(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥塔内の乾燥室に円周方向へ旋回する熱風の旋回流を形成させ、この熱風中に被乾燥スラリーを噴霧して乾燥する旋回流型の噴霧乾燥装置において、
乾燥室の内壁面に沿って接線方向で且つ上記熱風の旋回方向に流れる薄いエアーバリアの層をつくることにより、被乾燥スラリーの噴霧乾燥粉末の壁面付着を防止するエアーバリア形成装置を備え、
このエアーバリア形成装置は、バリア用のエアーを乾燥室に供給する供給路で覆われ、且つ乾燥室の内壁面に沿うように形成して乾燥室内への突出部をなくした着脱可能な一枚の板状部材からなるプレートに切り込みを設けるとともに、その切り込みの一方側において上記プレートを供給路側に部分的に膨出させることにより形成される多数の小孔状またはスリット状のエアー送給孔を設け、それらの送給孔の背後に上記膨出部分によって形成され、該送給孔からの気流を上記乾燥室の内壁面に沿う接線方向に向ける気流ガイドを設けることにより、上記乾燥室内の熱風の旋回流を乱すような該乾燥室内への突出部をなくしたものとして構成した、
ことを特徴とする旋回流型噴霧乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の旋回流型噴霧乾燥装置において、
バリア用のエアーを送給する供給路を覆うプレートを、乾燥塔の母線方向に沿ってその内壁面に単列または等分配置の複数列に設け、そのプレートに設けたエアー送給孔からの気流により形成されるエアーバリアを乾燥室内壁面において均一化した、
ことを特徴とする旋回流型噴霧乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の旋回流型噴霧乾燥装置において、
エアーバリア形成装置を構成するプレートのエアー送給孔及びその背後に設ける気流ガイドの少なくとも一部を、該送給孔からの気流を乾燥室の内壁面に沿う水平方向に対して熱風の旋回流の方向に近づける若干下向きに傾斜させるものとした、
ことを特徴とする旋回流型噴霧乾燥装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の旋回流型噴霧乾燥装置において、
乾燥室にエアーを送給する供給路を形成するための配管に、その供給路内を洗浄するための洗浄液噴出ノズルを設けると共に、その配管の下部に洗浄液排出管を接続した、
ことを特徴とする旋回流型噴霧乾燥装置。
【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、化学品、食品、その他の被乾燥スラリーを噴霧乾燥するための旋回流型噴霧乾燥装置に関するものであり、特に、乾燥塔内壁面への被乾燥スラリーの噴霧乾燥粉末の付着を防止して、乾燥粉末の収率、品質の向上等を図るようにした旋回流型噴霧乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋回流型噴霧乾燥装置においては、乾燥塔の内壁面に被乾燥スラリーの未乾燥粉末または乾燥粉末が付着して収率が低下し、あるいは、壁面に付着した乾燥粉末の塊が脱落して製品となる乾燥粉末に混入したり、熱に弱い組成物を対象とする場合には、乾燥塔内壁面に付着した乾燥粉末が壁面の熱で変質したりすることにより、製品の品質低下を来たすことがある。また、乾燥対象の組成物を変更する場合には、乾燥塔内壁面に付着した乾燥粉末を除去して内部を清浄化する必要があるが、内壁面への付着が著しいときには、付着した乾燥粉末の除去作業に非常に時間がかかり、生産性が落ちる。
【０００３】
