新しい構造のフィルタードライヤ
Dryer

FHTerofNovel

ConslyLIC†ion(化)技術部 設計第2課
平井. .Hitoshi

liiraitO the speciality
areindustries
The
trend of pharmaceuticalgolng
products
and fine chemical
It has cometo require
highvalue;
diversified
kinds
added
amountof small
production
andoffacilities provided
availabilities･specific filtration and drying
withmulti‑purpose
Our new
weredeveloped
for the sakeof fitting for thesestandard
modelsof Filte.r Dryer
It canbe provided
processthat is, eachof filtration, washingandneeds.
goodperformancein a single. closed
dryingcanbe performed
vessel･ Andalso itof filter cakeautomaticallyis speciallydesignedfor theseverer(Good Manufacturing
suitable
specificationsof GMf,Practice) and lo∇ temperatureapplications.

まがえI.Llydraulicき

医薬品,医薬中間体,ファイ･ツケミカ/I,分野では,高付

cylindel'.Redし1Cer
Val･iatol･加価値化,少量多品種化が指向され,生産設備のマルチパ
Motorーパス化も検討されている｡
ヌッチェ塑炉過器に展延,混合,排出の機能を.持たせた多機能型炉過乾燥機(フイ)I,クードライヤ)ち,このようSc;ll ullit￣￣￣｢＼‑‑‑七

な背景のもとに上市以来ユーザ各位に好評を得て,納入実績も増加している｡こ■の実績を踏まえ,このたび設備全体をコンパクTlにまとめた新しい標準機種を構築したので,Dコ:

ここに紹介するo併せて最近のフイ)I,メ‑ドライヤの適用例を紹介する｡

1.新標準の概要
第1図及び第1表vL8機種のフイ/I,メードライヤの全体図と標準仕様を示す｡全高を低く

1)isclla

コンパクトにするために,伝動装置部の高さを低くすることを意図した新しい標準であるo次に簡単に構造を説明する｡㍗/F

ヱ旦!三旦A

第1図
Fig.

第1表

フィルタ‑ドライヤ全体図
1Crosssectionof FilterDryer

フィルタードライヤ標準仕様･寸法表
1TableSpecifications

anddimensionsof Filter Dryer

トFD‑3l FD‑6Filtration

area.

･

IpFD‑10I FD‑15i FD‑20l FD‑30l FD‑40

1.5

2.0

3.04.01 FD‑50mB

0. 25

0.6600

900

1 200

1 450

1650

20002300

2600

4 020

40204 220･4 325

4 585

ユ‥0

Vesseldiameter

Dmm

Total

height

Hmm

2940

3090

3:300

Vesselheight

Lmm

1100

1 200

1 250

1650

1 750

1 850

1 950

Total

volume

Lt

240

590

910

2790

4 330

6 060

8170

Cake

volume

Lt

60

180

330

550

1100

1 450

1.5

2.2

5.5

7.510′‑6010/‑6010′‑′6010′‑ノ60

7. 5′‑45300

350

350

4200

5500

kWMot?r
Revol ution
Shaft

strok(!一smm

250
1 500

Vol. 87No.

8 (1998/12)

1 80.0

神鋼パンテツク技報ll
7. 5‑455′‑′305′‑30400

400

400

6000

8qOO

i′‑l言･:/Hydraulic㍗.■cylind占r
Filtercloth/‑Wormgear
redtlCerLl

〜

第4囲
Fig.
Sealtlllit

炉布セット図
4Settir)g of filter cloth

Mesh

第2国
Fig.

2

Schematic./二塁竺Anchorboltl

I

伝動装置図
figureof drive＼■■1

Jlllunit

Perforatedplate

第5困
Fig.

苦戸布止め
5ArlChorbolt for filter cloth2)軸封
缶内の気密性,コンクミ防止を重視する場合は,軸上下方向をベローズでシ‑/レし,.回転方向には通常のメカ‑カ)I,シールまたはドライタイプメカニカ)t'シー)I,を使用するが,ベロ‑ズとドライシ∵ルの組合せを標準としている.
3)撹拝賀
第3国に示すように,展延,]蚤取,混合,排出の多機能に適した撹押葉を標準とする｡回転方向は,正道反転可能
であるo必要R:応じて特殊形状の撹拝賀も対応出来るo4)炉板構造
第4図紅示すように,炉布,メッシュ,多孔板を組合せ
第3図
Fig.

