濾過乾燥機と、その濾過乾燥機を用いた濾過乾燥方法
【課題】 たとえば薬理活性の高い薬品や毒性の高い物質、食品、化成品、電子材料等の粉粒体を含んだスラリー液状の被処理物を濾過乾燥するための濾過乾燥機と、その濾過乾燥機を用いて、濾過、リンス、乾燥、排出等の工程により被処理物の濾過乾燥を行う濾過乾燥方法に関し、乾燥時間を短縮することができ、粉体等の被処理物を排出するための大型の付帯設備や複雑な機構が不要となり、その排出工程も非常に容易且つ円滑に行なうことのできる濾過乾燥機を提供することを課題とする。
【解決手段】 被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット３が回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドして前記バスケット３の排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられていることを特徴とする。
【解決手段】 被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット３が回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドして前記バスケット３の排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば薬理活性の高い薬品や毒性の高い物質、食品、化成品、電子材料等の粉粒体を含んだスラリー液状の被処理物を濾過乾燥するための濾過乾燥機と、その濾過乾燥機を用いて、濾過、リンス、乾燥、排出等の工程により被処理物の濾過乾燥を行う濾過乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の濾過乾燥機として、たとえば下記特許文献１に示すような特許出願がなされている。これらの特許文献１に記載された濾過乾燥機は、被処理物を収容して濾過乾燥しうるバスケットを回転自在に設け、そのバスケットの内壁面で被収容物を濾過するものである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３１３２８６号公報
【０００４】
しかし、特許文献１の濾過乾燥機は、乾燥後の粉体（結晶）を吸引管によって吸引することによってバスケットの外部へ排出する構成とされており、別途吸引用の設備が必要となっていた。また、その吸引管での吸引によって結晶を回収する結晶回収工程（排出工程）においては、バスケットの中心軸線を水平方向に対して一定の角度傾斜させ、バスケットの底部を斜め下方に向けた状態で結晶回収工程を行なう工程とされていた。このため、バスケットを回転させる他に傾斜させる機構も必要となり、機構も複雑となっていた。
【０００５】
このように、上記特許文献１の濾過乾燥機においては、粉体等の被処理物を排出するための付帯設備や機構が必要とされ、また被処理物の排出工程も煩雑となっていた。
【０００６】
また上記特許文献１の濾過乾燥機では、乾燥工程における伝熱が、被処理物に対して輻射によってなされるため、伝熱効率が悪く、乾燥に時間がかかるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、乾燥時間を短縮することができ、粉体等の被処理物を排出するための大型の付帯設備や複雑な機構が不要となり、その排出工程も非常に容易且つ円滑に行なうことのできる濾過乾燥機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために、濾過乾燥機と濾過乾燥方法としてなされたもので、濾過乾燥機に係る請求項１記載の発明は、被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット３が回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドして前記バスケット３の排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の濾過乾燥機において、ガイド翼が、バスケット３の内壁面に対して垂直に配置され、且つバスケット周方向断面に対して１０°〜４５°の角度をなして該バスケット３の内壁面に配置されていることを特徴とする。ここでバスケット周方向断面とは、バスケットの回転方向である周方向の断面、すなわちバスケットが回転する際の回転軸と直交する方向のバスケットの断面であり、具体的には図６に示されている断面の方向である。より具体的には、この角度は、バスケット内壁面の展開図である図２の仮想直線１６に対する角度として示される。さらに請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の濾過乾燥機において、複数のガイド翼のすべてが、相互に平行となるようにバスケット３の内壁面に配置されていることを特徴とする。さらに請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３が回転した際に、該バスケット３内の被処理物が、前記バスケット３の内壁面に断続的に配置された複数のガイド翼のうち、少なくともいずれかのガイド翼に接触してガイドされうるように、該複数のガイド翼がバスケット３の内壁面に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するジャケット４が、前記バスケット３の外側に設けられていることを特徴とする。さらに請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３内を加圧することによって被処理物を濾過しうるように構成されていることを特徴とする。さらに請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するバッフル６が、前記バスケット３内に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
さらに濾過乾燥方法に係る請求項８記載の発明は、被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット３が回転可能に設けられ、該バスケット３内の被処理物を乾燥後に排出する被処理物をガイドするための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられた濾過乾燥機で、前記バスケット３内に被処理物を収容して該バスケット３を回転しつつ該バスケット３の内壁面で被処理物を濾過する濾過工程と、該濾過工程の後に前記被処理物を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程の後に、前記バスケット３を回転させて、該バスケット３の内壁面に設けられた前記複数のガイド翼によって、被処理物をガイドしつつ前記バスケット３の内壁面の排出口側に向かって給送することにより該バスケットから排出する排出工程とからなることを特徴とする。
【００１２】
さらに請求項９記載の発明は、請求項８記載の濾過乾燥方法において、乾燥工程において、断続的に設けられたガイド翼で被処理物を混合するとともに、該ガイド翼の両側のエッジ部分で被処理物を解砕することを特徴とする。さらに請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の濾過乾燥方法において、前記濾過工程の後であって、前記乾燥工程の前に、被処理物をリンスするリンス工程を含むことを特徴とする。さらに請求項１１記載の発明は、請求項８乃至１０のいずれかに記載の濾過乾燥方法において、前記バスケットの内壁面で被処理物を濾過する濾過工程において、前記バスケット内に加圧気体を供給し、加圧気体による加圧濾過を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上述のように、被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケットが回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドしてバスケットの排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに設けられているものであるため、被処理物を排出する工程において、バスケットを回転するだけで、バスケット内に被処理物は、内壁面に斜めに設けられたガイド翼にガイドされながら自動的に前方へ給送されることとなり、それによって被処理物の排出を容易且つスムーズに行なうことができる。
【００１４】
特に、被処理物が粉粒体のようなものの場合には、上記のようなガイド翼で自動的に給送されることで、バスケット内に残る粉粒体の量を極力少なくすることができるという効果がある。
【００１５】