このような問題を解消するため、従来から、乾燥塔内壁面に付着した乾燥粉末を除去するために、エアーを吹きつけるとか、乾燥塔をハンマーで叩いて付着粉末を落とすなどの手段が用いられているが、噴霧乾燥装置を連続的に運転している段階で乾燥塔内壁面への乾燥粉末の付着を効果的に防止する手段は見当たらない。特に、乾燥塔内壁面にエアーを吹きつけて付着粉末を除去し、あるいは乾燥粉末の付着自体を防止する場合に、そのエアーを吹きつけるためのノズルを乾燥塔内に突出させて設けると、そのノズル自体の周辺に乾燥粉末が付着し、また突出したノズルが乾燥室内の熱風の流れを乱すので、安定的な噴霧乾燥を阻害することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、被乾燥スラリーを噴霧乾燥するための旋回流型噴霧乾燥装置において、乾燥塔内壁面への被乾燥スラリーの未乾燥粉末あるいは乾燥粉末の付着を防止するためのノズルの構成を改善し、それによって、乾燥塔内壁面への上記付着を効果的に抑制し、乾燥粉末の収率を高めると同時に乾燥粉末の品質を向上させ、しかも、乾燥対象の組成物を変更する場合に、乾燥塔内壁面に付着した乾燥粉末があっても、それを容易に除去できるようにした旋回流型噴霧乾燥装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、乾燥塔内の乾燥室に円周方向へ旋回する熱風の旋回流を形成させ、この熱風中に被乾燥スラリーを噴霧して乾燥する旋回流型の噴霧乾燥装置において、乾燥室の内壁面に沿って接線方向で且つ上記熱風の旋回方向に流れる薄いエアーバリアの層をつくることにより、被乾燥スラリーの未乾燥粉末の壁面付着を防止するエアーバリア形成装置を備え、このエアーバリア形成装置は、バリア用のエアーを乾燥室に供給する供給路で覆われ、且つ乾燥室の内壁面に沿うように形成して乾燥室内への突出部をなくした着脱可能な一枚の板状部材からなるプレートに切り込みを設けるとともに、その切り込みの一方側において上記プレートを供給路側に部分的に膨出させることにより形成される多数の小孔状またはスリット状のエアー送給孔を設け、それらの送給孔の背後に上記膨出部分によって形成され、該送給孔からの気流を上記乾燥室の内壁面に沿う接線方向に向ける気流ガイドを設けることにより、上記乾燥室内の熱風の旋回流を乱すような該乾燥室内への突出部をなくしたものとして構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
上記旋回流型噴霧乾燥装置においては、バリア用のエアーを送給する供給路を覆うプレートを、乾燥塔の母線方向に沿ってその内壁面に単列または等分配置の複数列に設け、そのプレートに設けたエアー送給孔からの気流により形成されるエアーバリアを乾燥室内壁面において均一化するのが有効であり、さらに、エアーバリア形成装置を構成するプレートのエアー送給孔及びその背後に設ける気流ガイドの少なくとも一部を、該送給孔からの気流を乾燥室の内壁面に沿う水平方向に対して熱風の旋回流の方向に近づける若干下向きに傾斜させるものとするのが有効である。
また、旋回流型噴霧乾燥装置においては、乾燥室にエアーを送給する供給路を形成するための配管に、その供給路内を洗浄するための洗浄液噴出ノズルを設けると共に、その配管の下部に洗浄液排出管を接続することができる。
【０００７】
