A Research Paper from Earozoru Kenkyu, 40（2）, 99–108（2025） https://doi.org/10.11203/jar.40.99
キーワード: Spray Dryer, Drying, Droplet, Slurry, Water-Soluble Polymer
The granulation process of a slurry droplet containing a water-soluble polymer in a spray dryer is investigated. Although there have been many studies on the drying behavior of a single-component slurry droplet, there have been few reports for a multicomponent slurry droplet. This is due to the complexity and difficulty in evaluating the drying behavior of a multicomponent slurry droplet. Therefore, for the production of granules from multicomponent materials by a spray dryer, its operating conditions are usually determined by trial and error. To optimize the practical granule production process, the drying behavior of multicomponent slurry droplets should be studied. In this study, the drying behavior of a silica slurry droplet containing polyvinyl alcohol (PVA) is investigated. The drying behavior of a droplet suspended on the tip of a needle was observed. The effect of the volume fraction of PVA on the drying behavior and the morphology of a dried granule is studied. The effect of drying condition on the granule formation process is also investigated. As a result, the structure of dried granules was strongly influenced by PVA concentration. Segregation of PVA in the dried granules was observed. Based on the results, the drying process diagram is presented.
水溶性高分子を含むスラリー液滴のスプレードライヤー（噴霧乾燥機）内での造粒過程を調べた。単一成分スラリー液滴の乾燥挙動に関する研究は多く報告されているが、多成分スラリー液滴に関しては報告が少ない。これは多成分スラリー液滴の乾燥挙動を評価することが複雑かつ困難であるためである。そのため、スプレードライヤーを用いた多成分材料からの造粒生産においては、通常、運転条件は試行錯誤によって決定されている。実用的な造粒プロセスの最適化には、多成分スラリー液滴の乾燥挙動の解明が必要である。本研究では、ポリビニルアルコール（PVA）を含むシリカスラリー液滴の乾燥挙動を調査した。針の先端に懸濁させた液滴の乾燥挙動を観察し、PVAの体積分率が乾燥挙動および乾燥後の造粒体の形態に与える影響を検討した。また、乾燥条件が造粒過程に及ぼす影響についても調査した。その結果、乾燥造粒体の構造はPVA濃度の影響を強く受けることが明らかとなり、乾燥造粒体内でのPVAの分離（セグリゲーション）が観察された。これらの結果に基づき、乾燥プロセスの模式図を提示した。