しかも、バスケットが回転するという、この種の濾過乾燥機が本来有している機能をそのまま利用して被処理物の排出工程を実施することができるので、従来のように排出工程の実施のために余分な機構や付帯設備等を一切設ける必要がなく、従来の濾過乾燥機に比べて構造を大幅に簡略化することができるという効果がある。
【００１６】
また、複数のガイド翼がバスケットの内壁面に断続的に設けられているので、それぞれのガイド翼の両側にはエッジ部分が形成され、従ってバスケットが回転した際にそのエッジ部分において粉体等の被処理物に対して剪断の作用が生じ、被処理物の剪断、混合が行われる。さらに乾燥工程においていわゆるダマが発生したときであっても、前記エッジ部分で好適に解砕することができ、乾燥時における粉体等の被処理物の混合を好適に行なうことができるとともに、乾燥工程が促進されるという効果がある。
また、ガイド翼を断続的に設けることで、混合時に被処理物がガイド翼から別のガイド翼へ移動・落下する際の衝撃による被処理物の解砕が期待でき、その結果、混合を好適に行い、乾燥工程が促進されるという効果も期待できる。
さらに本発明においては、ガイド翼による被処理物の移動混合とガイド翼両端での剪断混合が起こるため、上記解砕による混合と相まって、被処理物の混合が促進され、乾燥も効率よく行うことができる。
さらに本発明においては、複数のガイド翼がバスケット内壁面に断続的に設けられ、被処理物が少なくともいずれかのガイド翼に接触してガイドされうるように、ガイド翼を配置しているため、バスケットが回転することによって、被処理物移動が促進され、全体混合に大きく寄与し、乾燥工程が促進されるという効果がある。
さらに、複数のガイド翼がバスケット内壁面に断続的に設けられているので、濾過工程においても、断続的に設けられたガイド翼で被処理物のスラリーをバスケットの回転に極力同期させながらバスケット内壁面を移動させることができ、その結果、バスケット内壁面の濾過面積を短時間に有効に利用することができるという効果がある。
【００１７】
またバスケット内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を供給するためのジャケットが、前記バスケットの外側に設けられている場合には、このような伝熱媒体による伝導伝熱で被処理物を乾燥することができ、従来の輻射伝熱により乾燥する濾過乾燥機に比べて乾燥時間を大幅に短縮することができるという効果がある。
【００１８】
さらに、バスケット内の加圧とバスケットを回転することを濾過工程で組み合わせることによって被処理物を濾過しうるように構成した場合には、ケーキ厚さが均一になり、ケーキ内にクラックが発生しないので、結果として濾過性能が向上するという効果がある。
【００１９】
さらに、バスケット内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するバッフルを、前記ジャケットとは別にバスケット内に設けた場合には、伝熱効果が向上して乾燥効率が一層良好となる上に、被処理物の混合が一層良好となる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。
本実施形態の濾過乾燥機は、図１に示すように、ケーシング１内に回転軸２が具備され、該回転軸２に、粉粒体等の被処理物を収容するための略円筒状のバスケット３が回転自在に取り付けられている。そして、バスケット３の内壁面は、焼結金網２３で構成された濾過面とされている。
【００２１】
また、前記バスケット３の外側には、伝導伝熱によりバスケット３内の被処理物を乾燥するための伝熱媒体を供給するためのジャケット４が設けられている。本実施形態では、伝熱媒体として温水が用いられる。さらに、回転軸２に沿って、該回転軸２の内部に被処理物であるスラリー状の液を供給するための液供給部５が形成されている。この液供給部５は、加圧気体を供給する部分でもあり、またリンス液や洗浄液も、この液供給部５からバスケット３内に供給される。
【００２２】
またバスケット３内には、複数の加熱用パイプ（以下「バッフル」という）６が設けられており、このバッフル６にも伝熱媒体が供給されるように構成されている。そして、このバッフル６は、前記バスケット３の根元部側から突出されたような状態になっているとともに、前記ジャケット４とはバスケット３の根元部側の側面部１４を介して連通状態にされている。尚、前記ジャケット４の外側には、外ジャケット２１が設けられており、孔部２２を介して前記ジャケット４と連通状態にされている。この外ジャケット２１は、前記ジャケット４やバッフル６に充填される伝熱媒体を排出する流路となるものである。
【００２３】
さらに、バスケット３の周面には、濾液を排出するためのバスケット排出口７が部分的に設けられている。このバスケット排出口７は、図１には示されていないが、バスケット３の円周面上における等角間隔ごとの複数箇所（たとえば３箇所）に形成されている。
【００２４】
さらに、前記バスケット３の内壁面には、乾燥後の被処理物を排出するための計５条のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが設けられている。これらのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが設けられている位置は、複雑化するため図１には示さず、図２のようなバスケット３の内壁面の展開図、及び図３のような概略側面図で示している。
【００２５】
このガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、図２のようなバスケット内壁面の展開図に示すように、展開図の横軸に平行な仮想直線１６に対して約２０°の角度をなすように斜めに配設されており、すべてのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが相互に平行となるように配設されている。従って、各ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅがともに仮想直線１６に対して約２０°の角度をなすように配設されている。この図２の展開図における仮想直線１６に対する角度は、バスケット３の周方向断面に対する角度となる。
【００２６】
また、図２のバスケット内壁面の展開図においては、横軸に角度が表示されているが、５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうち、ガイド翼１５ａは横軸の約３０°〜９０°の角度の位置に跨がって配置されており、ガイド翼１５ｂ、１５ｃは約１５０°〜２１０°の角度の位置に跨がって配置されており、ガイド翼１５ｄ、１５ｅは約２７０°〜３３０°の角度の位置に跨がって配置されている。尚、この展開図の横軸に表示された角度は、バスケット３の内壁を形成する円周面において最下部の位置（図３における最下部の位置）を０°とした場合、その最下部の位置とのなす角度によって円周面上の位置をあらわしたものであり、円周面上の最上部は１８０°、真横は９０°及び２７０°となる。
【００２７】
このような展開図横軸上の角度の位置に各ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが配置されている結果、図３のように側面側から見た状態では、５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、円周を略３等分するように約６０°の角度をなして配設されている。これら５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうち、ガイド翼１５ｂとガイド翼１５ｃとは側面側から見た状態で重なっているように配設されており、ガイド翼１５ｄとガイド翼１５ｅとは側面側から見た状態で重なっているように配設されている。
【００２８】
また、図２の展開図の縦軸の位置を参照すると、ガイド翼１５ｂとガイド翼１５ｄとに重なり部分があり、ガイド翼１５ｄとガイド翼１５ａとに重なり部分があり、ガイド翼１５ａとガイド翼１５ｃとに重なり部分があり、さらにガイド翼１５ｃとガイド翼１５ｅとに重なり部分がある。従って、縦軸の位置においてすべてのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうちの２つのガイド翼が相互に重なり部分を有していることとなる。この結果、バスケット３が回転したときには、被処理物である粉体等は、すべてのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうちのいずれかが接触することによって必ずガイドされ、図２の展開図における縦軸方向に給送されることとなるのである。
【００２９】
さらに、ケーシング１の上部には、乾燥時に真空吸引するための真空吸引口８が設けられている。また、ケーシング１の下部の中央部側には、前記バスケット排出口７から排出された濾液をケーシング１の外部に排出するための濾液排出口１０が設けられ、ケーシング１の下部の前部側には、乾燥後の被処理物（粉体）を排出するための粉体排出口１１が設けられている。さらに、液供給部５の出口部近傍には、バスケット３内の温度を測定するための温度計１２が設けられている。