上記構成を有する旋回流型噴霧乾燥装置においては、エアーバリア形成装置により乾燥室の内壁面に沿って接線方向で且つ熱風の旋回方向に流れる薄いエアーバリアの層をつくることにより、被乾燥スラリーの未乾燥粉末の壁面付着を効果的に防止することができるが、特に、上記エアーバリア形成装置を、バリア用のエアーを乾燥室に送給する供給路を着脱可能な一枚の板状部材からなるプレートで覆うことにより形成し、そのプレートを乾燥室の内壁面に沿うように形成して、該プレートに設けた切り込みの一方側において該プレートを供給路側に部分的に膨出させることにより形成されるエアー送給孔の背後に、該膨出部分によって形成される気流を所期の方向に向ける気流ガイドを設け、これにより乾燥室内への突出部をなくしているので、ノズルを乾燥塔内に突出させて設ける場合のように、ノズルの周辺に乾燥粉末が付着したり、突出したノズルにより乾燥室内の熱風の流れが乱されるようなことがなく、薄いエアーバリアの層を安定的につくることができて、乾燥塔内壁面への被乾燥スラリーの未乾燥粉末あるいは乾燥粉末の付着が効果的に抑制される。その結果、乾燥粉末の収率を高めると同時に乾燥粉末の品質を向上させ、しかも、乾燥対象の組成物を変更する場合に、乾燥塔内壁面に付着した乾燥粉末があっても、それを容易に除去することができる。
【０００８】
また、エアーバリア形成装置におけるプレートを乾燥塔の母線方向に沿って可及的に密に設け、エアーバリアを乾燥室内壁面において均一化するのが、乾燥塔内の全面的な乾燥粉末付着の防止のために有効である。さらに、少なくとも一部の気流ガイドにより送給孔からの気流を若干下向きに傾斜させることにより、その向きを乾燥室内における熱風の旋回流の方向に近づけ、斜め下向きの気流によるエアーバリアを形成させると、該熱風の旋回流を乱すことなく、しかも、乾燥塔内に乾燥粉末を滞留させることなく効率的に乾燥粉末を捕集できる。また、エアーの供給路を形成するための配管に洗浄液噴出ノズル及び洗浄液排出管を設けると、乾燥対象の組成物を変更する場合の洗浄が容易になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る旋回流型噴霧乾燥装置の全体的な構成を示し、図２は、乾燥室にエアーを送給する供給路を形成するための配管の構成例を、図３は、乾燥塔に対する上記配管及び多孔のプレートの取付け状態を示し、図４はプレートの断面形状を示している。
【００１０】
図示した旋回流型の噴霧乾燥装置は、円筒状部１ａ及び逆円錐状部１ｂを連設した乾燥塔１を備え、その内部に形成された乾燥室２の上部中央に、被乾燥スラリーの供給源３に接続されて、供給されるスラリーを回転円板により遠心力で乾燥室２内に噴霧状として供給する噴霧器４を備えると共に、乾燥室２内において円周方向へ旋回する熱風の旋回流を形成させるための熱風吹出しヘッダ５を配設し、噴霧器４の周囲にその熱風吹出口を開口させている。この熱風吹出しヘッダ５は、送風機６からの送風を加熱装置７に通すことにより熱風として供給されるものである。また、乾燥塔１の逆円錐状部１ｂの下端には取出口８を設け、この取出口８に乾燥粉末を分離するサイクロン９を接続している。
【００１１】
上記構成の旋回流型噴霧乾燥装置においては、送風機６及び加熱装置７から熱風吹出しヘッダ５を通して乾燥室２に熱風が送給され、それが乾燥室２内において円周方向の旋回流を形成し、上記噴霧器４から細かい霧状にして噴霧した被乾燥スラリーをその旋回する熱風と接触させて、水分を蒸発乾燥させ、乾燥粉末として取出口８からサイクロン９を通して取り出すものである。
なお、噴霧乾燥装置自体の基本的な構成は、図１を参照して上述したような構成に限るものではなく、乾燥室において円周方向へ旋回する熱風の旋回流を形成させ、この熱風中に被乾燥スラリーを噴霧して乾燥する形式の各種構成のものを用いることができる。
【００１２】
上記噴霧乾燥装置においては、被乾燥スラリーの未乾燥粉末や乾燥粉末が壁面に付着するのを防止するため、乾燥室２の内壁面に沿って接線方向で且つ上記熱風の旋回方向に、その熱風よりも速い速度で流れる薄いエアーバリアの層をつくるためのエアーバリア形成装置１０を備えている。
