶液を使用して満足な自由流動性の非ダスト発生生成物が得られた。
【０１２２】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の実施される装置の実施態様の一部を通る概略垂直断面図。
【図２】図１の中央部分の概略拡大断面図。
【図３】図１に図示のものと本質的に類似の装置の一部の概略断面図であって特に処理空気に対して旋回運動を与える手段を示す図。
【図４】図３に図示の実施態様の旋回運動付与手段を詳細に示す部分的垂直断面図。
【図５】図４と同一の旋回運動付与手段を示す水平断面図。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ベースプレート
３  造粒チャンバ
４  プレナム
５  ノズル
６  アパチュア
７  垂直管
８  パーフォレーション
９  案内壁体
１０  旋回運動付与手段
１１  水平ネット
１２  非パーフォレーション部分
【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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