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JP4309556B2 - 粉粒体処理装置及びその洗浄方法 - Google Patents

粉粒体処理装置及びその洗浄方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体処理装置の洗浄技術に関し、特に、粉粒体転動用のディスクロータを備えた転動流動層装置の自動洗浄技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば医薬品や食品の製造に用いられる粉粒体処理装置では、異物混入や他製品とのコンタミネーション等を防止するために、処理容器や配管系などの洗浄を綿密に行うことが求められる。この洗浄作業は、以前は人手による分解洗浄が主流であったが、作業時間が非常に多くかかり効率的でないことから、現在では装置を分解することなく、所定のプログラムに従って洗浄液を装置内部に供給して洗浄を行う自動洗浄が主流になっている。例えば、流動層装置では、処理容器の内部に洗浄用ノズルを配設し、洗浄時に、この洗浄用ノズルから高圧の洗浄液を噴射して処理容器内を洗浄するのが一般的である。一方、転動流動層装置の場合は、流動層装置と比較して、ディスクロータ及びその周辺部、ディスクロータの回転駆動部など、複雑な形状・構造をもった構成部分が存在するため、洗浄用ノズルからの噴射液圧だけでは十分な洗浄が困難であるか、あるいは、多数の洗浄用ノズルを配設する必要が生じて装置構造の複雑化を招くという問題がある。そのため、転動流動層装置においては、いわゆる溜め洗いと呼ばれる洗浄方法が採られることがある(例えば特開平11−47704号等)。この洗浄方法は、一般に、処理容器の処理室と、ディスクロータの下面側に設けられた給気室とに洗浄液を充填すると共に、ディスクロータを洗浄液中で回転させて洗浄を行うものである。ディスクロータの回転に伴い、充填された洗浄液に攪拌流が生じ、これが処理室の内壁面等の表面と接触することにより、洗浄がなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の溜め洗い洗浄では、処理室の内部は比較的良好に洗浄できるものの、給気室の内部や、処理室と給気室との間に配設される気体分散板等の洗浄が不十分になる場合があった。
【0004】
そこで、本発明は、転動流動層装置において、処理室のみならず、給気室の内部や気体分散板等も十分に洗浄できる構成を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、処理室と給気室とを仕切る気体分散板とを備え、処理室に供給された粉粒体を、ディスクロータにより転動させると共に、給気室から気体分散板を介して処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置の洗浄方法において、ディスクロータの回転駆動軸に、給気室内に位置する攪拌翼を設け、処理室と給気室とを外部の流体循環路を介して連通させ、処理室と給気室に洗浄液を充填し、その状態でディスクロータ及び攪拌翼を回転させることにより、処理室及び給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、ディスクロータの回転により生じる処理室内の洗浄液と給気室内の洗浄液との間圧力差と、攪拌翼の回転により生じる給気室内の洗浄液の上昇流とを利用して、洗浄液を処理室から流体循環路、給気室、気体分散板、処理室の順に循環させて洗浄を行う洗浄方法を提供する。
【0007】
また、清浄な洗浄液を追加供給すると共に、その追加供給に見合う量の洗浄液を排出する構成とすることができる。
【0008】
さらに、洗浄液による洗浄の後、洗浄液に代えて仕上げ用洗浄水を用いてすすぎ洗いを行うことができる。
【0009】
また、本発明は、粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、処理室と給気室とを仕切る気体分散板とを備え、処理室に供給された粉粒体を、ディスクロータにより転動させると共に、給気室から気体分散板を介して処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置において、ディスクロータの回転駆動軸に、給気室内に位置する攪拌翼設けられていると共に、処理容器と、給気室又はこれに連通する給気ダクトとに、外部の流体循環路を接続するための接続部を有し、処理室と給気室とを流体循環路を介して連通させ、処理室と給気室に洗浄液を充填し、その状態でディスクロータ及び攪拌翼を回転させることにより、処理室及び給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、ディスクロータの回転により生じる処理室内の洗浄液と給気室内の洗浄液との間の圧力差と、攪拌翼の回転により生じる給気室内の洗浄液の上昇流とを利用して洗浄液を処理室から流体循環路、給気室、気体分散板、処理室の順に循環させて洗浄を行う粉粒体処理装置を提供する。