このエアーバリア形成装置１０は、図２及び図３に示すように、バリア用のエアーを乾燥室２に送給するための供給路１３を形成するための配管１１と、その供給路１３における乾燥室側開口を覆うプレート１２とを備え、上記配管１１には送風機１４からの送風を加熱装置１５を経て供給路１３に供給する送気管１６を接続している。
【００１３】
上記供給路を覆う着脱可能な一枚の板状部材からなるプレート１２は、乾燥室２の内壁面に沿うように形成し、乾燥室２内の熱風の旋回流を乱すような該室２内への突出部をなくしたもので、バリア用のエアーを乾燥室２に送給する多数の小孔状のエアー送給孔１８を上記プレート１２に設けた切り込みの一方側において該プレート１２を供給路１３側に部分的に膨出させることにより設け、該膨出部分によって、それらの送給孔１８の背後に、該送給孔１８からの気流を上記乾燥室２の内壁面に沿う接線方向に向ける気流ガイド１９を設け、これをねじによって配管１１の口部に着脱可能に取付けている。上記小孔状のエアー送給孔に代えて、多数の小孔状エアー送給孔を一体化したスリット状のエアー送給孔を設けることもできる。
【００１４】
このようにして乾燥室２内への突出部をなくすと、付着粉末を除去するためのノズルを乾燥塔内に突出させて設ける場合のように、ノズルの周辺に乾燥粉末が付着したり、突出したノズルにより乾燥室内の熱風の流れが乱されるようなことがなく、薄いエアーバリアの層を安定的につくることができて、乾燥塔内壁面への被乾燥スラリーの未乾燥粉末あるいは乾燥粉末の付着を効果的に抑制することができる。その結果、乾燥粉末の収率を高めると同時に、乾燥粉末の品質を向上させ、しかも、乾燥対象の組成物を変更する場合に、乾燥塔内壁面にわずかに付着した乾燥粉末があっても、それを容易に除去することができる。
【００１５】
また、上記配管１１には、その内部の供給路１３の内面を洗浄するための洗浄液噴出ノズル２０を設け、その噴出ノズル２０を洗浄液供給源に接続すると共に、配管１１の下部に洗浄液排出管２１を接続している。配管１１の内部やエアー送給孔１８及び気流ガイド１９の内面は、送給するエアーによって常に自己洗浄されているが、エアー供給の停止時等に、乾燥粉末が供給路１３に向けて逆流する可能性もあり、そのため、上記洗浄液噴出ノズル２０及び洗浄液排出管２１を設けておくと、乾燥対象の組成物を変更する場合の配管１１内の洗浄が非常に容易になる。
【００１６】
上記エアーバリア形成装置１０を形成する配管１１及びプレート１２は、乾燥塔１の母線方向に沿って、その内壁面に可及的に密に設け、そのプレート１２に設けた多数のエアー送給孔１８からの気流により形成されるエアーバリアを乾燥室２の内壁面において均一化するのが、乾燥塔１内の全面的な乾燥粉末付着の防止のために有効であるが、被乾燥スラリーの未乾燥粉末や乾燥粉末の付着し易い部分に重点的にエアーバリアを形成するように、上記配管１１及びプレート１２を配設することもできる。
【００１７】
これらの場合において、上記プレート１２の列は単列でもよいが、乾燥塔１内の円周方向における各部でのエアーバリアを均一化するため、複数状のエアーバリア形成装置１０を乾燥塔１に等分配置することができ、例えば、１２０°置きに３条の配管１１及びプレート１２の列を、あるいは９０°置きにそれらの列を配設することもできる。
また、ここでは、各配管１１に対応させて一つのプレート１２を取付けるようにした場合について説明したが、それぞれの配管に複数のプレート１２を取付けるようにしてもよい。
【００１８】
上記エアー送給孔１８及び気流ガイド１９は、エアー送給孔１８からの気流を乾燥室２の内壁面に沿う水平方向に対して若干下向きに傾斜させるようにして設け、それによって、エアーバリアを形成する気流の向きを乾燥室２内における熱風の旋回流の方向に近づけ、該エアーバリアを斜め下向きの気流により形成させると、熱風の旋回流を乱すことなく、しかも、乾燥塔内に乾燥粉末を滞留させることなく効率的に乾燥粉末を取出口８に送って捕集することができる。このエアー送給孔１８及び気流ガイド１９による気流の傾斜角度は、一般的に０〜４５°程度が望ましい。
