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流化床装置

阅读:1055发布:2020-05-16

IPRDB可以提供流化床装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明提供一种抑制静电影响的流化床装置及使用该装置的除静电方法,所述流化床装置在医药品制备工序、化妆品制备工序、食品制备工序、化学品制备工序等中将微粒作为流化床进行处理。本发明的流化床装置设置有对流化床装置内的微粒照射X射线的X射线照射装置。,下面是流化床装置专利的具体信息内容。

1、一种流化床装置,其特征为,所述流化床装置设置有对流化 床容器内的被处理对象的微粒照射X射线的X射线照射装置。

2、如权利要求1所述的流化床装置,其特征为,所述流化床装 置进一步设置有将气体导入所述流化床容器内,通过此气体使微粒悬 浮的供气装置,所述X射线照射装置对所述流化床容器内悬浮状态的微粒照射X 射线。

3、如权利要求2所述的流化床装置,其特征为,所述X射线照 射装置设置在偏离所述流化床容器内悬浮状态的微粒的流动路线的 位置。

4、如权利要求2或3所述的流化床装置,其特征为,所述供气 装置从所述流化床容器内的下方导入气体,所述X射线照射装置从上方及侧方中的至少一方对悬浮状态的微 粒照射X射线。

5、如权利要求4所述的流化床装置,其特征为,所述流化床装 置还设置有筒状的通气管,所述通气管设置在所述流化床容器内,气 体及微粒从下方至上方通过其内部,在所述通气管的上方空间内,存在由所述X射线照射装置产生的 X射线的照射区域。

6、如权利要求5所述的流化床装置,其中,所述X射线照射装 置的照射口距离所述通气管的上端为300~2000mm。

7、如权利要求5或6所述的流化床装置,其特征为,在所述通 气管的内部还设置有喷雾喷射液的喷枪。

8、如权利要求7所述的流化床装置,其中,所述喷枪的喷射口 位于所述通气管的内部,所述喷枪从所述喷射口向上方喷雾喷射液。

9、如权利要求7或8所述的流化床装置,其特征为,所述流化 床装置还设置有协调控制所述供气装置、所述X射线照射装置及所述 喷枪的控制装置。

10、如权利要求2~6中任一项所述的流化床装置,其特征为, 所述供气装置和所述X射线照射装置被协调控制。

11、如权利要求1~10中任一项所述的流化床装置,其特征为, 所述X射线照射装置照射软X射线作为X射线。

12、如权利要求1~11中任一项所述的流化床装置,其特征为, 所述流化床装置为Wurster型包衣机、流化床型包衣机、搅拌流动型 包衣机、转动流化床型包衣机及振动流化床型包衣机中的任意一种。

13、如权利要求1~12中任一项所述的流化床装置,其中,所述 流化床装置为Wurster型包衣机。

14、一种流化床装置,其特征为,所述流化床装置设置有除电装 置,所述除电装置设置在流化床容器中,除去由其内部的被处理对象 的微粒产生的静电。

15、一种微粒的处理方法,其特征为,所述方法是在流化床装置 的流化床容器内对处于被吹起状态的微粒照射X射线。

16、一种微粒的除电方法,其特征为,所述方法是在流化床装置 的流化床容器内对处于被吹起状态的微粒照射X射线。

17、一种微粒的包衣、造粒方法,其特征为,所述方法是在流化 床装置的流化床容器内对处于被吹起状态的微粒照射X射线。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种流化床(fluidized bed)装置及微粒的除电方法等, 所述流化床装置可不受静电影响地进行医药品、食品等的颗粒、粉体 等微粒的包衣(coating)、造粒、混合及干燥等。

