特許ウォッチ

公開番号2024128705
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-24
出願番号2023037852
出願日2023-03-10
発明の名称大容量型超微粒化噴霧乾燥装置及び大容量型超微粒化噴霧乾燥方法
出願人大川原化工機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B01J 2/04 20060101AFI20240913BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】平均粒子径0.1～10μmの超微粒子を1,000kg/時間以上の大容量で製造することができる大容量型超微粒化噴霧乾燥装置を提供する。
【解決手段】
超微粒化された液滴を噴霧する複数の4流体型ノズル10と、液滴を乾燥させる熱風の流路を有し、熱風が噴出される噴出口を有する熱風分散室20と、熱風分散室20に連結されて熱風を供給するための熱風配管40と、を備え、更に、複数のノズル10が上方に配置され、当該ノズル10から噴霧された液滴が乾燥されザウター平均粒子径が0.1～10μmの粉体微粒子となる空間を有する液滴乾燥室30を備えており、複数のノズル10が、1列に配置され、ノズル10毎に熱風分散室20が設置されており、液滴となる原料液体の処理量が、1,000～40,000kg/時間である、大容量型超微粒化噴霧乾燥装置100。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超微粒化された液滴を噴霧する複数の４流体型ノズルと、
前記液滴を乾燥させる熱風の流路を有し、前記熱風が噴出される噴出口を有する熱風分散室と、
前記熱風分散室に連結されて前記熱風を供給するための熱風配管と、を備え、
更に、複数の前記ノズルが上方に配置され、当該ノズルから噴霧された前記液滴が乾燥されザウター平均粒子径が０．１～１０μｍの粉体微粒子となる空間を有する液滴乾燥室を備えており、
複数の前記ノズルが、１列に配置され、
前記ノズル毎に前記熱風分散室が設置されており、
前記液滴となる原料液体の処理量が、１，０００～４０，０００ｋｇ／時間である、大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記液滴乾燥室が、直方体であり、縦の長さと横の長さの比率が１：２～１：４０である、請求項１に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項３】
複数の前記ノズルが、前記液滴乾燥室の横方向に沿って１列に配置されている、請求項２に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項４】
前記熱風分散室のそれぞれに前記熱風を送る熱風配管を備えている、請求項１～３のいずれか一項に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項５】
前記ノズルが、３本以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項６】
前記ノズルが、６本以上である、請求項５に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項７】
前記液滴乾燥室の前記噴出口の形状が、前記ノズルを中心に配置する環状のスリット状である、請求項１～３のいずれか一項に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項８】
前記液滴乾燥室が、直方体であり、前記液滴乾燥室内の縦の長さは、前記ノズルの外径の２～２０倍である、請求項１～３のいずれか一項に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置。
【請求項９】
請求項１～３のいずれか一項に記載の大容量型超微粒化噴霧乾燥装置を用いる大容量型超微粒化噴霧乾燥方法であり、
超微粒化される液滴の原料液体を複数の前記ノズルに供給する原料液体供給工程と、
前記熱風分散室の前記噴出口から前記熱風を噴出させ、前記液滴乾燥室内の前記空間で前記液滴を乾燥させてザウター平均粒子径が０．１～１０μｍの粉体微粒子とする液滴乾燥工程と、有し、
前記原料液体を１，０００～４０，０００ｋｇ／時間の処理量で処理する、大容量型超微粒化噴霧乾燥方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、大容量型超微粒化噴霧乾燥装置及び大容量型超微粒化噴霧乾燥方法に関する。更に詳しくは、超微粒子を１，０００ｋｇ／時間以上の大容量で製造が可能である大容量型超微粒化噴霧乾燥装置及び大容量型超微粒化噴霧乾燥方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの二次電池用の正極材及び負極材や、化粧品などの化成品材料などには、その機能を発揮させるために、平均粒子径０．１～１０μｍ程度の超微粒子が使用されている。
【０００３】
最近では、電気自動車などの二次電池市場や化粧品などの化成品市場の拡大に伴って、上記のような超微粒子の需要が更に高まっている。
【０００４】
ここで、平均粒子径０．１～１０μｍの超微粒子を製造するための噴霧乾燥機については複数知られている（例えば、特許文献１～３参照）。また、特許文献１～３のように平均粒子径０．１～１０μｍの超微粒子が製造可能な微粒化ノズルとしては、微粒化用空気を吹き込む４流体型ノズル方式の微粒化ノズルが複数知られている。また、現在、上記超微粒子を上記４流体型ノズル方式の微粒化ノズルを用いて、噴霧液量（原料液体の処理量）１，０００ｋｇ／時間未満で製造する装置（噴霧乾燥装置）が大川原化工機社などから開発販売されている。
【０００５】
特許文献４には、原料液圧力噴霧ノズルを用いた２段乾燥式スプレードライヤー装置について記載され、この装置によれば大容量化（１，０００～１２，０００ｋｇ／時間）が可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平８－２８１１５５号公報
特開２００３－１１７４４２号公報
特開２００６－０６８６６０号公報
特開平１０－２６４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、４流体型ノズルによって粒子径１０μｍ以下の微粒子の液滴を得ることが記載されているが、１分間に１０００ｇの液体を噴射する（即ち、処理量６０ｋｇ／時間）ものであり、処理量が十分でない。
【０００８】
特許文献２では、４流体型ノズルによって平均粒子径５～１５μｍ若しくはそれ以下となる微粒子が得られることが記載されている。そして、液体を２リットル／分で供給すること（即ち、噴霧液量１２ｋｇ／時間）であることが記載され、最大噴霧液量は１００ｋｇ／時間以上が可能であると記載されている。この４流体型ノズルは、処理量５０ｋｇ／時間～１０００ｋｇ／時間を対象に開発したものであり、この特許文献２においても液体の処理量が十分でない。
【０００９】
特許文献３では、断面が円環状の２つの流路を有する２流体ノズルを用い、当該２流体ノズルから噴射された薄膜流を真ん中（外部衝突点）で互いに衝突させて４流体にしている（これは、特殊２流体ノズルであり、２流体ノズルであるものの「４流体型ノズル」とも言える）。このようにすることによって、平均粒子径５～１５μまたはそれ以下（例えば、５μｍ以下）の微粒子が得られることが記載され、処理量１０ｋｇ／時間であることが記載されている。この４流体型ノズルは、処理量１～５０ｋｇ／時間を対象に開発したものであり、この特許文献３においても液体の処理量が十分でない。なお、２流体ノズルは、１つの気体用流路と１つの液体用流路を有し、上記気体用流路から噴出される気体によって、液体用流路から供給される液体を微粒子化して微粒子状の液滴を噴霧するノズルのことである。
【００１０】
特許文献４では、記載されている原料液圧力噴霧ノズルは、原料液体をポンプの圧力のみで微粒子化してオリフィスより噴射するものである（段落［０００９］の７行目、請求項１、４、段落［０００１］～［０００８］参照）。このような原料液圧力噴霧ノズルでは、平均粒子径３０～１００μｍの粒子（例えば食品用途などの粒子）を形成することは可能であるが、平均粒子径０．１～１０μｍの超微粒子は製造できない。これは、特許文献１～３にも記載されている（特許文献１の（段落［０００１］～［０００８］（特に、段落［０００６］参照）、特許文献２の（段落［０００２］～［００１３］（特に、段落［０００２］、［０００９］参照）、特許文献３の（段落［０００２］～［００１７］（特に、段落［０００２］、［０００９］参照））。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許