【００１９】
なお、上記エアーバリアを形成するための送給孔１８からの気流は、その全体を下向きに傾斜させることもできるが、部分的に傾斜させてもよい。
また、エアー送給孔１８及び気流ガイド１９の向きや大きさを異にする複数のプレート１２を準備し、それらを交換することにより、エアーバリアの方向、エアーバリアの厚さ等を調整することもできる。
【００２０】
上記エアーバリアの形成のために多数のエアー送給孔１８から送給するエアーの総量は、乾燥室２内に旋回流を形成する熱風の量に対して５〜４０％程度が、その旋回流を安定化させると同時に有効なエアーバリアを形成するために望ましい。このエアーバリアは、各供給路１３への送気管１６にそれぞれ制御バルブを設けて、それらの制御バルブにより圧力や流量を全体的あるいは部分的に制御可能とすることにより、エアーバリアの厚さや速度を全体的あるいは部分的に制御することができ、壁面に付着し易い被乾燥スラリー等、乾燥対象の組成物に対応させることもできる。
【００２１】
また、上記エアーバリアを形成するエアーの温度は、加熱装置により全体的あるいは部分的に制御することができ、同様に送気管１６等に除湿装置を設けてそのエアーの湿度も制御することができる。これらの制御により、エアーバリアの効果が高められ、被乾燥スラリーの未乾燥粉末や乾燥粉末の乾燥塔内壁面への付着を効果的に防止することができる。
なお、上記エアーの加熱温度は、乾燥室２内において旋回流を形成する熱風の温度よりも高くすることもできるが、全体的または部分的に該熱風よりも低い温度として乾燥粉末の付着を効果的に防止し、あるいは熱による乾燥粉末の変質を防止することができる。特に、熱に不安定な物質の乾燥においては、エアーバリアとして冷風を吹き込み、これによって乾燥室壁を冷却することが、良質な乾燥製品を得るために有効である。
【００２２】
【実施例】
本発明に係る装置の壁面付着防止効果を確認するため、壁面に付着し易い下記の溶液を使用して実験を行った。
溶液１Ａ  ：  乳糖とポリエチレングリコールの混合液（混合比１９：１）
溶液２Ａ  ：  乳糖とポリエチレングリコールの混合液（混合比１７：３）
溶液１Ｂ  ：  小柴胡湯漢方濃縮液
【００２３】
実験装置は、図１によって先に説明したエアーバリア形成装置を組み込んだ旋回流型噴霧乾燥装置（本発明装置という。）、乾燥塔の内壁面にノズルによりエアーを吹きつけて落とす既知の壁面付着防止装置を組み込んだ旋回流型噴霧乾燥装置（既存装置１という。）、及び付着防止装置のない乾燥塔からなる旋回流型噴霧乾燥装置（既存装置２という。）を用い、上記の溶液を６０ｋｇ／ｈで噴霧乾燥した。
噴霧乾燥用熱風の入口温度は１６０℃、排風温度は９０℃とした。エアーバリアの形成に用いたエアー流量を噴霧乾燥用熱風の１０〜４０％の範囲で設定し、またエアーバリアの角度を０〜３０°の範囲で設定し、各条件で３時間運転した場合の粉末回収率を以下に示す。
【００２４】
実施例１
装置  ：  本発明装置
溶液  ：  溶液１Ａ
エアーバリアのエアー流量の割合  ：  １０％
エアーバリアの角度              ：  １５°
粉末回収率  ：  ９６％
【００２５】
比較例１−１
装置  ：  既存装置１
溶液  ：  溶液１Ａ
粉末回収率  ：  ８１％
比較例１−２
装置  ：  既存装置２
溶液  ：  溶液１Ａ
粉末回収率  ：  ２５％
【００２６】
実施例２
装置  ：  本発明装置
溶液  ：  溶液２Ａ
エアーバリアのエアー流量の割合  ：  １５％
エアーバリアの角度              ：  ３０°
粉末回収率  ：  ６８％