た構造を標準組合せとする｡
炉布は,ポl)プロピt/ン,ポリエステル,ナイロン等の撹梓羽根
3lmpeller

合繊材料を棟準とするが,他VL金属金網,焼結金網,焼結金属板等を使用することもできる｡炉布の下部のメッシュ.)伝動装置部
第2国に示すように,無段変速機を水平方向に取り付は,炉布と多孔板との間忙空隙部を形成させるために設置され,このメッS/ユの設置により炉布の炉過面積が確保さト,ウォ‑ム減速機を介して回転方向を鉛直方向に変えるれる｡

この減速機の軸は,ホロージャフ†と二同時忙減速するoとっており,減速機上部に取り付けた油圧s/1)ンダによっ:,缶内撹拝巽は上下する｡

真空乾燥時に,炉布の浮き上がりを防止するために,第5図に示すような炉布と多孔板と直接接合する炉布止めを設ける構造を取っている｡

神鋼パンテツク技報Vol. 87

No.

8 (1998/12)

軒､､/

Bellows
Impeller

第6囲
Fig.

粉体排出弁
6Powderdischarge

valve

第7図
Fig･

2.

PTFE製ベローズと翼取付部
7PTFE

bellows

andmounting

toimpeller

theGMP対応のフィルタードライヤ
医薬品は厳しい品質管理の下に製造されているが,この医薬品を製造する設備にも特有の機能が備わっている必要がある｡それらを挙げてみると,次のようになる｡①設備内は, 121oC,1.4kg/cm2Gのスチ‑ム戟菌に冊える構造であること｡④雑菌が設備内で繁殖オる隙間などが魔力ない構造とすること｡④設備内Kt̲液が滞留することなく,完全に排出出来ること｡④設備は,分解して清掃しやすい構造であること｡㊥設備外面は,ステン1/ススチールの磨き板を使用し,やむを得ず炭素鋼を用いるときは,ステンレスの磨き板でカバ‑すること｡(彰設備外面を水洗した場合に水の滞留がなく,完全に水切れすること｡
写真1
Photo.

GNP仕構のフィルタードライヤ
I

Filter Dryer(GoodこのようなGMP

for GMP

ManufacturingPractice)莱

応のフィルタードライヤを設計製作した(写真1)o

ここでは,設計の重要なボイン†の一つであるベローズについて紹介する｡
1)ベローズの開発
5)排出弁
第6国FL示すような側面排出のプラグバ)I,ブを標準とすフイ)I,メードライヤ内の気密性が確実に保証されるた故には,撹搾巽の回転wL̲対してはメカニカルシー)i,を適度し,撹押葉の昇降にはベローズを適用するのがよい｡

るo バルブケ‑シソグにノ､ンドホ‑ルを設け,洗浄が容易な構造としている｡

A6)油圧ユニッ十撹拝巽の昇降,下蓋の昇降及び粉体排出弁は油圧s/0‑90oCの範囲において,従来ベロ‑ズは,材質PF(四フッ化エチレンーパーフロロア)I,キルビニ)I,エーテダにより作動する構造となっている｡これらの油圧シl)ン
ダへの圧力供給は1台の油圧ユニットで行い,防爆仕様を121oCの生プ
ル共重合樹脂)の成型品を適用してきたが,チームによる殺菌工程に耐える耐熱,耐圧のベローズがJJ2要となった｡ 7イ)I,メードライヤ内でほ,腐食性の薬品,標準とする｡

多種の溶媒を取り扱うため,これらに対し最も安全な材歩7)現場制御盤,操作回路盤
撹拝巽の回転,昇降,下蓋の昇降及び排出弁の開閉は機であるPTFE

1)ン

側の防爆形現場制御盤で運転する｡操作回路盤は非防爆エl)ヤに設置する｡手動振作を標準とするが全自動運転にも対応することが出来る｡
Vol. 87No.