背景技术

在粉体或颗粒等微粒的包衣、造粒、混合、干燥中,经常使用流 化床装置。作为流化床装置,例如有专利文献1公开的Wurster型包衣 装置。使用图2说明一般的Wurster型包衣装置的结构。在流化釜50的 底面51的上方配置有圆筒状的通气管52,底面51的下方配置有供气单 元58。从供气单元58输送的气体通过设置在底面51上的多个供气孔导 入通气管52的内部,并通过通气管52的内部。之后,气体通过配置在 流化釜50的上部的袋式过滤器53排放到排气单元54中,排到装置的外 部。另外,在底面51的中央部,面向通气管52的内侧配置喷枪55。填 充到流化釜50内部的微粒被从供气孔输送的气体导入到通气管52内 部。导入通气管52内的微粒的表面涂布有从喷枪55喷射的包衣液等喷 射液56。被涂布的微粒由气体载带被吹到通气管52的上方之后,失速 掉到通气管52的外侧。之后,掉下的微粒群被再次导入通气管52内。
已知在流化床装置中,由于流化床装置内微粒的摩擦等易产生静 电。因静电产生而导致的微粒的附着易发生在流化釜的壁面、通气管 外壁面、袋式过滤器的表面。特别是,在包衣带电性非常高的肠溶性 材料等时,大量产生的附着物阻碍微粒流动,有时微粒陷入完全不流 动的状态。由于微粒的静电而导致的附着、凝集、桥接等问题,在实 现确保制品的均匀性、制备工序的稳定运行·效率化、制备工序的自动 化中成为较大的障碍。作为消除此静电问题的方法(除电方法),目 前最常使用的是对制备区域或制备机器内加湿。在此方法中,通过确 保相对湿度在55~60%以上,能够抑制静电问题。另外,作为一般的 除静电方法,已知有通过电晕放电进行的除电方法。

发明内容

但是,加湿的方法存在下述问题,即不适用于可被吸湿性大的药 物或因水分促进分解的药物。另外,近年人们对医药品的微生物污染 的关心逐渐升高,从制备中由菌所致的制品污染、制品含水量上升导 致的制品保管中微生物增殖的观点来看,制备区域的加湿存在严重缺 陷。并且,加湿时,由于包衣后微粒的水分含量增加,所以之后的干 燥工序需要占用额外的时间,因此也不利于成本。在上述状况下,人 们强烈地希望找到通过加湿以外的方法防止医药品制备工序的静电 问题的方法。
另一方面,电晕放电型的除电器在医药品制备工序、特别是处理 微粒的工序中除电效果不充分。另外,电晕放电式的除电器的电极暴 露,从在使粉尘流动的工序或使用有机溶剂的工序中的爆炸性的观点 来看,也存在使用困难的缺点。另外,还存在微粒附着在电极上,从 而导致除电效果逐渐减弱的问题。
本发明的目的在于提供一种防止静电问题的方法,所述方法也可 适用于医药品制备工序等中的吸湿性高的药物或不耐水分的化合物, 无微生物污染的危险,也可用于使用爆炸性高的有机溶剂的工序。
本发明的流化床装置设置有对流化床容器内的被处理对象的微 粒照射X射线的X射线照射装置。通过此结构,照射了X射线的微粒发 挥除电效果,因此能够防止静电问题。
作为在本申请发明的流化床装置中处理的微粒,只要为易产生静 电的微粒即可,与其种类无关,例如可以使用医药品、化妆品、食品、 化学品等的微粒。微粒的粒径在10~1600μm的范围内、优选 20~1500μm、更优选40~1400μm的范围内。