【００２７】
比較例２−１
装置  ：  既存装置１
溶液  ：  溶液２Ａ
粉末回収率  ：  ４４％
比較例２−２
装置  ：  既存装置２
溶液  ：  溶液２Ａ
粉末回収率  ：  １０％
【００２８】
実施例３
装置  ：  本発明装置
溶液  ：  溶液１Ｂ
エアーバリアのエアー流量の割合  ：  １０％
エアーバリアの角度              ：  １５°
粉末回収率  ：  ９９％
【００２９】
比較例３−１
装置  ：  既存装置１
溶液  ：  溶液１Ｂ
粉末回収率  ：  ９１％
比較例３−２
装置  ：  既存装置２
溶液  ：  溶液１Ｂ
粉末回収率  ：  ６５％
【００３０】
実施例４
装置  ：  本発明装置
溶液  ：  溶液１Ａ
エアーバリアのエアー流量の割合  ：  ４０％
エアーバリアの角度              ：  １５°
粉末回収率  ：  ８５％
【００３１】
比較例４−１
装置  ：  既存装置１
溶液  ：  溶液１Ａ
粉末回収率  ：  ８１％
比較例４−２
装置  ：  既存装置２
溶液  ：  溶液１Ａ
粉末回収率  ：  ２５％
【００３２】
実施例５
装置  ：  本発明装置
溶液  ：  溶液１Ａ
エアーバリアのエアー流量の割合  ：  １０％
エアーバリアの角度              ：  ０°
粉末回収率  ：  ９１％
【００３３】
比較例５−１
装置  ：  既存装置１
溶液  ：  溶液１Ａ
粉末回収率  ：  ８１％
比較例５−２
装置  ：  既存装置２
溶液  ：  溶液１Ａ
粉末回収率  ：  ２５％
【００３４】
以上の実験によれば、全ての溶液において本発明装置の方が粉末回収率が上回った。また、本発明装置の乾燥塔内壁面には、条件によっては粉末の付着がほとんどなかった。既存装置の乾燥塔内壁面には縞状の付着が多く認められ、エアーを吹きつけるノズル自体の周辺にも多くの付着が見られた。
以上のことから、本発明の噴霧乾燥装置におけるエアーバリア形成装置の有用性が認められた。
【００３５】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の旋回流型噴霧乾燥装置によれば、被乾燥スラリーを噴霧乾燥するための旋回流型噴霧乾燥装置において、乾燥塔内壁面への被乾燥スラリーの未乾燥粉末あるいは乾燥粉末の付着を防止するためのノズルの構成を改善し、それによって、乾燥塔内壁面への上記付着を効果的に抑制し、乾燥粉末の収率を高めると同時に乾燥粉末の品質を向上させ、しかも、乾燥対象の組成物を変更する場合に、乾燥塔内壁面に付着した乾燥粉末があっても、それを容易に除去できるようにした旋回流型噴霧乾燥装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る旋回流型噴霧乾燥装置の全体的な構成を示すブロック図である。
【図２】乾燥室へのエアーの供給路を形成するための配管の構成例を示す斜視図である。
【図３】乾燥塔に対する上記配管及び多孔のプレートの取付け状態を示す断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ位置でのプレートの断面図である。
【符号の説明】
１    乾燥塔
２    乾燥室
１０    エアーバリア形成装置
１１    配管
１２    プレート
１３    供給路
１８    エアー送給孔
１９    気流ガイド
２０    洗浄液噴出ノズル
２１    洗浄液排出管
【図１】
0003850903.tif 000002
【図２】
0003850903.tif 000003
【図３】
0003850903.tif 000004
【図４】
0003850903.tif 000005