【００３０】
次に、上記のような構成からなる濾過乾燥機によって、濾過乾燥する方法の実施形態について説明する。
【００３１】
先ず、濾過工程においては、図１に示すように、液供給部５からスラリー状の被処理液をバスケット３内に供給する。そして回転軸２の回転により、バスケット３を回転させる。この場合の回転数はスラリー液に１〜１０Ｇの遠心力を与える回転数とし、その遠心力によってバスケット３の内壁面の焼結金網に、図１に示すようにケーキ層１３を生成、積層させながら濾過する。濾液は、バスケット３のバスケット排出口７からケーシング１内に移行させ、さらにケーシング１の濾液排出口１０から濾過乾燥機の外部に排出する。
【００３２】
このようなスラリー状の被処理液の供給が終わった後、液供給部５から加圧気体を供給し、バスケット内部を０．１９ＭＰａに加圧し加圧濾過を行う。加圧気体としては、本実施形態では窒素ガスを用いた。この濾過工程においては、バスケット３の円筒状の内壁面を濾過面として利用することができるので、たとえばバスケットの底面が濾過面とされるような濾過乾燥機に比べると、濾過面積を大きくとることができ、ケーキ量が同じであれば、ケーキ層１３の高さは、底面が濾過面とされる濾過乾燥機の１／３で済み、濾過時間を短縮することができる。また濾過面積は底面が濾過面とされる濾過乾燥機の約３．４倍となる。また、ケーキ層１３が平面でなく円筒状となるため、クラックが入りにくく、展延の必要がない。さらに、上記のような加圧気体による加圧濾過に加えて回転による遠心濾過で補填されるため、被処理物を濾過面に対して均等に分散させることができ、濾過効率が一層良好となる。
【００３３】
上記のような濾過工程が終了した後、リンス工程を行う。リンス工程では、図４に示すように液供給口５からリンス液をバスケット３内に供給し、バスケット３を回転させながらケーキ層１３のリンスを行う。バスケット３の回転数は、濾過工程と同じ回転数で、遠心力は１〜１０Ｇとなる。この回転数及び遠心力によって、図４に示すようにケーキ層１３をバスケット３の内壁面から離脱しないように内壁面に保持させ、その保持されたケーキ層１３にリンス液をかけてケーキ層１３を洗浄する。上述のようなリンス工程においては、ケーキ層１３がバスケット３の内壁面に保持されたままの状態でリンスすることができるので、リンス液の量が少なくて済む。また上記のように濾過工程でケーキ層１３にクラックが発生していないので、ケーキ層１３の全体を均一にリンスすることができる。
【００３４】
上記のようなリンス工程の後、ケーキ剥離工程を行う。このケーキ剥離工程では、バスケットを断続回転して、図５及び図６に示すようにケーキ層１３をバスケット３の内壁面から剥離させる。また、同図のように複数個のバスケット排出口７の内の１の排出口から気体（エア又は不活性ガス）をパルス状にバスケット３内に供給し、気体を供給した排出口と別の排出口から排気を行う。
【００３５】
上記のような気体の供給は、バスケット３の内面の焼結金網２３を円周上で３等分に分け、バスケット３を断続的に回転させて、１／３周の部分ごとにバスケットの回転をとめて気体を噴射することによって行なう。このような断続的な気体の噴射により、ケーキ層１３の剥離は一層生じ易くなる。このようなケーキ剥離工程で、バスケット３の円筒状の濾過面からケーキ層１３を剥離できるため、後工程で均一な乾燥・混合が可能となる。本実施形態においては、バスケット排出口７から気体を断続的にバスケット３内に供給し、濾過面からより確実にケーキを剥離させるためにバスケット３に剥離用気体を供給するケーキ剥離用気体供給口２０を接続しうるように配置した構成としたが、このような構成に限定されず、濾過面に対して気体を供給し、濾過面からケーキを剥離できる構成であればよい。また、本実施形態ではバスケット内面の焼結金網を円周上で３等分する構成としたが、これに限定されず、４等分またはそれ以上に分割してもよい。濾過面となる焼結金網を分割することで、気体による被処理物の剥離を行う際に、供給した気体の圧力が分散することなく、焼結金網上の被処理物に伝達することができ、より効果的に剥離することができる。
【００３６】
上述のようなケーキ剥離工程の後、乾燥工程を行う。乾燥工程では、図７に示すように、真空口８から吸引してケーシング１内を真空にし、それによってバスケット排出口７を介してケーシング１と連通するバスケット３の内部を真空にする。またバスケット３の外側のジャケット４内に伝熱媒体である温水を供給する。それとともに、バッフル６内にも伝熱媒体である温水を供給する。結果的に、ジャケット４とバッフル６とを連通させる側面部１４にも伝熱媒体である温水が供給されていることとなる。
【００３７】
そして、上記のようにして伝熱媒体が供給されたジャケット４に近接する焼結金網２３、バッフル６、ガイド翼１５ａ〜１５ｅ、及びジャケット４とバッフル６とを連通させている側面部１４を加熱面として間接加熱、すなわち伝導伝熱を行う。乾燥工程の初期には、ダマ（スラリーの塊）が発生しないように低い回転数（たとえば０．１〜１０ｒｐｍ）で運転し、乾燥が進むにつれて回転数を上昇（たとえば５〜３０ｒｐｍ）させる。蒸発した気体は、焼結金網（フィルター）を介してバスケット３の外部に排出され、さらに真空口８からケーシング１の外部に排出される。
【００３８】
このような乾燥工程では、従来のような輻射による加熱ではなく、伝熱媒体が供給されたジャケット４、バッフル６、及び側面部１４からの伝導伝熱によってバスケット３の内部を加熱し、被処理物の乾燥を行なうため、乾燥性能が非常に高いものとなる。特に、ジャケット内部に伝導媒体が供給されるバッフルを備えているため、乾燥性能に加え、混合性能も高いものとなる。
【００３９】
次に、上記のような乾燥工程の後、排出工程を行う。排出工程では、回転数を数ｒｐｍの低速とし、図８に示すようにバスケット３の蓋１７をあける。そしてバスケット３を回転することによって、前記バスケット３の内壁面に設けられた計５条のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅによってバスケット３の一端側から他端側に向かって給送される。
【００４０】
図２を参照してその作用をより具体的に示すと、先ずバスケット３の一端側に存在している被処理物は、ガイド翼１５ｂでガイドされつつ該ガイド翼１５ｂの一端側から他端側に向かって給送され、次にガイド翼１５ｄでガイドされつつ該ガイド翼１５ｄの一端側から他端側に向かって給送され、次にガイド翼１５ａでガイドされつつ該ガイド翼１５ａの一端側から他端側に向かって給送され、次にガイド翼１５ｃでガイドされつつ該ガイド翼１５ｃの一端側から他端側に向かって給送され、さらにガイド翼１５ｅでガイドされつつ該ガイド翼１５ｅの一端側から他端側に向かって給送される。
【００４１】
このようにして、被処理物１８である乾燥した粉体は、ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを経てバスケット３の一端側から他端側に向かって給送されるのである。この結果、被処理物１８である乾燥した粉体は、粉体排出口１１から排出されることとなる。このようにして、ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅで順次ガイドしつつ被処理物１８を給送して、その被処理物１８のバスケット３内における残量を少なくする。
【００４２】
そして、このようなガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅによって、
被処理物である粉体が、バスケット３内に残存するのをより効果的に防止することができる。
【００４３】
上記のような排出工程の後、洗浄工程を行う。洗浄工程では、一旦バスケット３の回転を停止し、図９に示すように、バスケット３の蓋１７を閉塞し、さらにバスケット排出口７及び濾液排出口１０を閉塞し、液供給部５から洗浄液をバスケット３内に供給する。洗浄液でバスケット３の内径の１／４以上が充満されたときに、バスケット３を回転させ、洗浄を行う。尚、洗浄工程では、洗浄後に洗浄液を排出口１０より排出させ、バスケット３の蓋１７、ケーシング１の蓋１９をあけると、バスケット３内を目視することが可能となる。
【００４４】
以上のような濾過工程、リンス工程、ケーキ剥離工程、乾燥工程、排出工程、及び洗浄工程を経て、被処理物の濾過乾燥が終了する。
【００４５】
尚、上記実施形態では、５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅをバスケット３の内壁面に設けたが、ガイド翼の個数は該実施形態に限定されるものではなく、要は複数のガイド翼が斜めに且つ断続的にバスケット３の内壁面に
設けられていればよい。
【００４６】