作为本申请发明中使用的X射线,只要具有除电效果即可,并不 限定其能量(波长),但优选使用X射线中的软X射线。所谓软X射线 是指3~9.5keV左右的微弱的X射线。作为产生软X射线的装置(软X射 线照射装置),可以使用市售的装置,例如可以举出Photoionizer(滨 松Photonics公司制)等。
优选下述方案:流化床装置还设置有供气装置,该供气装置将气 体导入流化床容器内,通过此气体使微粒悬浮,X射线照射装置对流 化床容器内悬浮状态的微粒照射X射线。
X射线照射装置优选设置在偏离流化床容器内悬浮状态的微粒的 流动路线的位置。
较优选下述方案:供气装置从流化床容器内的下方导入气体,X 射线照射装置从上方及侧方中的至少一方对悬浮状态的微粒照射X射 线。
优选下述方案:流化床装置还设置有筒状的通气管(draft tube), 该通气管设置在流化床容器内,气体及微粒从下方向上方通过其内 部,在通气管的上方空间内,存在由X射线照射装置产生的X射线的 照射区域。
X射线照射装置的照射口优选距离通气管的上端300~2000mm。
流化床装置优选进一步在通气管内部配置喷雾喷射液的喷枪。
喷枪的喷射口较优选位于通气管的内部,喷枪从喷射口向上方喷 雾喷射液。
流化床装置优选还设置有协调控制供气装置、X射线照射装置及 喷枪的控制装置。
流化床装置优选为Wurster型包衣机、流化床型包衣机、搅拌流动 型包衣机、转动流化床型包衣机及振动流化床型包衣机中的任意一 种。流化床装置较优选为Wurster型包衣机。
另外,从其他观点来看,本发明如下所示。
即,本发明的其他流化床装置还设置有除电装置,所述除电装置 设置在流化床容器内,除去其内部的被处理对象的微粒所产生的静 电。
本发明的微粒的处理方法为在流化床装置的流化床容器内对吹 起状态的微粒照射X射线。
本发明的微粒的除电方法为在流化床装置的流化床容器内对吹 起状态的微粒照射X射线。
本发明的微粒的包衣、造粒方法为在流化床装置的流化床容器内 对吹起状态的微粒照射X射线。
本申请发明的流化床装置是在医药品制备工序、化妆品制备工 序、食品制备工序、化学品装备工序等中将微粒作为流化床进行处理 的流化床装置,所述流化床装置设置有对被气体吹起的微粒照射软X 射线的软X射线照射装置。本申请发明通过在处理微粒的流化床装置 中直接·间接地对微粒照射软X射线,或透过树脂制膜进行照射,防止 上述由带电产生的问题。
此方法即使在低湿度环境下也有除电效果,也可适用于吸湿性高 的药物或不耐水分的药物。另外,由于在低湿度条件下、高湿度条件 下均发挥除电效果,所以从防止微生物污染的观点来看十分有利。
另一方面,因为软X射线照射装置与电晕放电型除电器不同,电 极未暴露出来,所以从防止爆炸的观点来看非常有利。并且,能够透 过树脂制膜等进行照射,因此也能完全地将装置从爆炸环境中分离。
如上所述,通过有效运用软X射线的特性,能够防止在医药制备 工序中采用现有的方法不能防止的各种静电问题、或不适用现有方法 的静电问题。