【0012】
【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。
【0013】
図1は、この実施形態の転動流動装置(転動流動造粒コーティング装置)の全体構成を概念的に示している。
【0014】
処理容器1の処理室1aの上方にバグフィルター2が設置され(ツインシェイキングフィルターシステムが例示されている。)、処理室1aの底部にディスクロータ3が回転自在に配設されている。ディスクロータ3の上面には、円錐形のコーン部3aと複数のブレード(凸状羽根)3bが設けられる(図2参照)。流動化気体は、図示されていない流動化気体供給部から所定の温度・風量等で供給され、給気ダクト4からディスクロータ3の下方の給気室5に導かれた後、ディスクロータ3の外周部と処理室1aの側壁面との間の環状隙間S(図2参照)から処理室1a内に導入される。ディスクロータ3上の粉粒体は、コーン部3aとブレード3bによる転動圧密作用を強く受け、外周部に転動してきた時に流動化気体に乗って処理室1aの中央上部に吹き上げられ、コーン部3aの円錐テーパ面に沿って流動循環する。また、処理室1aには、スプレー液をミスト状にしてスプレーするためのスプレーノズル6、7が設置される。これらスプレーノズル6、7には、図示されていないスプレー液供給部からスプレー液が所定の流量・液温等で供給され、また、スプレーエアー供給部からスプレーエアーが所定の圧力・風量等で供給される。スプレーノズル6は、処理室1aの上方部に設置され、処理室1a内で流動状態にある粉粒体に向けてスプレー液を上方からスプレーする(トップスプレー)。スプレーノズル7は、処理室1aの下方部に設置され、処理室1a内で流動状態にある粉粒体に向けてスプレー液を接線方向からスプレーする(タンジェンシャルスプレー)。スプレーノズル6又は7からスプレーされるスプレー液ミストによって、処理容器1a内の粉粒体が湿潤を受けて凝集し、あるいは、粒子表面にスプレー液ミストの基剤成分が付着して被覆層が形成される。尚、スプレーノズル6によるトップスプレーと、スプレーノズル7によるタンジェンシャルスプレーは、必要に応じて択一的に使い分ける。
【0015】
図2は、ディスクロータ3の周辺部、及びその下方部分の詳細構成を示している。処理室1aの底部にディスクロータ3が回転自在に配設され、その下面側に給気室5が設けられる。給気室5には、給気ダクト4を介して流動化気体が供給される。処理室1aと給気室5との間は気体分散板8によって仕切られており、この実施形態では、気体分散板8として金網を用いている。この金網の網目は、処理室1a内の粉粒体が下方に落下しない程度の大きさである。尚、金網に代えて多孔板(パンチングメタル)等を用いても良い。
【0016】
ディスクロータ3は、上面にコーン部3aと複数のブレード3bとを備え、下面に複数のフィン(凸状羽根)3cを備えている。また、ディスクロータ3の外周と処理室1aの側壁面との間には、環状隙間Sが設けられている。給気室5に供給された流動化気体は気体分散板8によって分散された後、環状隙間Sを通って処理室1a内に導入される。
【0017】
ディスクロータ3は回転駆動軸9の上端部に連結され、その回転駆動軸9は気体分散板8及び給気室5を貫通して下方に延びている。回転駆動軸9の中央部分はハウジング10に軸受11、12で回転自在に支持され、そのハウジング10は給気室5の下端壁に固定される。ハウジング10の内部は、上下端部に装着されたシール部材13、14、さらには上端部のエアーシール部15に供給される圧縮エアーによってシールされる。また、回転駆動軸9の下端部には、例えばプーリ16が連結される。さらに、この実施形態では、回転駆動軸9に攪拌翼17を設けている。攪拌翼17は給気室5内の上方部に位置し、同図に示す例では、気体分散板8の下面と若干の隙間を介して対向している。図3に示すように、この実施形態において、攪拌翼17は180度対向位置に配列された2つの翼部17aを有し、各翼部17aはそれぞれ角度θの傾斜をもっている。この攪拌翼17は、回転駆動軸9にキー結合され、止めねじ等で固定される。尚、攪拌翼17の構造、回転駆動軸9に対する結合構造は図3に例示するものに限定されない。例えば、攪拌翼17の翼部17aは、1つ又は3つ以上設けても良い。また、攪拌翼17は回転駆動軸9に溶接等の適宜の手段で固着しても良いし、回転駆動軸9と一体形成しても良い。さらに、その他の種々の改変が可能である。回転駆動軸9には、図示されていない回転駆動源(電動モータ等)からベルト及びプーリ16を介して回転動力が入力され、これにより、回転駆動軸9、攪拌翼17、及びディスクロータ3が一体に回転する。