また、該実施形態では、バスケット３の周方向断面に対して約２０°の角度をなしてガイド翼が配置されていたが、この角度は該実施形態に限定されるものではない。ただしガイド翼による被処理物の給送を好適に行なう観点からは、バスケット３の周方向断面に対して１０°〜４５°の角度をなしてガイド翼を配置するのが好ましい。１０°未満であると、被処理物の給送速度が遅くなるおそれがあるとともに多数のガイド翼を配置しなければならないこととなり、また４５°を超えると被処理物が前方へ給送されず、ガイド翼上に被処理物が堆積するおそれがあるからである。
【００４７】
さらに、該実施形態では、すべてのガイド翼が相互に平行に配置されていたが、必ず平行でなければならないわけではない。ただし複数のガイド翼をバスケットの内壁面にバランスよく配置するためには、その複数のガイド翼を平行に配置することが望ましい。さらにガイド翼の形状も問わないが、被処理物の給送をスムーズに行い、且つ乾燥工程において被処理物をエッジ部分で解砕する作用を良好にする観点からは、エッジ部分が比較的鋭利な板状であることが望ましい。
【００４８】
また該実施形態では、ジャケット４内の伝熱媒体として温水を用いたが、伝熱媒体の種類は温水に限らず、他の媒体、たとえば加熱した油、或いはスチームや加熱ガス等の気体を用いることも可能である。要は、ジャケット４内に供給されて、伝導伝熱によりバスケット３内の被処理物を乾燥しうるようなものであればよいのである。また、上記実施形態では、被処理物の乾燥工程において、バスケット内部を真空にして乾燥を行なうことから、被処理物を高温にすることなく乾燥させることができるため、加熱が好ましくない被処理物（たとえば医薬品等）に適用することができる。また、上記実施形態では、被処理物の乾燥工程において、バスケット内部を真空にしたが、これに限定されることなく、被処理物の性状に合わせて常圧若しくは減圧状態としてもよい。
【００４９】
また、該実施形態では、窒素ガスを供給することによってバスケット３内を加圧濾過することとしたが、加圧濾過用の気体の種類は窒素ガスに限定されるものではない。ただし、被処理物が医薬品等の場合、不純物の混入を防止する観点からは、上記実施形態の窒素ガスを用いるのが好ましい。また、加圧濾過の手段も該実施形態のような気体を供給する手段に限定されない。
【００５０】
また、上記実施形態では、バスケット内を０．１９ＭＰａに加圧することで濾過を行ったが、濾過時の加圧圧力は該実施形態に限定されるものではない。この加圧圧力としては、圧力が低すぎると濾過性能が低下することから、０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。また加圧しすぎるとケーキが圧密されるため、１．０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．５ＭＰａ以下であることがより好ましい。
【００５１】
また、上記実施形態では、濾過工程におけるバスケットの回転速度をスラリー液に１〜１０Ｇの遠心力を与える回転数としたが、これに限定されるものではない。
回転速度が小さすぎると、被処理物がバスケット内壁面の焼結金網に均一なケーキ層を形成しない上に、ケーキ層がアンバランスになり、バスケットが振動して機械的に好ましくない状態となってしまうことから、１Ｇ以上の遠心力が作用する回転数が好ましく、２Ｇ以上であることがより好ましい。また回転数が大きすぎると、被処理物にかかる遠心力が大きくなり、焼結金網上に形成されたケーキの圧密が高くなり、ダマが発生し易くなったり、ケーキ剥離に困難をもたらすこととなることから、１０Ｇ以下の遠心力が作用する回転数とすることが好ましく、５Ｇ以下の遠心力が作用する回転数とすることがより好ましい。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、最初に被処理物であるスラリーを供給する液供給部５が、加圧濾過のための気体の供給部としても兼用され、さらにリンス液や洗浄液の供給部としても兼用されていたが、このように兼用させることも本発明に必須の条件ではない。ただし、このように被処理液の液供給部５を各種の供給路として兼用することで、乾燥機全体がコンパクトになり、構造も簡易化されるという利点がある。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、伝導伝熱のためのジャケット４とは別にバッフル６を設けたため、伝導伝熱効率が一層良好になるという効果を得たが、このようなバッフル６を設けることは本発明に必須の条件ではない。また、ケーシングの内部に洗浄ノズルを別途設置することにより、より確実に洗浄を行なう構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】一実施形態としての濾過乾燥機及びその濾過工程を示す概略断面図。
【図２】バスケット内壁面を展開してガイド翼の配置状態を示す展開図。
【図３】バスケット内壁面におけるガイド翼の配置状態を示す概略側面図。
【図４】濾過乾燥機のリンス工程を示す概略断面図。
【図５】濾過乾燥機のケーキ剥離工程を示す概略断面図。
【図６】同ケーキ剥離工程の概略横断面図。
【図７】濾過乾燥機の乾燥工程を示す概略断面図。
【図８】濾過乾燥機の排出工程を示す概略断面図。
【図９】濾過乾燥機の洗浄工程を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５５】
３…バスケット ４…ジャケット
６…バッフル
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ…ガイド翼
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば薬理活性の高い薬品や毒性の高い物質、食品、化成品、電子材料等の粉粒体を含んだスラリー液状の被処理物を濾過乾燥するための濾過乾燥機と、その濾過乾燥機を用いて、濾過、リンス、乾燥、排出等の工程により被処理物の濾過乾燥を行う濾過乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の濾過乾燥機として、たとえば下記特許文献１に示すような特許出願がなされている。これらの特許文献１に記載された濾過乾燥機は、被処理物を収容して濾過乾燥しうるバスケットを回転自在に設け、そのバスケットの内壁面で被収容物を濾過するものである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３１３２８６号公報
【０００４】
しかし、特許文献１の濾過乾燥機は、乾燥後の粉体（結晶）を吸引管によって吸引することによってバスケットの外部へ排出する構成とされており、別途吸引用の設備が必要となっていた。また、その吸引管での吸引によって結晶を回収する結晶回収工程（排出工程）においては、バスケットの中心軸線を水平方向に対して一定の角度傾斜させ、バスケットの底部を斜め下方に向けた状態で結晶回収工程を行なう工程とされていた。このため、バスケットを回転させる他に傾斜させる機構も必要となり、機構も複雑となっていた。
【０００５】
このように、上記特許文献１の濾過乾燥機においては、粉体等の被処理物を排出するための付帯設備や機構が必要とされ、また被処理物の排出工程も煩雑となっていた。
【０００６】
また上記特許文献１の濾過乾燥機では、乾燥工程における伝熱が、被処理物に対して輻射によってなされるため、伝熱効率が悪く、乾燥に時間がかかるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、乾燥時間を短縮することができ、粉体等の被処理物を排出するための大型の付帯設備や複雑な機構が不要となり、その排出工程も非常に容易且つ円滑に行なうことのできる濾過乾燥機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために、濾過乾燥機と濾過乾燥方法としてなされたもので、濾過乾燥機に係る請求項１記載の発明は、被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット３が回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドして前記バスケット３の排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の濾過乾燥機において、ガイド翼が、バスケット３の内壁面に対して垂直に配置され、且つバスケット周方向断面に対して１０°〜４５°の角度をなして該バスケット３の内壁面に配置されていることを特徴とする。ここでバスケット周方向断面とは、バスケットの回転方向である周方向の断面、すなわちバスケットが回転する際の回転軸と直交する方向のバスケットの断面であり、具体的には図６に示されている断面の方向である。より具体的には、この角度は、バスケット内壁面の展開図である図２の仮想直線１６に対する角度として示される。