3(1998/12)(四フッ化エチレン樹月旨)を使用することにした｡髭拝羽根(金属)とベローズ(PTFE)の接合部に雑菌の繁殖する隙間のない構造を考案した(特許出願中).
第7図にPTFE製ベローズと撹拝賀との接合部の構遥を示す｡

神鋼パンテツク技報1;

Min214‑Max380

写真
第8図
Fig.

写真8Bellows

3

外圧テスト

Photo.

伸縮テスト

4

写真
PI10tO.

4

test

Expansion

写真Internal

伸縮量:166mm(MaxExpansion

写真

6PI10tO.

&

耐熱テスト
6Temperature
durability

test

compression

test

結果:山,谷部の膨らみ,変形等の異常ほ認められなかった｡(参伸縮繰り返しテスト後の内圧テスT･伸縮繰り返しテストに使用した資料を用いて①と同じテストをした｡

380nm/‑Min214mm)

結果:山,谷部の膨らみ,変形等の異常は認められなかった｡(∋内圧テスTl
最大面間380mmにセッTlし,電気炉にて110oCで2⑨伸縮繰り返しテスト後の外圧テスト

時間加熱後,窒素ガスにて内圧1.Okg/cm2GvL30分間加圧した.このテスTlは,フィルタードライヤ内が真空の状態に対応するo

伸縮繰り返しテス†に使用した資料を用いて@と同じテストをしたo

結果:山,谷部の膨らみ,変形等の異常は認められな

結果:山,谷部の膨らみ,変形等の異常は認められな

かった｡

かった｡

(宙耐圧破裂テスト(上記(ら/‑(申テスト終了品)
最大面闇の380mmにセッTlし,窒素ガスにて内圧1.0(彰外圧テスト外圧テスト用治具に最大面間の380mmにセットし,kg/cm2Gに加圧し,電気炉で120oC,電気炉で121oC,3時間加熱後,窒素ガス中こて外圧1.4kg/cm2Gに30分間加圧したo
このテストは,フ後, 30分毎vLIOoCずつ温度を上げ,ィルタードライヤ内が1.4kg/cm2Gの状態ケこ対応す

1時間加熱
200oCまMaxで各温度での山,谷部の膨らみ,変形状態を確認した｡
結果: 120′‑130 oC
異常を認めず
140/‑150C
2‑3mm蛇行oる｡

結果:山,谷部の膨らみ,変形等の異常は認められな

160/‑180
180/‑200かった｡④伸縮繰り返しテスト
380mm‑
10000回

このテストの繰り返■しサイクルテストを実施したoは,フイ)1'クードライヤの使用方法として10回伸縮/1100バッチ/1年として,ooC

5‑6mm蛇行C6′‑10 mm蛇行200oCまでのテスTlを実施した結果,蛇行によMaxベロ‑ズを伸縮テスTl機にセッ1‑し,Min214mmに.リミットスイッチを調整し,バッチ,test

pressure

応する｡

質:PTFE
4BxlO山×294mm

5testcompression

しTlを実施し,耐熱,耐圧,耐久性を確認した｡第8図に∈験むこ使用したベローズを示すo
サイズ:

伸縮テスト

5PllOtO.

&)耐熱,耐圧,耐久テスト
PTFE製ベローズを商品化するために,次に述べるテ材

ペロースの内圧テスト
2for testing

3 Externalpressure

2Photo.

テスト用ベローズ形状

10年間の耐久性に対る変形は発生したが,谷部のバック1)ング等vt̲
よる破裂はなかった｡
以上のテスTlの状況を写真2‑6に示す｡この結果121
ocの殺菌仕様,雑菌の繁殖防止対策を考慮したベローズを開発することができ,商用機に適用した｡

神鋼パンテツク技報

Vol. 37No.

3(1998/12)

Wire

1Vil･e 111eSll

Ring lol.Settlllg＼＼･il･ellleSll

mesh

StlppOl̀t｢匝il̲+⊂ごlii･ROF Dryer｢//UpI)er dnull｢Tjltillg drive

7口口Sl〕aCel‑‑￣ー￣￣￣￣￣￣‑‑‑‑‑‑‑i

吐/メBottolll

第9園
Fig.