附图说明

图1为表示本申请发明流化床装置构成的说明图。
图2为表示现有流化床装置构成的说明图。
图3为表示本申请发明流化床装置其他例的说明图。
图4为表示本申请发明流化床装置其他例的说明图。
图5为表示一般流化床装置构成的说明图。

具体实施方式

以下,说明用于实施本申请发明的最佳方案。
本申请发明的流化床装置如果是例如图5所示的装置,即通过使 用从形成网眼状的流化釜底面4向上部喷出的气体,吹起流化床装置 内部的微粒(粉体、颗粒等),使微粒流动化,进行包衣、造粒等, 则对其种类没有限制。流化床装置除了图5所示的从设置在流化床上 方的喷枪6向下方喷雾包衣液的一般流化床型包衣装置之外,还可分 成如下几类:特征为在流化釜内具有通气管且在通气管内进行喷射的 Wurster型包衣机;在流化釜底面具有搅拌翼的搅拌流化床型包衣机; 流化釜底面旋转的转动流化床型包衣机;流化釜底面通过振动器振动 的振动流化床型包衣机等。但是,流化床装置只要是在流化床状态下 处理微粒的装置即可,没有特殊限制。
此处,以Wurster型包衣机为例进行说明。图1是表示本申请发明 的流化床装置(Wurster型包衣机)一例的说明图。图1所示的流化床 装置构成如下:进行包衣、造粒等的流化釜(流化床容器)1、配置 在流化釜1下部的向流化釜内部供给气体的供气单元2、及配置在流化 釜上部的排出流化釜内部气体的排气单元3。
调至规定的温度、湿度的气体通过供气单元2从图中未示出的鼓 风机供给到流化釜1的内部。作为气体通常使用空气,但处理易发生 氧化等化学变化的药物时,也可以使用减少了氧气的空气、氮气、氦 气等惰性气体。即,由图中未示出的鼓风机及供气单元2构成将气体 导入流化釜1内的供气装置。通常包衣时的气体温度为10~90℃左右, 湿度为5~95%左右。
流化釜1由具有多个供气孔的圆形流化釜底面4、及从流化釜底面 4的周边向上伸出设置到排气单元3的流化釜侧壁5构成。图1所示的流 化釜侧壁5具有下段为圆筒状、中段为圆锥筒状、上段为圆筒状的形 状。但是,流化釜侧壁5的形状也可以整体为圆筒状或圆锥筒状,另 外,也可以上段为圆筒状、下段为圆锥筒状。流化釜的大小没有特殊 限制,通常为100φ×500H~3000φ×8000H(mm),优选200φ× 1000H~2500φ×7000H(mm),更优选300φ×1500H(mm)~2000 φ×6000H(mm)左右。
流化釜底面4上设置多个供气孔,用于将从供气单元2供给的气体 导入流化釜1内部。在流化釜侧面的大约中央处,设置有喷枪设置孔, 用于使后述的喷枪6贯通。流化釜底面4的大约中央处的上方,配置了 筒状的通气管7。流化釜底面4的供气孔被设置成大量分布在通气管7 的下方,从供气单元2输送的气体穿过供气孔优先导入通气管7的内 部。此供气孔的大小没有特殊限制,通常为90~2900mmφ,优选 180~2400mmφ,更优选270~1800mmφ左右。通气管7为筒状,在其 内侧的空间内形成喷射区8,用于向微粒涂布包衣液。图1所示的通气 管上部为圆筒状,下部为下端开口增大的圆锥筒状。但是,通气管7 只要为筒状即可,其形状无限定,整体可以为圆筒状,也可以为圆锥 筒状。流化釜1内部填充的微粒被从供气单元2供给的气体载带,从通 气管7的下端开口导入通气管内后,被吹到通气管7的上方,处于悬浮 状态。处于悬浮状态的微粒随后失速掉落到通气管7的外侧,其后被 再次导入通气管7内进一步包衣。如上所述,流化釜1内的微粒可以通 过从供气装置供给的气体进行循环。悬浮状态的微粒流动的循环流路 主要由通气管7内的内部空间、通气管7的上方空间和通气管7的外周 面与流化釜侧壁5的内壁面之间的侧面空间构成。然后,后述的软X 射线照射装置12设置在偏离此循环流路的位置上,不使上升中及下落 中的微粒滞留于此。
通过流化釜底面4的大致中央部的喷枪设置孔设置喷枪6。喷枪6 连接有图中未示出的包衣液供给管及喷射气体供给管。由喷枪供给的 包衣液与喷射气体一同从形成在喷枪上端的喷射口9向上方喷雾。配 置喷枪6,使其上端的喷射口9位于通气管7的内部(喷射区8)。导入 通气管内的微粒通过喷射区8时表面被涂布包衣液。