さらに請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の濾過乾燥機において、複数のガイド翼のすべてが、相互に平行となるようにバスケット３の内壁面に配置されていることを特徴とする。さらに請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３が回転した際に、該バスケット３内の被処理物が、前記バスケット３の内壁面に断続的に配置された複数のガイド翼のうち、少なくともいずれかのガイド翼に接触してガイドされうるように、該複数のガイド翼がバスケット３の内壁面に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するジャケット４が、前記バスケット３の外側に設けられていることを特徴とする。さらに請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３内を加圧することによって被処理物を濾過しうるように構成されていることを特徴とする。さらに請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の濾過乾燥機において、バスケット３内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するバッフル６が、前記バスケット３内に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
さらに濾過乾燥方法に係る請求項８記載の発明は、被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット３が回転可能に設けられ、該バスケット３内の被処理物を乾燥後に排出する被処理物をガイドするための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられた濾過乾燥機で、前記バスケット３内に被処理物を収容して該バスケット３を回転しつつ該バスケット３の内壁面で被処理物を濾過する濾過工程と、該濾過工程の後に前記被処理物を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程の後に、前記バスケット３を回転させて、該バスケット３の内壁面に設けられた前記複数のガイド翼によって、被処理物をガイドしつつ前記バスケット３の内壁面の排出口側に向かって給送することにより該バスケットから排出する排出工程とからなることを特徴とする。
【００１２】
さらに請求項９記載の発明は、請求項８記載の濾過乾燥方法において、乾燥工程において、断続的に設けられたガイド翼で被処理物を混合するとともに、該ガイド翼の両側のエッジ部分で被処理物を解砕することを特徴とする。さらに請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の濾過乾燥方法において、前記濾過工程の後であって、前記乾燥工程の前に、被処理物をリンスするリンス工程を含むことを特徴とする。さらに請求項１１記載の発明は、請求項８乃至１０のいずれかに記載の濾過乾燥方法において、前記バスケットの内壁面で被処理物を濾過する濾過工程において、前記バスケット内に加圧気体を供給し、加圧気体による加圧濾過を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上述のように、被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケットが回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドしてバスケットの排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに設けられているものであるため、被処理物を排出する工程において、バスケットを回転するだけで、バスケット内に被処理物は、内壁面に斜めに設けられたガイド翼にガイドされながら自動的に前方へ給送されることとなり、それによって被処理物の排出を容易且つスムーズに行なうことができる。
【００１４】
特に、被処理物が粉粒体のようなものの場合には、上記のようなガイド翼で自動的に給送されることで、バスケット内に残る粉粒体の量を極力少なくすることができるという効果がある。
【００１５】
しかも、バスケットが回転するという、この種の濾過乾燥機が本来有している機能をそのまま利用して被処理物の排出工程を実施することができるので、従来のように排出工程の実施のために余分な機構や付帯設備等を一切設ける必要がなく、従来の濾過乾燥機に比べて構造を大幅に簡略化することができるという効果がある。
【００１６】
また、複数のガイド翼がバスケットの内壁面に断続的に設けられているので、それぞれのガイド翼の両側にはエッジ部分が形成され、従ってバスケットが回転した際にそのエッジ部分において粉体等の被処理物に対して剪断の作用が生じ、被処理物の剪断、混合が行われる。さらに乾燥工程においていわゆるダマが発生したときであっても、前記エッジ部分で好適に解砕することができ、乾燥時における粉体等の被処理物の混合を好適に行なうことができるとともに、乾燥工程が促進されるという効果がある。
また、ガイド翼を断続的に設けることで、混合時に被処理物がガイド翼から別のガイド翼へ移動・落下する際の衝撃による被処理物の解砕が期待でき、その結果、混合を好適に行い、乾燥工程が促進されるという効果も期待できる。
さらに本発明においては、ガイド翼による被処理物の移動混合とガイド翼両端での剪断混合が起こるため、上記解砕による混合と相まって、被処理物の混合が促進され、乾燥も効率よく行うことができる。
さらに本発明においては、複数のガイド翼がバスケット内壁面に断続的に設けられ、被処理物が少なくともいずれかのガイド翼に接触してガイドされうるように、ガイド翼を配置しているため、バスケットが回転することによって、被処理物移動が促進され、全体混合に大きく寄与し、乾燥工程が促進されるという効果がある。
さらに、複数のガイド翼がバスケット内壁面に断続的に設けられているので、濾過工程においても、断続的に設けられたガイド翼で被処理物のスラリーをバスケットの回転に極力同期させながらバスケット内壁面を移動させることができ、その結果、バスケット内壁面の濾過面積を短時間に有効に利用することができるという効果がある。
【００１７】
またバスケット内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を供給するためのジャケットが、前記バスケットの外側に設けられている場合には、このような伝熱媒体による伝導伝熱で被処理物を乾燥することができ、従来の輻射伝熱により乾燥する濾過乾燥機に比べて乾燥時間を大幅に短縮することができるという効果がある。
【００１８】
さらに、バスケット内の加圧とバスケットを回転することを濾過工程で組み合わせることによって被処理物を濾過しうるように構成した場合には、ケーキ厚さが均一になり、ケーキ内にクラックが発生しないので、結果として濾過性能が向上するという効果がある。
【００１９】
さらに、バスケット内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するバッフルを、前記ジャケットとは別にバスケット内に設けた場合には、伝熱効果が向上して乾燥効率が一層良好となる上に、被処理物の混合が一層良好となる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。
本実施形態の濾過乾燥機は、図１に示すように、ケーシング１内に回転軸２が具備され、該回転軸２に、粉粒体等の被処理物を収容するための略円筒状のバスケット３が回転自在に取り付けられている。そして、バスケット３の内壁面は、焼結金網２３で構成された濾過面とされている。
【００２１】
また、前記バスケット３の外側には、伝導伝熱によりバスケット３内の被処理物を乾燥するための伝熱媒体を供給するためのジャケット４が設けられている。本実施形態では、伝熱媒体として温水が用いられる。さらに、回転軸２に沿って、該回転軸２の内部に被処理物であるスラリー状の液を供給するための液供給部５が形成されている。この液供給部５は、加圧気体を供給する部分でもあり、またリンス液や洗浄液も、この液供給部５からバスケット３内に供給される。
【００２２】
またバスケット３内には、複数の加熱用パイプ（以下「バッフル」という）６が設けられており、このバッフル６にも伝熱媒体が供給されるように構成されている。そして、このバッフル６は、前記バスケット３の根元部側から突出されたような状態になっているとともに、前記ジャケット４とはバスケット３の根元部側の側面部１４を介して連通状態にされている。尚、前記ジャケット４の外側には、外ジャケット２１が設けられており、孔部２２を介して前記ジャケット４と連通状態にされている。この外ジャケット２１は、前記ジャケット４やバッフル６に充填される伝熱媒体を排出する流路となるものである。