ColltrOl panel

drum

金網の取付方法
9

Settingof wire

mesh

野口[

3.低温仕様のフィルタ‑ドライヤ
フィルタードライヤ忙供給されるスラl)‑は,通常前工程の晶析反応で生産されることが多い｡前工程の反応晶析が低温で実施される場合,後工程のフィルタ‑ドライヤも低温仕様が必要となる｡

第10国

ハイロフドライヤテスト機

Fig.

Hi‑ROF

10DRYER

testfacility

設計温度が‑50oCのフイ)I,メードライヤにおける設計上のポイントは次の通りであった｡

線①‑50oCで使用できる材料として,可能な限りステン径:￠0.025

結果を次忙まとめた｡

レス材を使用した｡従って,ベローズ,炉材もステン

スペーサ厚み炉材の伸びレス製とした｡㊥メカニカルシール部,排出バルブ部など容器に直接取温度繰り返し後の炉材e:
状態

6mm
5mm

0.16.%
o.30 %

表面に鍛がよっていたo

り付けられた構造物は,氷結防止のためドライ窒素が3mm

o.70%'少し弓反りが緩かった｡
適正な張りであった｡

Omm

1.50%

適正な張りであったが,パージできる構造とした｡㊥固定用パッキン,0リングはPTFE製とし,バルブs/‑)t'面,軸封部の事由s/‑/1,部などは,弾性のあるPTFE系0リングを使用した｡

初期テンションに力が要る｡

ここでは,低温用炉材についてテストを含め,紹介するQ
以上のテストにより,1)ステンレス製金網炉材のテスト
炉材としては,ステンレス製金網を使用した｡
で炉過後フィルタードライヤ内は,表面に敏はなかったが,‑50oC100oCを超える熱溶媒で洗浄されるため,温度差が1回のバッチ処理間で150oC以上もつくことになる｡‑50oCから100oCへの温度繰り返しによる金網の初期テンS/ヨンは,0.5‑1%が最適という結論を得,商用機の設計に反映した｡これらの結果は実用新案出願中である｡
次に,上記炉材を当社技術研究所ノ､イロフドライヤテメ

炉材金網がこの温度差内で弛み,変形などが生じないかト機(第10園)にセッ†し,炭酸カルS/ウム水溶液を用ぃが問題であり,温度繰り返しテストを実施した｡
第9囲に示すような大気開放の容器に,ステンレス製金て辞退及び湿潤ケーキの排出テス†を実施した.炉材と抜群巽のクリアランスを5mmまで接近させ,湿潤ケーキ仁網を取り付けた｡金網は炉材押エ1)ングであらかじめセッ撹拝翼による勇断力が炉材に与える影響を観察した｡結男

トした状態で,下蓋にセッTlする｡下蓋にセットする前に金網が弛まないようⅤ字薄紅挟み込み,少しのテンS/ヨン

は,炉材金網の変形,破れもなく正常であったoを与えているo
これを下蓋にセットし,スペ‑サの厚みを変化させて,金網のテシションを調整した｡に meShの大きい金網を挿入することが,炉フ材面積を蕪効に生かせることが確認できた｡

容器内R:は,エチ/レアルコ‑/レを注入し,その後,粉砕したドライアイスを投入して低温状態(約‑50oC)を作

辞退達磨

に関しては,あらかじめ予想した通り炉材と多孔板との田む

すぴフィルタードライヤは,炉過,洗浄,乾燥が一台の設備で処理できる多機能型機器であり,医薬,農薬を中}bとし0.7kg/cm2Gのスった｡また,アルコールを排出した後,チ‑ムを金網表面に吹きかけ高温状態(約100oC)を作ったファインケミカ/レの生産設備として,今後の発展を期賀た｡

している｡

使用した炉材は,次の通りである｡
材

質:SロS316

コンパクトな新標準フイ)t'グードライヤを準備すること
および高度なユーザニーズに応えること,この二点を重萌

日開き: 500mesb

してユーザ各位の製品品質向上,生産性の向上に役立ちた

織り

いと考えている｡

Vol. 87 No.

:綾織り
8 (1993/12)

神鋼パンテツク技報

1E