袋式过滤器10设置在流化釜1的上部。此袋式过滤器10用于分离 微粒和气体,只将气体排出到排气单元3。袋式过滤器10的材料可以 使用聚酯、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯 等。设置的袋式过滤器的数量没有特殊限定,可以根据流化釜大小、 袋式过滤器大小等改变。供给到流化釜内部的气体通过袋式过滤器 10,排出到位于流化釜1上方的排气单元3中后,排到装置外部。
在图1所示的流化床装置中,在通气管7的上方,安装软X射线照 射装置12,使照射口13向下。软X射线照射装置12的安装位置只要是 从该装置照射的软X射线能够充分地到达从通气管7吹起的微粒群的 位置即可,其位置没有限制。软X射线照射装置的照射口13的位置例 如可以为与袋式过滤器的下端相同的高度,也可以在比袋式过滤器的 下端高的位置,或者比袋式过滤器的下端低的位置。作为软X射线照 射装置12的安装方法,可以直接或通过适当的安装工具安装在袋式过 滤器10上,另外,也可以安装在排气单元3的底面。从软X射线照射装 置照射的X射线通常到达距离照射口13约1000mm处,因此可以以照射 口13位于距离通气管上端2000~300mm左右、优选1500~500mm左右、 最优选1000mm左右的上方处的方式设置软X射线照射装置12。
另外,软X射线由于透过力非常弱,所以在微粒群密度大的区域 (流化釜的底面附近)不能有效地发挥作用。因此,必须将软X射线 照射装置设置成能够在微粒群密度小、微粒为吹起状态的区域(微粒 被吹起而悬浮的区域)照射软X射线。但是只要能够照射到微粒群密 度小的区域即可,对软X射线照射装置12的设置位置没有限制,除通 气管7的上方之外,也可以设置在例如图3所示的流化釜侧壁5上。软X 射线照射装置12设置在流化釜侧壁5上时,例如可以在流化釜侧壁5上 设置安装孔,在该安装孔上设置软X射线照射装置12使照射口13面向 流化釜1的内侧。另外,软X射线由于具有透过PET(聚对苯二甲酸乙 二醇酯)、聚酰亚胺、无定形碳等树脂的性质,所以也可以在安装孔 中嵌入可透过上述软X射线的树脂,在其外侧设置软X射线照射装置。 设置的软X射线照射装置的数量可以为1个,也可以为如图4所示的多 个。另外,虽图示省略,但在流化床装置的流化釜侧壁5上安装有能 够观察其内部的装置窗,使得能够观察例如软X射线照射装置12、微 粒的悬浮状态、流动状态等。
在流化釜1的上方配置有排气单元3,排气单元3的内部通过袋式 过滤器10与流化釜1的内部连接。送入流化釜1内的气体通过袋式过滤 器10排到排气单元3中后,排出到装置外。为了使流化釜内的压力一 定,排气单元优选使用具有风量控制功能的集尘设备。
虽图示省略,但设置了集中控制流化床装置的控制装置。控制装 置协调控制供气装置(供气单元2)、排气单元3、软X射线照射装置 12及喷枪6等。例如,在驱动供气装置、排气单元3及喷枪6时,可以 使软X射线照射装置12定期地照射软X射线,或者也可以使其长期地 照射软X射线。另外,控制装置可以在供气装置的驱动开始前,开始 软X射线照射装置12的驱动。由此,可以在微粒被吹起之前,使照射 区域成为可除电的区域,提高除电效果。
(试验例)
使用本申请发明中所用的软X射线照射装置,进行除电效果比较 试验、除电效果确认试验、粉尘爆炸试验。
(除电效果比较试验)
使用因易带静电微粒摩擦而引起静电的系统,对其进行通过使用 各种除电装置((1)交流电晕放电式除电器、(2)直流电晕放电式 除电器及(3)软X射线照射装置)能否除电的试验。
1、在聚乙烯制袋(200×300×0.08mm)中填充10g被覆有肠溶性膜 的易带静电微粒(粒径:约470μm)。
2、在填充微粒的状态下,剧烈上下震荡混合约30秒,观察由于 产生的静电导致颗粒附着在聚乙烯袋上的状态时,确认在聚乙烯袋的 整个面上大量附着颗粒。
3、在下述三种状态下分别实施与上述1~2相同的评价:(1)在 由交流电晕放电式除电器(离子鼓风机5802型Ion Systems公司制) 产生的离子化气体的通风下,(2)在由直流电晕放电式除电器(气 枪型除电器、TAS-20G型TRINC公司制)产生的离子化气体的通风 下,(3)在照射由软X射线照射装置(PhotoIonizer L9490型 滨松 Photonics公司制)产生的软X射线下。
结果分别如表1所示。
[表1]   条件   未除电  照射软X射线   除电吹风通风   (交流电晕放电)   离子枪通风   (直流电晕放电)   颗粒粘附   全面附着  局部附着   全面附着   全面附着   除电效果   -  有   无   只在初期有