【００２３】
さらに、バスケット３の周面には、濾液を排出するためのバスケット排出口７が部分的に設けられている。このバスケット排出口７は、図１には示されていないが、バスケット３の円周面上における等角間隔ごとの複数箇所（たとえば３箇所）に形成されている。
【００２４】
さらに、前記バスケット３の内壁面には、乾燥後の被処理物を排出するための計５条のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが設けられている。これらのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが設けられている位置は、複雑化するため図１には示さず、図２のようなバスケット３の内壁面の展開図、及び図３のような概略側面図で示している。
【００２５】
このガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、図２のようなバスケット内壁面の展開図に示すように、展開図の横軸に平行な仮想直線１６に対して約２０°の角度をなすように斜めに配設されており、すべてのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが相互に平行となるように配設されている。従って、各ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅがともに仮想直線１６に対して約２０°の角度をなすように配設されている。この図２の展開図における仮想直線１６に対する角度は、バスケット３の周方向断面に対する角度となる。
【００２６】
また、図２のバスケット内壁面の展開図においては、横軸に角度が表示されているが、５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうち、ガイド翼１５ａは横軸の約３０°〜９０°の角度の位置に跨がって配置されており、ガイド翼１５ｂ、１５ｃは約１５０°〜２１０°の角度の位置に跨がって配置されており、ガイド翼１５ｄ、１５ｅは約２７０°〜３３０°の角度の位置に跨がって配置されている。尚、この展開図の横軸に表示された角度は、バスケット３の内壁を形成する円周面において最下部の位置（図３における最下部の位置）を０°とした場合、その最下部の位置とのなす角度によって円周面上の位置をあらわしたものであり、円周面上の最上部は１８０°、真横は９０°及び２７０°となる。
【００２７】
このような展開図横軸上の角度の位置に各ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが配置されている結果、図３のように側面側から見た状態では、５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、円周を略３等分するように約６０°の角度をなして配設されている。これら５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうち、ガイド翼１５ｂとガイド翼１５ｃとは側面側から見た状態で重なっているように配設されており、ガイド翼１５ｄとガイド翼１５ｅとは側面側から見た状態で重なっているように配設されている。
【００２８】
また、図２の展開図の縦軸の位置を参照すると、ガイド翼１５ｂとガイド翼１５ｄとに重なり部分があり、ガイド翼１５ｄとガイド翼１５ａとに重なり部分があり、ガイド翼１５ａとガイド翼１５ｃとに重なり部分があり、さらにガイド翼１５ｃとガイド翼１５ｅとに重なり部分がある。従って、縦軸の位置においてすべてのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうちの２つのガイド翼が相互に重なり部分を有していることとなる。この結果、バスケット３が回転したときには、被処理物である粉体等は、すべてのガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうちのいずれかが接触することによって必ずガイドされ、図２の展開図における縦軸方向に給送されることとなるのである。
【００２９】
さらに、ケーシング１の上部には、乾燥時に真空吸引するための真空吸引口８が設けられている。また、ケーシング１の下部の中央部側には、前記バスケット排出口７から排出された濾液をケーシング１の外部に排出するための濾液排出口１０が設けられ、ケーシング１の下部の前部側には、乾燥後の被処理物（粉体）を排出するための粉体排出口１１が設けられている。さらに、液供給部５の出口部近傍には、バスケット３内の温度を測定するための温度計１２が設けられている。
【００３０】
次に、上記のような構成からなる濾過乾燥機によって、濾過乾燥する方法の実施形態について説明する。
【００３１】
先ず、濾過工程においては、図１に示すように、液供給部５からスラリー状の被処理液をバスケット３内に供給する。そして回転軸２の回転により、バスケット３を回転させる。この場合の回転数はスラリー液に１〜１０Ｇの遠心力を与える回転数とし、その遠心力によってバスケット３の内壁面の焼結金網に、図１に示すようにケーキ層１３を生成、積層させながら濾過する。濾液は、バスケット３のバスケット排出口７からケーシング１内に移行させ、さらにケーシング１の濾液排出口１０から濾過乾燥機の外部に排出する。
【００３２】
このようなスラリー状の被処理液の供給が終わった後、液供給部５から加圧気体を供給し、バスケット内部を０．１９ＭＰａに加圧し加圧濾過を行う。加圧気体としては、本実施形態では窒素ガスを用いた。この濾過工程においては、バスケット３の円筒状の内壁面を濾過面として利用することができるので、たとえばバスケットの底面が濾過面とされるような濾過乾燥機に比べると、濾過面積を大きくとることができ、ケーキ量が同じであれば、ケーキ層１３の高さは、底面が濾過面とされる濾過乾燥機の１／３で済み、濾過時間を短縮することができる。また濾過面積は底面が濾過面とされる濾過乾燥機の約３．４倍となる。また、ケーキ層１３が平面でなく円筒状となるため、クラックが入りにくく、展延の必要がない。さらに、上記のような加圧気体による加圧濾過に加えて回転による遠心濾過で補填されるため、被処理物を濾過面に対して均等に分散させることができ、濾過効率が一層良好となる。
【００３３】
上記のような濾過工程が終了した後、リンス工程を行う。リンス工程では、図４に示すように液供給口５からリンス液をバスケット３内に供給し、バスケット３を回転させながらケーキ層１３のリンスを行う。バスケット３の回転数は、濾過工程と同じ回転数で、遠心力は１〜１０Ｇとなる。この回転数及び遠心力によって、図４に示すようにケーキ層１３をバスケット３の内壁面から離脱しないように内壁面に保持させ、その保持されたケーキ層１３にリンス液をかけてケーキ層１３を洗浄する。上述のようなリンス工程においては、ケーキ層１３がバスケット３の内壁面に保持されたままの状態でリンスすることができるので、リンス液の量が少なくて済む。また上記のように濾過工程でケーキ層１３にクラックが発生していないので、ケーキ層１３の全体を均一にリンスすることができる。
【００３４】
上記のようなリンス工程の後、ケーキ剥離工程を行う。このケーキ剥離工程では、バスケットを断続回転して、図５及び図６に示すようにケーキ層１３をバスケット３の内壁面から剥離させる。また、同図のように複数個のバスケット排出口７の内の１の排出口から気体（エア又は不活性ガス）をパルス状にバスケット３内に供給し、気体を供給した排出口と別の排出口から排気を行う。
【００３５】
上記のような気体の供給は、バスケット３の内面の焼結金網２３を円周上で３等分に分け、バスケット３を断続的に回転させて、１／３周の部分ごとにバスケットの回転をとめて気体を噴射することによって行なう。このような断続的な気体の噴射により、ケーキ層１３の剥離は一層生じ易くなる。このようなケーキ剥離工程で、バスケット３の円筒状の濾過面からケーキ層１３を剥離できるため、後工程で均一な乾燥・混合が可能となる。本実施形態においては、バスケット排出口７から気体を断続的にバスケット３内に供給し、濾過面からより確実にケーキを剥離させるためにバスケット３に剥離用気体を供給するケーキ剥離用気体供給口２０を接続しうるように配置した構成としたが、このような構成に限定されず、濾過面に対して気体を供給し、濾過面からケーキを剥離できる構成であればよい。また、本実施形態ではバスケット内面の焼結金網を円周上で３等分する構成としたが、これに限定されず、４等分またはそれ以上に分割してもよい。濾過面となる焼結金網を分割することで、気体による被処理物の剥離を行う際に、供給した気体の圧力が分散することなく、焼結金網上の被処理物に伝達することができ、より効果的に剥離することができる。
【００３６】