【0018】
図4〜図7は、上記の転動流動装置を洗浄液Wにより洗浄する際の状態を模式的に示している。尚、処理容器1には、スプレーノズル6(トップスプレーノズル)の接続口6a、スプレーノズル7(タンジェンシャルスプレーノズル)の接続口7a、及び製品排出口20が設けられている。
【0019】
図4に示す洗浄方法では、処理容器1の接続口7a(タンジェンシャルスプレーノズル7の接続口)と、給気ダクト4に設けた接続口4aに流体循環路21を接続して、処理室1aと給気室5とを外部の流体循環路21を介して連通させている。流体循環路21は、例えば配管ホース等の配管部材である。給気ダクト4の接続口4aよりも上流側、及び製品排出口20は水密に閉じている。この状態で、処理室1aと給気室5に洗浄液Wを充填する。洗浄液Wの充填水位は接続口7aよりも上方である。接続口6aを閉じて、その上方まで洗浄液Wを充填しても良い。洗浄液Wを充填した後、回転駆動軸9を回転駆動し、ディスクロータ3及び攪拌翼17を洗浄液W中で回転させる。これにより、処理室1a及び給気室5内の洗浄液Wが攪拌される。
【0020】
すなわち、ディスクロータ3が回転することにより、処理室1a内の洗浄液Wに回転方向の流れ(回転流)と、コーン部3aの円錐テーパ面に沿って循環する渦流とが生じる。また、フィン3cの存在により、ディスクロータ3と気体分散板8との間の洗浄液Wに回転流が生じ、遠心力が加わり、この結果、洗浄液Wがディスクロータ3の下面側から環状隙間Sを通り、処理室1aの内側面に沿って上昇する上昇流も生じる。そして、これらの洗浄液Wの流れによって、処理室1aの内壁面、ディスクロータ3の表面、環状隙間S、気体分散板8が効果的に洗浄される。
【0021】
また、上記のような洗浄液Wの流れに起因して、処理室1aの内側壁付近における洗浄液Wの圧力が高められ、給気室5内の洗浄液Wとの間に圧力差が生じる。この圧力差により、処理室1a内の洗浄液Wが流体循環路21を通って給気ダクト4内に流入して、処理室1a→流体循環路21→給気室5→気体分散板8→処理室1aという経路で循環する循環流が生じる。そして、この洗浄液Wの循環流によって、上記部位の洗浄効果が高められると共に、給気室5内の洗浄も促進される。特に、循環流が気体分散板8を通過する際に、従来の溜め洗い洗浄では汚れが落ち難かった気体分散板8の下面や網目も十分に洗浄される。
【0022】
さらに、この実施形態では、給気室5内の洗浄液Wを攪拌翼17で攪拌する構成としているので、従来の溜め洗い洗浄では洗浄が困難であった給気室5の内部も十分に洗浄することが可能である。すなわち、攪拌翼17の回転により、給気室5内の洗浄液Wに回転流と、給気室5内を上昇する上昇流が生じる。そして、これらの洗浄液Wの流れによって、給気室5の内壁面、攪拌翼17の表面、回転駆動軸9やその回転支持部等が十分に洗浄される。さらに、気体分散板8の洗浄効果もより一層高められる。尚、エアーシール部15から排出される圧縮エアーの気泡も洗浄効果の向上に有効である。さらに、給気室5の内部に振動発生装置、例えば超音波発振機を配設し、洗浄液Wに超音波振動を与えることにより、洗浄効果の一層の向上を図ることもできる。
【0023】
図5に示す洗浄方法では、処理容器1の接続口6a(トップスプレーノズル6の接続口)と、給気ダクト4に設けた接続口4aに流体循環路21を接続して、処理室1aと給気室5とを外部の流体循環路21を介して連通させている。給気ダクト4の接続口4aよりも上流側、製品排出口20、及び接続口7aは水密に閉じている。洗浄液Wの充填水位は接続口6aよりも上方である。図4に示す洗浄方法と同様の作用効果が得られる。
【0024】
図6に示す洗浄方法では、処理容器1の製品排出口20と、給気ダクト4に設けた接続口4bに流体循環路21を接続して、処理室1aと給気室5とを外部の流体循環路21を介して連通させている。給気ダクト4の接続口4bよりも上流側、及び接続口7aは水密に閉じている。洗浄液Wの充填水位は接続口7aよりも上方である。接続口6aを閉じて、その上方まで洗浄液Wを充填しても良い。図4に示す洗浄方法と同様の作用効果が得られる他、製品排出口20も同時に洗浄できるという利点がある。
【0025】
図7に示す洗浄方法は、図6に示す構成に加え、給気ダクト4の接続口4aに洗浄液タンク30を接続して、洗浄タンク30から洗浄液Wを連続的又は断続的に追加供給するようにしたものである。洗浄タンク30からの追加供給に見合う量の洗浄液Wは、接続口7aからオーバーフローして外部に排出され、あるいは、フィルター等を介して洗浄タンク30に戻される。洗浄によって汚れた洗浄液Wが、洗浄タンク30から追加供給される清浄な洗浄液Wに置換されるので、洗浄液Wの洗浄能力を維持して、洗浄効果を高めることができる。特に、洗浄液Wの汚れの大半が洗浄の初期段階で発生することに鑑み、洗浄液Wの追加供給を洗浄の初期段階で行うことが好ましい。