如表1所示,(1)使用交流电晕放电式除电器时未确认颗粒附着 量降低。(2)使用直流电晕放电式除电器时,虽然确认有微弱的除 电效果,但在开始除电数秒后电极大量吸附颗粒,除电效果消失。(3) 只在照射软X射线时确认颗粒附着量降低。
(除电效果确认试验)
在聚乙烯制袋(100×200×0.08mm)中放入2.5g被覆有肠溶性膜的 微粒(粒径:约470μm),剧烈振荡约30秒,使颗粒静电附着在聚乙 烯袋上。然后,倒置聚乙烯袋取出颗粒(自然落下)。从颗粒投入量 中减去颗粒取出量,计算由于静电而附着在聚乙烯袋上的颗粒附着 量。
在照射软X射线时和未照射时进行上述试验,评价利用软X射线除 电的有效性。需要说明的是,软X射线照射装置使用PhotoIonizer L9490 型(滨松Photonics公司制)。结果如表2所示。
[表2]   是否照射X射线   无   有   颗粒附着量g   (附着率%)   2.16g(86.6%)   2.05g(81.9%)   2.19g(87.8%)   0.84g(33.5%)   0.84g(33.5%)   0.60g(23.6%)   平均   2.14g(85.4%)   0.76g(30.2%)   标准偏差   0.07g(3.1%)   0.14g(5.7%)
从表2可知,照射软X射线时附着量显著降低,可以确认由软X射 线产生的微粒除电效果。另外,在从颗粒附着的聚乙烯袋的外部照射 软X射线的状态下,将聚乙烯袋的开口向下轻轻地振动,颗粒全部排 出。
(粉尘爆炸试验)
进行下述试验:在易引起粉尘爆炸的系统中,装入各种除电装置 ((1)交流电晕放电式除电器、(2)直流电晕放电式除电器及(3) 软X射线照射装置)使其运转时,是否引起粉尘爆炸。
在哈脱曼(HARTMANN)型爆炸筒中的分散部装入500mg微粒(石 松子),用压缩空气吹起微粒。在此状态下使电极放电或照射软X射 线评价爆炸性。结果使电极放电时发生粉尘爆炸,而照射软X射线时 未发生爆炸。
另一方面,在聚乙烯制袋中将被覆有肠溶性膜的微粒(粒径:约 470μm)剧烈振荡约30秒,使其带电后,在分散部装入1g此带电微粒, 进而在筒内充满丙烷气体的状态下,使电极放电或照射软X射线评价 爆炸性。结果使电极放电时发生粉尘爆炸,而照射软X射线时未发生 爆炸。
另外,在聚乙烯制袋中将被覆有肠溶性膜的微粒(粒径:约470μm) 剧烈振荡30秒,使其带电后,在分散部装入1g此带电微粒,进而在用 1ml乙醇使其润湿的状态下,照射软X射线评价爆炸性。结果照射软X 射线时未发生爆炸。
(流化床装置内的除电效果确认试验)
在Wurster型包衣机(Multiplex MP10型POWREX公司制)中装入 300g各种微粒,在各种条件下使微粒流动15分钟,确认壁面上微粒附 着量及微粒流动状态。结果如表3所示。
[表3]   粒子名   粒径   (μm)   鼓风机温湿度   (℃/%RH)  是否照射软X射线   附着量   (g)   附着率   (%)   被覆肠溶性膜的   微粒   470   22/50   有   0.0   0.0   无   17.7   5.9   40/18   有   0.0   0.0   无   37.3   12.4   60/5   有   0.0   0.0   无   56.3   18.8   球状甘露醇   200   50/10   有   0.0   0.0   无   1.3   0.4   乙基纤维素   200-300   50/10   有   0.0   0.0   无   11.0   3.7   100-200   有   8.2   2.7   无   87.8   29.3   40-100   有   9.3   3.1   无   29.6   9.9
从表3可知,可以确认与未照射软X射线时相比,在照射软X射线 时能够防止或抑制微粒的附着滞留。粒径在200μm以上的微粒通过照 射软X射线能够不发生附着。另一方面,虽然不能使200μm以下的微 粒不发生附着,但可确认对40μm以上的粒子具有附着抑制效果。
专利文献1:特开2003-1090号公报
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