上述のようなケーキ剥離工程の後、乾燥工程を行う。乾燥工程では、図７に示すように、真空口８から吸引してケーシング１内を真空にし、それによってバスケット排出口７を介してケーシング１と連通するバスケット３の内部を真空にする。またバスケット３の外側のジャケット４内に伝熱媒体である温水を供給する。それとともに、バッフル６内にも伝熱媒体である温水を供給する。結果的に、ジャケット４とバッフル６とを連通させる側面部１４にも伝熱媒体である温水が供給されていることとなる。
【００３７】
そして、上記のようにして伝熱媒体が供給されたジャケット４に近接する焼結金網２３、バッフル６、ガイド翼１５ａ〜１５ｅ、及びジャケット４とバッフル６とを連通させている側面部１４を加熱面として間接加熱、すなわち伝導伝熱を行う。乾燥工程の初期には、ダマ（スラリーの塊）が発生しないように低い回転数（たとえば０．１〜１０ｒｐｍ）で運転し、乾燥が進むにつれて回転数を上昇（たとえば５〜３０ｒｐｍ）させる。蒸発した気体は、焼結金網（フィルター）を介してバスケット３の外部に排出され、さらに真空口８からケーシング１の外部に排出される。
【００３８】
このような乾燥工程では、従来のような輻射による加熱ではなく、伝熱媒体が供給されたジャケット４、バッフル６、及び側面部１４からの伝導伝熱によってバスケット３の内部を加熱し、被処理物の乾燥を行なうため、乾燥性能が非常に高いものとなる。特に、ジャケット内部に伝導媒体が供給されるバッフルを備えているため、乾燥性能に加え、混合性能も高いものとなる。
【００３９】
次に、上記のような乾燥工程の後、排出工程を行う。排出工程では、回転数を数ｒｐｍの低速とし、図８に示すようにバスケット３の蓋１７をあける。そしてバスケット３を回転することによって、前記バスケット３の内壁面に設けられた計５条のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅによってバスケット３の一端側から他端側に向かって給送される。
【００４０】
図２を参照してその作用をより具体的に示すと、先ずバスケット３の一端側に存在している被処理物は、ガイド翼１５ｂでガイドされつつ該ガイド翼１５ｂの一端側から他端側に向かって給送され、次にガイド翼１５ｄでガイドされつつ該ガイド翼１５ｄの一端側から他端側に向かって給送され、次にガイド翼１５ａでガイドされつつ該ガイド翼１５ａの一端側から他端側に向かって給送され、次にガイド翼１５ｃでガイドされつつ該ガイド翼１５ｃの一端側から他端側に向かって給送され、さらにガイド翼１５ｅでガイドされつつ該ガイド翼１５ｅの一端側から他端側に向かって給送される。
【００４１】
このようにして、被処理物１８である乾燥した粉体は、ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを経てバスケット３の一端側から他端側に向かって給送されるのである。この結果、被処理物１８である乾燥した粉体は、粉体排出口１１から排出されることとなる。このようにして、ガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅで順次ガイドしつつ被処理物１８を給送して、その被処理物１８のバスケット３内における残量を少なくする。
【００４２】
そして、このようなガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅによって、
被処理物である粉体が、バスケット３内に残存するのをより効果的に防止することができる。
【００４３】
上記のような排出工程の後、洗浄工程を行う。洗浄工程では、一旦バスケット３の回転を停止し、図９に示すように、バスケット３の蓋１７を閉塞し、さらにバスケット排出口７及び濾液排出口１０を閉塞し、液供給部５から洗浄液をバスケット３内に供給する。洗浄液でバスケット３の内径の１／４以上が充満されたときに、バスケット３を回転させ、洗浄を行う。尚、洗浄工程では、洗浄後に洗浄液を排出口１０より排出させ、バスケット３の蓋１７、ケーシング１の蓋１９をあけると、バスケット３内を目視することが可能となる。
【００４４】
以上のような濾過工程、リンス工程、ケーキ剥離工程、乾燥工程、排出工程、及び洗浄工程を経て、被処理物の濾過乾燥が終了する。
【００４５】
尚、上記実施形態では、５個のガイド翼１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅをバスケット３の内壁面に設けたが、ガイド翼の個数は該実施形態に限定されるものではなく、要は複数のガイド翼が斜めに且つ断続的にバスケット３の内壁面に
設けられていればよい。
【００４６】
また、該実施形態では、バスケット３の周方向断面に対して約２０°の角度をなしてガイド翼が配置されていたが、この角度は該実施形態に限定されるものではない。ただしガイド翼による被処理物の給送を好適に行なう観点からは、バスケット３の周方向断面に対して１０°〜４５°の角度をなしてガイド翼を配置するのが好ましい。１０°未満であると、被処理物の給送速度が遅くなるおそれがあるとともに多数のガイド翼を配置しなければならないこととなり、また４５°を超えると被処理物が前方へ給送されず、ガイド翼上に被処理物が堆積するおそれがあるからである。
【００４７】
さらに、該実施形態では、すべてのガイド翼が相互に平行に配置されていたが、必ず平行でなければならないわけではない。ただし複数のガイド翼をバスケットの内壁面にバランスよく配置するためには、その複数のガイド翼を平行に配置することが望ましい。さらにガイド翼の形状も問わないが、被処理物の給送をスムーズに行い、且つ乾燥工程において被処理物をエッジ部分で解砕する作用を良好にする観点からは、エッジ部分が比較的鋭利な板状であることが望ましい。
【００４８】
また該実施形態では、ジャケット４内の伝熱媒体として温水を用いたが、伝熱媒体の種類は温水に限らず、他の媒体、たとえば加熱した油、或いはスチームや加熱ガス等の気体を用いることも可能である。要は、ジャケット４内に供給されて、伝導伝熱によりバスケット３内の被処理物を乾燥しうるようなものであればよいのである。また、上記実施形態では、被処理物の乾燥工程において、バスケット内部を真空にして乾燥を行なうことから、被処理物を高温にすることなく乾燥させることができるため、加熱が好ましくない被処理物（たとえば医薬品等）に適用することができる。また、上記実施形態では、被処理物の乾燥工程において、バスケット内部を真空にしたが、これに限定されることなく、被処理物の性状に合わせて常圧若しくは減圧状態としてもよい。
【００４９】
また、該実施形態では、窒素ガスを供給することによってバスケット３内を加圧濾過することとしたが、加圧濾過用の気体の種類は窒素ガスに限定されるものではない。ただし、被処理物が医薬品等の場合、不純物の混入を防止する観点からは、上記実施形態の窒素ガスを用いるのが好ましい。また、加圧濾過の手段も該実施形態のような気体を供給する手段に限定されない。
【００５０】
また、上記実施形態では、バスケット内を０．１９ＭＰａに加圧することで濾過を行ったが、濾過時の加圧圧力は該実施形態に限定されるものではない。この加圧圧力としては、圧力が低すぎると濾過性能が低下することから、０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。また加圧しすぎるとケーキが圧密されるため、１．０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．５ＭＰａ以下であることがより好ましい。
【００５１】
また、上記実施形態では、濾過工程におけるバスケットの回転速度をスラリー液に１〜１０Ｇの遠心力を与える回転数としたが、これに限定されるものではない。
回転速度が小さすぎると、被処理物がバスケット内壁面の焼結金網に均一なケーキ層を形成しない上に、ケーキ層がアンバランスになり、バスケットが振動して機械的に好ましくない状態となってしまうことから、１Ｇ以上の遠心力が作用する回転数が好ましく、２Ｇ以上であることがより好ましい。また回転数が大きすぎると、被処理物にかかる遠心力が大きくなり、焼結金網上に形成されたケーキの圧密が高くなり、ダマが発生し易くなったり、ケーキ剥離に困難をもたらすこととなることから、１０Ｇ以下の遠心力が作用する回転数とすることが好ましく、５Ｇ以下の遠心力が作用する回転数とすることがより好ましい。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、最初に被処理物であるスラリーを供給する液供給部５が、加圧濾過のための気体の供給部としても兼用され、さらにリンス液や洗浄液の供給部としても兼用されていたが、このように兼用させることも本発明に必須の条件ではない。ただし、このように被処理液の液供給部５を各種の供給路として兼用することで、乾燥機全体がコンパクトになり、構造も簡易化されるという利点がある。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、伝導伝熱のためのジャケット４とは別にバッフル６を設けたため、伝導伝熱効率が一層良好になるという効果を得たが、このようなバッフル６を設けることは本発明に必須の条件ではない。また、ケーシングの内部に洗浄ノズルを別途設置することにより、より確実に洗浄を行なう構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】一実施形態としての濾過乾燥機及びその濾過工程を示す概略断面図。