【0026】
尚、洗浄液Wによる洗浄が完了した後、洗浄液Wに代えて仕上げ用洗浄水を用いて、以上説明した方法と同様にしてすすぎ洗いを行うと良い。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、処理室の内部は勿論、従来方法では困難であった給気室の内部や気体分散板等の洗浄も十分に行うことができ、異物混入や他製品とのコンタミネーションを防止できるので、サニタリ性が向上し、バリデーションの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る転動流動装置の全体構成を概念的に示す図である。
【図2】ディスクロータ3の周辺部、及びその下方部分の詳細構成を示す拡大断面図である。
【図3】攪拌翼の平面図(図a)、正面図(図b)、側面図(図c)である。
【図4】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【図5】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【図6】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【図7】実施形態に係る洗浄方法を概念的に示す図である。
【符号の説明】
1 処理容器
1a 処理室
3 ディスクロータ
4 給気ダクト
5 給気室
9 回転駆動軸
8 気体分散板
17 攪拌翼

Claims (4)

  1. 粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、前記処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、前記ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、前記処理室と前記給気室とを仕切る気体分散板とを備え、前記処理室に供給された粉粒体を、前記ディスクロータにより転動させると共に、前記給気室から前記気体分散板を介して前記処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置の洗浄方法において、
    前記ディスクロータの回転駆動軸に、前記給気室内に位置する攪拌翼を設け、
    前記処理室と前記給気室とを外部の流体循環路を介して連通させ、前記処理室と前記給気室に洗浄液を充填し、その状態で前記ディスクロータ及び前記攪拌翼を回転させることにより、前記処理室及び前記給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、前記ディスクロータの回転により生じる前記処理室内の前記洗浄液と前記給気室内の前記洗浄液との間圧力差と、前記攪拌翼の回転により生じる前記給気室内の前記洗浄液の上昇流とを利用して、前記洗浄液を前記処理室から前記流体循環路、前記給気室、前記気体分散板、前記処理室の順に循環させて洗浄を行うことを特徴とする粉粒体処理装置の洗浄方法。
  2. 清浄な洗浄液を追加供給すると共に、その追加供給に見合う量の前記洗浄液を排出することを特徴とする請求項1記載の粉粒体処理装置の洗浄方法。
  3. 前記洗浄液による洗浄の後、前記洗浄液に代えて仕上げ用洗浄水を用いてすすぎ洗いを行うことを特徴とする請求項1又は2記載の粉粒体処理装置の洗浄方法。
  4. 粉粒体が処理される処理室を有する処理容器と、前記処理室の底部に回転自在に設けられたディスクロータと、前記ディスクロータの下面側に設けられた給気室と、前記処理室と前記給気室とを仕切る気体分散板とを備え、前記処理室に供給された粉粒体を、前記ディスクロータにより転動させると共に、前記給気室から前記気体分散板を介して前記処理室内に供給される気体により流動させながら処理する粉粒体処理装置において、
    前記ディスクロータの回転駆動軸に、前記給気室内に位置する攪拌翼設けられていると共に、前記処理容器と、前記給気室又はこれに連通する給気ダクトとに、外部の流体循環路を接続するための接続部を有し、
    前記処理室と前記給気室とを前記流体循環路を介して連通させ、前記処理室と前記給気室に洗浄液を充填し、その状態で前記ディスクロータ及び前記攪拌翼を回転させることにより、前記処理室及び前記給気室内の洗浄液を攪拌すると共に、前記ディスクロータの回転により生じる前記処理室内の前記洗浄液と前記給気室内の前記洗浄液との間の圧力差と、前記攪拌翼の回転により生じる前記給気室内の前記洗浄液の上昇流とを利用して、前記洗浄液を前記処理室から前記流体循環路、前記給気室、前記気体分散板、前記処理室の順に循環させて洗浄を行うことを特徴とする粉粒体処理装置。
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