【図２】バスケット内壁面を展開してガイド翼の配置状態を示す展開図。
【図３】バスケット内壁面におけるガイド翼の配置状態を示す概略側面図。
【図４】濾過乾燥機のリンス工程を示す概略断面図。
【図５】濾過乾燥機のケーキ剥離工程を示す概略断面図。
【図６】同ケーキ剥離工程の概略横断面図。
【図７】濾過乾燥機の乾燥工程を示す概略断面図。
【図８】濾過乾燥機の排出工程を示す概略断面図。
【図９】濾過乾燥機の洗浄工程を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５５】
３…バスケット ４…ジャケット
６…バッフル
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ…ガイド翼
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット（３）が回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドして前記バスケット（３）の排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられていることを特徴とする濾過乾燥機。
【請求項２】
ガイド翼が、バスケット（３）の内壁面に対して垂直に配置され、且つバスケット周方向断面に対して１０°〜４５°の角度をなして該バスケット（３）の内壁面に配置されている請求項１記載の濾過乾燥機。
【請求項３】
複数のガイド翼のすべてが、相互に平行となるようにバスケット（３）の内壁面に配置されている請求項１又は２記載の濾過乾燥機。
【請求項４】
バスケット（３）が回転した際に、該バスケット（３）内の被処理物が、前記バスケットの内壁面に断続的に配置された複数のガイド翼のうち、少なくともいずれかのガイド翼に接触してガイドされうるように、該複数のガイド翼がバスケット（３）の内壁面に配置されている請求項１乃至３のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項５】
バスケット（３）内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するジャケット（４）が、前記バスケット（３）の外側に設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項６】
バスケット（３）内を加圧することによって被処理物を濾過しうるように構成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項７】
バスケット（３）内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するバッフル（６）が、前記バスケット（３）内に設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項８】
被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット（３）が回転可能に設けられ、該バスケット（３）内の被処理物を乾燥後に排出する被処理物をガイドするための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられた濾過乾燥機で、前記バスケット（３）内に被処理物を収容して該バスケット（３）を回転しつつ該バスケット（３）の内壁面で被処理物を濾過する濾過工程と、該濾過工程の後に前記被処理物を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程の後に、前記バスケット（３）を回転させて、該バスケット（３）の内壁面に設けられた前記複数のガイド翼によって、被処理物をガイドしつつ前記バスケット（３）の内壁面の排出口側に向かって給送することにより該バスケットから排出する排出工程とからなることを特徴とする濾過乾燥方法。
【請求項９】
乾燥工程において、断続的に設けられたガイド翼で被処理物を混合するとともに、該ガイド翼の両側のエッジ部分で被処理物を解砕する請求項８記載の濾過乾燥方法。
【請求項１０】
前記濾過工程の後であって、前記乾燥工程の前に、被処理物をリンスするリンス工程を含む請求項８又は９記載の濾過乾燥方法。
【請求項１１】
前記バスケットの内壁面で被処理物を濾過する濾過工程において、前記バスケット内に加圧気体を供給し、加圧気体による加圧濾過を行なう請求項８乃至１０のいずれかに記載の濾過乾燥方法。
【請求項１】
被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット（３）が回転可能に設けられた濾過乾燥機において、乾燥した被処理物をガイドして前記バスケット（３）の排出口側に向かって給送するための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられていることを特徴とする濾過乾燥機。
【請求項２】
ガイド翼が、バスケット（３）の内壁面に対して垂直に配置され、且つバスケット周方向断面に対して１０°〜４５°の角度をなして該バスケット（３）の内壁面に配置されている請求項１記載の濾過乾燥機。
【請求項３】
複数のガイド翼のすべてが、相互に平行となるようにバスケット（３）の内壁面に配置されている請求項１又は２記載の濾過乾燥機。
【請求項４】
バスケット（３）が回転した際に、該バスケット（３）内の被処理物が、前記バスケットの内壁面に断続的に配置された複数のガイド翼のうち、少なくともいずれかのガイド翼に接触してガイドされうるように、該複数のガイド翼がバスケット（３）の内壁面に配置されている請求項１乃至３のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項５】
バスケット（３）内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するジャケット（４）が、前記バスケット（３）の外側に設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項６】
バスケット（３）内を加圧することによって被処理物を濾過しうるように構成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項７】
バスケット（３）内の被処理物を、伝導伝熱により乾燥するための伝熱媒体を収容するバッフル（６）が、前記バスケット（３）内に設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載の濾過乾燥機。
【請求項８】
被処理物を収容して濾過乾燥を行うバスケット（３）が回転可能に設けられ、該バスケット（３）内の被処理物を乾燥後に排出する被処理物をガイドするための複数のガイド翼が、前記バスケットの内壁面に斜めに且つ断続的に設けられた濾過乾燥機で、前記バスケット（３）内に被処理物を収容して該バスケット（３）を回転しつつ該バスケット（３）の内壁面で被処理物を濾過する濾過工程と、該濾過工程の後に前記被処理物を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程の後に、前記バスケット（３）を回転させて、該バスケット（３）の内壁面に設けられた前記複数のガイド翼によって、被処理物をガイドしつつ前記バスケット（３）の内壁面の排出口側に向かって給送することにより該バスケットから排出する排出工程とからなることを特徴とする濾過乾燥方法。
【請求項９】
乾燥工程において、断続的に設けられたガイド翼で被処理物を混合するとともに、該ガイド翼の両側のエッジ部分で被処理物を解砕する請求項８記載の濾過乾燥方法。
【請求項１０】
前記濾過工程の後であって、前記乾燥工程の前に、被処理物をリンスするリンス工程を含む請求項８又は９記載の濾過乾燥方法。
【請求項１１】
前記バスケットの内壁面で被処理物を濾過する濾過工程において、前記バスケット内に加圧気体を供給し、加圧気体による加圧濾過を行なう請求項８乃至１０のいずれかに記載の濾過乾燥方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３３４４６６（Ｐ２００６−３３４４６６Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５９７０２（Ｐ２００５−１５９７０２）
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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